Intelligens elosztott rendszerek
VIMIAC02 | Mérnökinformatikus BSc | Félév: 6 | Kredit: 4
A tantárgy célkitűzése
A tárgy épít a Mesterséges intelligencia tantárgyban tanult módszerekre és ezeket felhasználva végigköveti az intelligens szolgáltatások kialakításának folyamatát a tudásalapú modellezés technológiáitól indulva, az adatok gyűjtésének és kiértékelésének feladatain keresztül, a kinyert információknak a rendszer jobbítására, tanulásra történő felhasználásáig.
A rendszer képességei kiterjeszthető az intelligencia elosztásával, kitekintést adunk az elosztott, versengő vagy együttműködő többágenses megoldásokra, robotikus környezetekre, elosztott vegyes ember-gép rendszerek lehetőségeire
A tárgy oktatói
Dobrowiecki Tadeusz
professor emeritus
tárgyfelelős
A tantárgy részletes tematikája
1h. Alkalmazások
Intelligens elosztott rendszerek tipikus alkalmazási környezetei: kiber-fizikai rendszerek, intelligens beágyazott rendszerek, ambiens intelligens terek, otthoni egészségügy és AAL (Ambient Assisted Living), intelligens szenzor hálózatok, szolgáltató robot együttesek, stb., stb. (problémák feltárása, alapvető követelmények, tipikus feladatok, az ember-gép kapcsolat átértékelése).
2h. Adatelemzés
Heterogén adatok statisztikai alapelemzése, felderítő adatelemzése. Adatelemzési eredmények felhasználása döntéstámogatási feladatokban.
3h. Információ- és tudásfúzió
Az információmenedzsment, információ és tudásfúzió problémái. Szenzor szintű információfúzió, fúziós architektúrák, fúziós algoritmusok.
4h. Szemantikus fúzió
Szemantikus fúzió ontológiák és ontológiai következtetés segítségével. Szenzorweb szabvány, SOS (szenzor operációs rendszer).
5h. Tárgyterületi modellek tervezése.
Ontológiai tudás és menedzsmentje, ontológiamérnökség. Leíró nyelvek és platformok, RDF adatmodellek, OWL, Protege. Problémamegoldás ontológiákkal, következtetés.
6h. Elosztott rendszerek tudásalapú modellezéseTudáskezelés: specifikus reprezentációs problémák, logikai és emocionális modellek, temporális és térbeli következtetés.
7h. Többágenses szervezetek
Többágenses rendszer architektúrák, többágenses rendszerek szervezeti formái és azok tulajdonságai. Szervezeti formák tipikus alkalmazási környezetei, a centralizált rendszerektől az elosztott intelligenciáig.
8h. Ágens kommunikációs nyelvekIntegráció kommunikáció révén, ágens rendszerek viszonya a párhuzamos programozási paradigmákhoz. Ágens kommunikációs nyelvek speciális vonásai. FIPA szabvány és Jade implementációja.
9h. Kommunikációs protokollok
Párbeszéd-protokollok fajtái. Kommunikációs párbeszéd szabványosítási problémái. Ágens programozási platformok. BDI rendszermodell AgentSpeak megvalósítása és Jason implementációja.
10h. Kooperatív protokollok
Kooperatív protokollok lényege. Elosztott következtetés. Vállalkozási Hálók protokollok (alap protokoll és kiterjesztései).
10h. Mechanizmus-tervezési protokollok kompetetív környezetben
Mechanizmus-tervezés piaci paradigmában és az árverési algoritmusok. Gépi árverés speciális vonásai. Intelligens rendszerek feladatmegosztásának piaci megközelítése. Egyszerű és összetett feladatok megosztása.
10h. Tevékenység-koordinálás
Koordinálási problémák. Tevékenység-koordinálás kooperatív elosztott kereséssel és tervkészítéssel.
11h. Konfliktusok és modellezésük
Konfliktusok problémaköre, tudás-intenzív konfliktusfeloldás, mechanizmus-tervezés és az alapvető játékelméleti fogalmak és sémák.
12h. Konfliktusok kezelése versengő környezetekben
Szavazáselmélet. Szavazó protokollok és problémái. Gépi szavazás speciális problémái. Ad hoc megoldások.
13h. Adaptivitás elosztott kooperatív rendszerekbenAlapvető tanulási sémák. Tudáskomponensek (hiedelmek és célok, ill. eljárásmódok) tanulása. Kooperatív tanulás lehetőségei.
14h. Adaptivitás elosztott versengő rendszerekben
Tanulás versengő környezetben. Megerősítéses tanulás versengő környezetben.
Gyakorlatok:
A gyakorlatokon a hallgatók megismernek elosztott ágens környezet
technológiákat és ezek alkalmazását beágyazott környezetekben, otthoni
intelligens környezetekben.
1. gyakorlat: Információ-fúzió
Heterogén adatok vizsgálata, alapelemzésének bemutatása szimulált és valós adatok segítségével.
2. gyakorlat: Információ-fúzió
Információfúzió, fúziós eljárások vizsgálata és összehasonlítása.
3. gyakorlat: Ontológiai tudásmenedzsment
Egyszerű ontológiák tervezése, szerkesztése, ontológiai következtetési kísérletek.
4. gyakorlat: Kommunikáció és kooperáció
Kommunikáció ACL szintem (FIPA szabvány). Vállalkozási Hálók protokollok megvalósítása, kisérletezés (Jade platform, Java programozás).
5. gyakorlat: Kommunikáció és kooperáció
Kooperatív feladatmegoldás szimulált beágyazott környezetben. Ágensek BDI modellezése (AgentSpeak, Jason platform, Java programozás).
6. gyakorlat: Kommunikáció versengő környezetben
Kísérletezés árverési és szavazási protokollokkal elosztott gépi környezetben (Jade platformon, Java programozás).
7. gyakorlat: Elosztott tanulás
Kísérletezés megerősítéses tanulási sémákkal kooperatív és versengő alkalmazói környezetben (feltehetően Matlab programozás).