Linked data as medium for distributed Multi-Agent Systems

Abstract

The conceptual design and discussion of multi-agents systems (MAS) typically focuses on agents and their models, and the elements and effects in the environment which they perceive. This view, however, leaves out potential pitfalls in the later implementation of the system that may stem from limitations in data models, interfaces, or protocols by which agents and environments exchange information. By today, the research community agrees that for this, that the environment should be understood as well as abstraction layer by which agents access, interpret, and modify elements within the environment. This, however, blurs the the line of the environment being the sum of interactive elements and phenomena perceivable by agents, and the underlying technology by which this information and interactions are offered to agents. This thesis proposes as remedy to consider as third component of multi agent systems, besides agents and environments, the digital medium by which the environment is provided to agents. "Medium" then refers to exactly this technological component via which environment data is published interactively towards the agents, and via which agents perceive, interpret, and finally, modify the underlying environment data. Furthermore, this thesis will detail how MAS may use capabilities of a properly chosen medium to achieve coordinating system behaviors. A suitable candidate technology for digital agent media comes from the Semantic Web in form of Linked Data. In addition to conceptual discussions about the notions of digital agent media, this thesis will provide in detail a specification of a Linked Data agent medium, and detail on means to implement MAS around Linked Data media technologies.

Sowohl der konzeptuelle Entwurf von, als auch die wissenschaftliche Diskussion über Multi-Agenten-Systeme (MAS) konzentrieren sich für gewöhnlich auf die Agenten selbst, die Agentenmodelle, sowie die Elemente und Effekte, die sie in ihrer Umgebung wahrnehmen. Diese Betrachtung lässt jedoch mögliche Probleme in einer späteren Implementierung aus, die von Einschränkungen in Datenmodellen, Schnittstellen, oder Protokollen herrühren können, über die Agenten und ihre Umgebung Informationen miteinander austauschen. Heutzutage ist sich die Forschungsgemeinschaft einig, dass die Umgebung als solche als Abstraktionsschicht verstanden werden sollte, über die Agenten Umgebungseffekte und -elemente wahrnehmen, interpretieren, und mit ihnen interagieren. Diese Betrachtungsweise verschleiert jedoch die Trennung zwischen der Umgebung als die Sammlung interaktiver Elemente und wahrnehmbarer Phänomene auf der einen Seite, und der zugrundeliegenden Technologie, über die diese Information den Agenten bereitgestellt wird, auf der anderen. Diese Dissertation schlägt als Lösung vor, zusätzlich zu Agenten undUmgebung ein digitales Medium, über das Agenten die Umgebung bereitgestellt wird, als drittes Element von Multi-Agenten-Systemen zu betrachten. Der Begriff "Medium" bezieht sich dann genau auf diese technologische Komponente, über die Umgebungsinformationen Agenten interaktiv bereitgestellt werden, und über die Agenten die zugrundeliegenden Daten wahrnehmen, interpretieren, und letztendlich modifizieren. Desweiteren wird diese Dissertation aufzeigen, wie die Eigenschaften eines sorgfältig gewählten Mediums ausgenutzt werden können, um ein koordiniertes Systemverhalten zu erreichen. Ein geeigneter Kandidat für ein digitales Agentenmedium findet sich im Ökosystem des „Semantic Web”, in Form von „Linked Data”, wörtlich („verknüpfte Daten”). Zusätzlich zu einer konzeptionellen Diskussion über die Natur digitaler Agenten- Media, spezifiziert diese Dissertation „Linked Data” als Agentenmedium detailliert aus, und beschreibt im Detail die Mittel, wie sich MAS um Linked Data Technologien herum implementieren lassen.