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Authors
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Abstract(s)
In the era of Industry 4.0, the interconnection of devices through the Internet of Things (IoT) elevates Cyber Physical Systems (CPS) to a central position, i.e. integrated systems of computational algorithms and physical components, whose efficient operation can be significantly improved by the implementation of Multi-Agent Systems (MAS), which facilitate the integration of intelligence in a distributed and decentralized manner. How-
ever, the diversity of frameworks available on the market to implement the logic present in MAS presents a difficulty in terms of interoperability between these frameworks, since each one has its own characteristics, with its own protocols, languages and structures. Thus, this study aims to implement an interoperability mechanism that combines a middleware with dedicated interface agents to enable the seamless communication between different MAS frameworks. The middleware plays a fundamental role by routing the exchanged messages to the appropriate interface agents, guaranteeing not only the interoperability,
security and authentication of the interconnected components, but also the integrity of the message delivery process. The interface agents, in turn, are tasked with the essential functions of translating incoming messages into their respective frameworks and managing the publication of messages sent back to the middleware. The proposed approach was validated in a case study consisting of a cyber-physical conveyor system, where the main characteristic is the flexibility of implementing self-organizing logics to adapt to a
changing environment. Based on the results obtained, it was possible to conclude that, for the case study applied, the adopted approach allowed the system to operate effectively with different frameworks, achieving the expected interoperability between MAS based systems.
Na era da Indústria 4.0, a interconexão de dispositivos por meio da Internet das Coisas eleva os Sistemas ciber-físicos a uma posição central, ou seja, sistemas integrados de algoritmos computacionais e componentes físicos, cuja operação eficiente pode ser significativamente aprimorada pela implementação de Sistemas Multi-Agentes (MAS), os quais facilitam a integração de inteligência de maneira distribuída e descentralizada. Entretanto, a diversidade de frameworks disponíveis no mercado para implementar a lógica presente no MAS apresenta uma dificuldade em termos de interoperabilidade entre esses frameworks, uma vez que cada um possui características próprias, com seus próprios protocolos, linguagens e estruturas. Assim, este estudo tem como objetivo implementar um mecanismo de interoperabilidade que combina um middleware robusto com agentes de interface dedicados para permitir a comunicação contínua entre diferentes estruturas de MAS. O middleware é fundamental para esse sistema, que encaminha as mensagens para os agentes de interface apropriados, garantindo não apenas a segurança e a autenticação dos componentes interconectados, mas também a integridade do processo de entrega de mensagens. Os agentes de interface, por sua vez, são encarregados das funções essenciais de traduzir e enviar as mensagens recebidas para suas respectivas frameworks e gerenciar a publicação das mensagens enviadas de volta ao middleware. Para isso, a abordagem foi validada em um estudo de caso que consiste em um sistema de transporte ciberfísico, cuja principal característica é a flexibilidade de implementar lógicas de auto-organização para se adaptar a um ambiente em constante mudança. Com base nos resultados obtidos, foi possível concluir que, para o estudo de caso aplicado, a abordagem adotada permitiu que o sistema operasse efetivamente com diferentes estruturas, alcançando a interoperabilidade entre sistemas baseados em MAS.
Na era da Indústria 4.0, a interconexão de dispositivos por meio da Internet das Coisas eleva os Sistemas ciber-físicos a uma posição central, ou seja, sistemas integrados de algoritmos computacionais e componentes físicos, cuja operação eficiente pode ser significativamente aprimorada pela implementação de Sistemas Multi-Agentes (MAS), os quais facilitam a integração de inteligência de maneira distribuída e descentralizada. Entretanto, a diversidade de frameworks disponíveis no mercado para implementar a lógica presente no MAS apresenta uma dificuldade em termos de interoperabilidade entre esses frameworks, uma vez que cada um possui características próprias, com seus próprios protocolos, linguagens e estruturas. Assim, este estudo tem como objetivo implementar um mecanismo de interoperabilidade que combina um middleware robusto com agentes de interface dedicados para permitir a comunicação contínua entre diferentes estruturas de MAS. O middleware é fundamental para esse sistema, que encaminha as mensagens para os agentes de interface apropriados, garantindo não apenas a segurança e a autenticação dos componentes interconectados, mas também a integridade do processo de entrega de mensagens. Os agentes de interface, por sua vez, são encarregados das funções essenciais de traduzir e enviar as mensagens recebidas para suas respectivas frameworks e gerenciar a publicação das mensagens enviadas de volta ao middleware. Para isso, a abordagem foi validada em um estudo de caso que consiste em um sistema de transporte ciberfísico, cuja principal característica é a flexibilidade de implementar lógicas de auto-organização para se adaptar a um ambiente em constante mudança. Com base nos resultados obtidos, foi possível concluir que, para o estudo de caso aplicado, a abordagem adotada permitiu que o sistema operasse efetivamente com diferentes estruturas, alcançando a interoperabilidade entre sistemas baseados em MAS.
Description
Mestrado de dupla diplomação com o Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – CEFET
Keywords
Multi-agent systems Interoperability Middleware Cyber-physical system