Implication des utilisateurs dans un syst` eme multi-agent

Les syst`emes multi-agents autorisent une approche plus profonde de l’implication des humains dans le fonctionnement du syst`eme. Un utilisateur peut en effet ˆetre consid´er´e explicitement comme un agent du syst`eme. Dans ce cas, ses connaissances, son comportement et ses actions peuvent influencer le comportement des autres agents du syst`eme, en particulier des agents logiciels.

Cette section ´evoque les possibilit´es offertes par l’implication d’agents humains dans un syst`eme multi-agents. Elle s’int´eresse tout d’abord `a quelques exemples de syst`emes mixtes humains-agents. Dans un deuxi`eme temps, elle d´ecrit les nouvelles possibilit´es offertes par l’approche du Web s´emantique dans le cadre de syst`emes humain-agents.

a) Syst`emes mixtes humain-agent

Certains travaux se sont int´eress´es `a la construction de syst`emes mixtes humain- agents, dans lesquels les humains sont explicitement consid´er´es comme des agents du syst`eme.

Un des objectifs de l’architecture OAA (Open Agent Architecture, (Martin et al., 1999)) est l’int´egration(( sans couture )) des agents logiciels et des utilisateurs humains. Les utilisateurs sont directement et consciemment en interaction avec des agents logi- ciels. Ils peuvent en particulier leur communiquer des ordres directs, et les agents peuvent leur adresser directement des r´eponses. OAA fournit aux utilisateurs des moyens de sp´ecifier aux agents les tˆaches `a effectuer, `a l’aide de moyens d’interac- tion naturels tels que la parole. Par exemple, un utilisateur peut t´el´ephoner `a un agent pour lui demander la m´et´eo pr´evue dans la ville o`u il se trouve. Un second aspect de l’int´egration est le support pour la collaboration entre humains et agents logiciels : les deux types d’agents peuvent travailler simultan´ement sur des ressources et des donn´ees partag´ees (Martin et al., 1999).

D’autres travaux se sont int´eress´e de mani`ere plus fondamentale `a la mani`ere dont les humains et les agents peuvent coop´erer. Par exemple, Pauchet et al. (Pauchet et al., 2007) proposent un syst`eme multi-agents capable de simuler les m´ecanismes de r´esolu- tion coop´erative de probl`emes utilis´es par les humains. Une perspective de tels travaux est la production de syst`emes multi-agents capables de coop´erer de mani`ere intuitive avec des humains. Charton et al. (Charton et al., 2003) s’int´eressent aussi `a la colla- boration entre des agents humains et des agents logiciels, et notamment `a l’adaptation des agents logiciels aux agents humains. Cette adaptation est essentielle dans le cas o`u ces agents sont h´et´erog`enes et ne savent pas a priori comment interagir. La solution propos´ee repose sur des agents m´ediateurs, capables de s’adapter aux diff´erents agents (humains et logiciels) pour ´etablir une m´ediation entre eux. L’adaptation est bas´ee sur des s´equences d’interactions entre un humain et un agent fournissant un service, tel que la r´eservation d’un vol. L’agent m´ediateur utilise une mod´elisation probabiliste de la tˆache `a accomplir (la r´eservation du vol) et interagit avec les autres agents pour d´eterminer les param`etres du mod`ele de leurs pr´ef´erences.

b) La m´ediation humain-agent dans le Web s´emantique

Le Web s´emantique (Berners-Lee et al., 2001) a pour objectif de rendre les infor- mations accessibles sur le Web interpr´etable par des agents logiciels. Pour cela, les connaissances doivent ˆetre exprim´ees de mani`ere formelle, en particulier en utilisant des ontologies.

Une cons´equence de la vision du Web s´emantique est de faciliter l’interaction entre des agents humains et des les agents logiciels, par l’interm´ediaire des connaissances d´ecrites sur le Web. Rousset (Rousset, 2004) indique l’int´erˆet de consid´erer le Web

s´emantique comme un syst`eme pair-`a-pair de gestion d’informations (Peer Data Ma- nagement System). Cette vision privil´egie une gestion d´ecentralis´ee de la d´efinition d’ontologies, dans laquelle chaque source d’information peut d´ecrire les informations fournies `a l’aide d’ontologies qui lui sont propres. L’objectif des outils du Web s´eman- tique est de fournir une m´ediation entre ces ontologies h´et´erog`enes, et non de chercher `

a d´efinir des ontologies suffisamment expressives et g´en´eriques pour ˆetre r´eutilis´ees par tous. Cette approche encourage ainsi la d´efinition d’ontologies simples, qui peuvent ˆetre comprises de la mˆeme mani`ere par des agents logiciels mais aussi par des humains.

Comme le montre Gruber (Gruber, 2006), cette int´egration des humains et des agents logiciels dans le cadre du Web s´emantique est notamment rendue possible par les outils et les pratiques existant actuellement dans le cadre du Web social (aussi appel´e Web 2.0). Dans le Web social, de nombreux outils informatiques facilitent l’´echange de connaissances entre des humains, sous la forme de langage naturel. Cependant, la mise en œuvre de ces ´echanges `a grande ´echelle repose sur l’utilisation de solutions plus formelles pour exprimer les connaissances.

Dans le domaine du Web s´emantique, des solutions similaires existent pour favo- riser l’implication des utilisateurs dans l’expression des connaissances. Kr¨otzsch et al. (Kr¨otzsch et al., 2006) d´ecrivent ainsi le Semantic MediaWiki. Il s’agit d’une extension du syst`eme MediaWiki, sur lequel repose en particulier l’encyclop´edie collaborative Wikipedia. Cette extension permet l’int´egration d’outils du Web s´emantique dans le cadre de l’utilisation d’un wiki. Noy et al. (Noy et al., 2006) d´ecrivent un outil per- mettant l’´edition et l’´evolution d’ontologies dans un environnement collaboratif. Un tel outil simplifie la n´egociation entre utilisateurs humains concernant les ontologies utilis´ees pour d´ecrire un domaine, et autorise l’´evolution des ontologies en fonction des nouveaux besoins.

c) Synth`ese

Int´erˆets L’approche de l’int´egration des humains et des agents logiciels au sein de SMA mixte est int´eressante `a plusieurs points de vue :

– la personnalisation est permise `a la fois par la d´efinition initiale des besoins `

a remplir par le syst`eme et par des ajustements ponctuels des demandes aux agents.

– la d´el´egation est facilit´ee par les comportements autonomes des agents, qui peuvent prendre certaines d´ecisions et effectuer certaines adaptations sans n´e- cessiter d’interaction directe. En particulier, la notion de but caract´eristique de l’approche agent est utile pour mod´eliser explicitement le transfert d’intention de l’utilisateur au syst`eme.

– le contrˆole par l’utilisateur est assur´e par les m´ecanismes sociaux des agents, qui permettent de mod´eliser explicitement la pr´edominance de l’utilisateur sur les agents. De plus, les solutions apport´ees par le Web s´emantique permettent d’envisager une m´ediation entre les humains et les agents.

– La gestion des interf´erences est assur´ee par les m´ecanismes de coordination et de n´egociation entre les agents.

Inconv´enient Il n’existe pas v´eritablement de solution g´en´erique permettant l’in- t´egration d’humains et d’agents au sein d’un syst`eme mixte. Le domaine du Web s´emantique fournit des r´ealisations plus avanc´ees, mais elles se focalisent g´en´eralement sur des activit´es de recherche d’information.

3.4

Synth`ese

Ce chapitre explore diff´erentes approches bas´ees sur la notion de composition dy- namique d’application et qui fournissent des solutions int´eressantes pour la conception

d’applications attentives.

Tout d’abord, l’approche orient´ee-service semble int´eressante pour permettre l’in- t´egration de fonctionnalit´es h´et´erog`enes. Grˆace `a l’utilisation de standards et d’une architecture bien d´efinie, il est possible de construire des applications `a partir de fonc- tionnalit´es h´et´erog`enes pr´esent´ees comme des services. L’approche adopt´ee par les ser- vices Web s´emantiques compl`ete l’approche orient´ee service en utilisant des techniques de repr´esentation des connaissances pour faciliter l’int´egration de fonctionnalit´es qui n’ont pas ´et´e pr´evues pour fonctionner ensemble. Cependant, on remarque que les so- lutions d´evelopp´ees dans ces deux domaines se limitent `a un mod`ele de service tr`es simple, avec lequel seules des interactions ponctuelles de type requˆete-r´eponse sont possibles.

Concernant l’adaptation `a un environnement ´evolutif, on a pr´esent´e trois approches, qui ont chacune leurs int´erˆets et leur limitations. Tout d’abord, l’approche de com- position automatis´ee de services Web est int´eressante pour faciliter le d´eploiement automatique d’application en int´egrant les fonctionnalit´es pr´esentes dans l’environ- nement. De plus, l’utilisation de descriptions explicites des fonctionnalit´es `a l’aide de descriptions s´emantiques permet de prendre en compte l’´evolution de l’environnement. Cependant, cette approche se fonde sur un mod`ele de composition orient´e processus, qui n’est pas tr`es adapt´e aux applications attentives. `A l’inverse, l’approche de recon- figuration d’applications `a base de composant est bas´ee sur un mod`ele dans lequel les fonctionnalit´es peuvent interagir sur des p´eriodes plus longues, et la composition peut ˆetre r´evis´ee au cours du fonctionnement. En revanche, ces approches ne permettent pas de prendre en compte simplement l’´evolution de l’environnement. Enfin, il apparaˆıt que l’approche multi-agents est particuli`erement adapt´ee pour concevoir des applica- tions robustes dans un environnement ´evolutif. Elle pr´esente cependant l’inconv´enient d’ˆetre plus complexe et de ne pas pouvoir ˆetre appliqu´ee aux fonctionnalit´es dont les ressources sont trop contraintes. Finalement, il semble qu’une combinaison de ces approches soit n´ecessaire pour la conception d’applications attentives.

Concernant l’implication des utilisateurs, on a pr´esent´e deux approches qui ´etendent les solutions ´etudi´ees pour l’adaptation dynamique en permettant un meilleur ´equi- libre entre l’autonomie du syst`eme et le contrˆole par l’utilisateur. Tout d’abord, de nombreux travaux ont ´etudi´e des solutions de planification interactive, qui permettent d’impliquer l’utilisateur dans certaines d´ecisions d’un syts`eme automatique. Ces solu- tions peuvent ˆetre envisag´ees pour la conception de m´ecanismes de composition semi- automatiques, mais pr´esentent l’inconv´enient de n´ecessiter une implication synchrone et relativement forte de l’utilisateur. Les solutions envisageables dans le cas de sys- t`emes mixte humain-agent permettraient une implication plus subtile, o`u l’utilisateur influence le comportement du syst`eme de mani`ere directe ou indirecte. En particulier, il apparaˆıt que certains travaux men´es dans le cadre du Web s´emantique permettent d’envisager l’utilisation de descriptions s´emantiques de haut niveau comme une m´e- diation entre les humains et les agents logiciels. Ce type de m´ediation ne serait en particulier pas totalement synchrone, dans la mesure o`u les agents peuvent utiliser les informations pr´ec´edemment fournies par les utilisateurs.

Chapitre 4

Synth`ese de l’´etat de l’art

Les chapitres de cette partie ont d´etaill´e l’´etat de l’art sous deux aspects. Tout d’abord, le chapitre 2 a examin´e la notion d’application attentive et pr´ecis´e les probl´e- matiques li´ees `a la conception de telles applications. Ensuite, le chapitre 3 a ´etudi´e la notion de composition et d’adaptation d’applications dans d’autres domaines de l’in- formatique, afin de d´egager des solutions permettant de r´epondre aux probl´ematiques des applications attentives.

Ce chapitre synth´etise cette ´etude de l’´etat de l’art et introduit la proposition d´etaill´ee dans la partie suivante.

4.1

Constats

L’´etude de l’´etat de l’art a montr´e qu’il existe peu de solutions offrant un sup- port g´en´erique pour la conception d’applications attentives. La plupart des applica- tions existantes restent des prototypes de laboratoire, d´evelopp´es sp´ecialement dans un environnement particulier. Ainsi, les solutions d´evelopp´ees restent cantonn´ees `a un domaine ou une application particuli`ere. Pourtant l’´etude men´ee dans le chapitre 2 in- dique que la conception d’applications attentives se heurte `a plusieurs probl´ematiques g´en´eriques :

– les dispositifs qui constituent un environnement domestique sont h´et´erog`enes, sp´ecifiques `a cet environnement et ´evoluent au cours du temps. En cons´equence, les concepteurs d’application doivent limiter les hypoth`eses sur les fonctionnali- t´es disponibles dans un environnement particulier.

– l’environnement d’ex´ecution est distribu´e, dynamique et impr´evisible. En cons´e- quence, les concepteurs d’applications ne peuvent restreindre le cadre de fonc- tionnement `a des situations bien d´efinies.

– la notion de besoin de l’utilisateur est impr´ecise et ´evolutive. En cons´equence, il est difficile pour des concepteurs d’application de d´efinir a priori le fonction- nement d’une application de mani`ere pr´ecise. Il est n´ecessaire de permettre une personnalisation et un contrˆole fin des applications par les utilisateurs en cours d’ex´ecution.

Afin de tenir compte de ces caract´eristiques, il semble important qu’un environnement attentif domestique soit muni d’une infrastructure offrant un support pour :

– permettre l’int´egration de fonctionnalit´es h´et´erog`enes, en la rendant si possible automatique.

– faciliter la conception d’applications robustes, qui s’adaptent aux situations ren- contr´ees au cours de leur utilisation.

– fournir aux utilisateurs une compr´ehension et un contrˆole du fonctionnement de l’environnement.

Certains des travaux ´etudi´es dans le chapitre 2 s’int´eressent `a ce type d’infrastructure. Cependant, il est apparu que l’ad´equation entre les propositions existantes et les be- soins de concepteurs d’applications reste imparfaite. D’un autre cˆot´e, il apparaˆıt que de nouvelles solutions peuvent ˆetre apport´ees par diverses technologies issues de diff´erents domaines de l’informatique. En particulier, le chapitre 3 a d´etaill´e comment les trois grandes probl´ematiques des applications attentives peuvent b´en´eficier des solutions issues des domaines suivants :

L’architecture orient´ee-service permet le d´eveloppement de syst`emes logiciels dans lesquels les fonctionnalit´es sont faiblement coupl´ees. Ceci permet une plus grande r´eutilisabilit´e des fonctionnalit´es, ainsi qu’une prise en charge d’une partie de leur h´et´erog´en´eit´e. Les approches de composition de services permettent de concevoir simplement des applications r´epondant `a un besoin pr´ecis.

Le Web s´emantique fournit des solutions essentielles pour la gestion de l’h´et´erog´e- n´eit´e et de l’ouverture des syst`emes. Grˆace `a l’utilisation de mod`eles de connais- sances formalis´es, il devient possible d’utiliser des outils g´en´eriques de raisonne- ment sur les connaissances et de m´ediation entre des connaissances h´et´erog`enes. Les syst`emes multi-agents fournissent de nombreuses solutions pour la conception de syst`emes robustes et adaptatifs. Ces propri´et´es sont essentielles pour faire face `a la dynamicit´e des environnements attentifs et `a l’impr´ecision des besoins des utilisateurs. Les syst`emes multi-agents permettent de plus d’envisager des syst`emes ouverts et ´evolutifs, dans lesquels de nouvelles fonctionnalit´es peuvent apparaˆıtre au cours du temps.

Les r´esultats issus de ces domaines et les technologies associ´ees sont assez peu exploi- t´es dans les environnements attentifs domestiques, principalement en raison de leur relative complexit´e de mise en œuvre. L’int´egration de ces contributions dans l’infra- structure mˆeme d’un environnement attentif est une solution `a envisager pour apporter leurs b´en´efices de mani`ere transparente aux concepteurs d’applications.