Integrazione del linguaggio OWL nella piattaforma multiagente JADE

In order to make agents communicate successfully within a multiagent system, it is critical to have both a message content language and an ontology language that are sufficiently expressive, so as to enable description of arbitrarily complex knowledge. Moreover languages must be computationally tractable, in order to ensure termination of reasoning activities such as the fundamental message content validation. JADE is the most known framework complying to the FIPA ACL standard but it lacks a native ontology language that allows users to create articulated knowledge, and proposed content languages are not suitable because of expressiveness and/or computational tractability. Furthermore message content validation procedures are not meaningful. This paper describes an approach to integrate JADE with the semantic web language OWL 2 DL, that is used both as ontology language and as content language. The JADE framework has been properly modified and, in order to manage agent knowledge models and message content in a simple and effective way, Apache Jena semantic web library has been used and its APIs have been integrated with support for OWL 2. Moreover this work has involved the formulation of an OWL top ontology, to be used for the description of any application ontology, and the definition of a formal model of FIPA ACL request speech act content (request is one of the most used FIPA speech acts). Main advantage of this approach lies in the fact that OWL 2 DL represents current W3C standard and it's very expressive but still decidable and not computationally burdensome. Furthermore developed formal model has enabled the implementation of some request content validation procedures that have been performed using Pellet reasoner.

Per fare in modo che in un sistema multiagente gli agenti comunichino con successo, è indispensabile disporre di un linguaggio di contenuto dei messaggi e di un linguaggio ontologico che siano sufficientemente espressivi, così da potere esprimere molte forme di conoscenza. I linguaggi devono anche essere trattabili a livello computazionale, in modo da garantire la terminazione delle procedure di ragionamento fra le quali, in particolare, è fondamentale la validazione del contenuto dei messaggi. JADE è il più diffuso fra i framework conformi allo standard FIPA ACL ma non dispone di un linguaggio ontologico nativo che permetta di esprimere modelli di conoscenza elaborati e, allo stesso modo, le proposte di linguaggi di contenuto non sono soddisfacenti (per espressività e/o trattabilità computazionale). Inoltre le procedure previste di validazione del contenuto dei messaggi non sono significative. Questo lavoro descrive un possibile approccio per integrare all'interno di JADE il linguaggio OWL 2 DL, da usare sia come linguaggio ontologico sia come linguaggio di contenuto. Il framework è stato opportunamente modificato e, ai fini di una gestione semplice ed efficace del modello degli agenti e del contenuto dei messaggi, sono state utilizzate le librerie Apache Jena, le cui API sono state estese con il supporto ad OWL 2. Inoltre sono stati formulati in linguaggio OWL un'ontologia base, da utilizzare per la descrizione di una qualsiasi ontologia applicativa, e un modello formale del contenuto di una richiesta (una fra le più diffuse tipologie di messaggi FIPA ACL). Il principale vantaggio dell'approccio è che OWL 2 DL rappresenta l'attuale standard del W3C e permette di esprimere delle conoscenze molto elaborate, senza sacrificare la decidibilità e la trattabilità computazionale delle attività di ragionamento. Inoltre il modello formale sviluppato ha reso possibile l'implementazione di una serie di procedure di validazione del contenuto delle richieste, effettuate sfruttando il reasoner Pellet.