Χρήση Γνωσιακών Πρακτόρων Με Επίγνωση Πλαισίου Για Τη Δημιουργία Κοινωνικού Διαδικτύου Των Πραγμάτων

Abstract

Η έννοια του Διαδικτύου των Πραγμάτων (Internet of Things; IoT) είναι ήδη ώριμη, ώστε να ξεκινήσει να εξελίσσεται προς το Διαδίκτυο των Πάντων (Internet of Everything; IoE), μέσω του οποίου μπορούν να διασυνδεθούν άνθρωποι, αντικείμενα, ακόμη και εικονικά αντικείμενα ή εφαρμογές. Όμως για να καταστεί αυτό εφικτό, υπάρχει η ανάγκη για ένα πλαίσιο λογισμικού που θα στηρίζει όχι μόνο τη διασύνδεση μεταξύ των οντοτήτων του Διαδικτύου, αλλά θα επιτρέπει και την ουσιαστική αλληλεπίδραση μεταξύ τους. Συγκεκριμένα, οι διάφορες οντότητες μπορούν να ανταλλάσσουν δεδομένα και πληροφορίες έχοντας ως στόχο να καλύψουν τις ανάγκες των χρηστών τους. Λύση σε αυτό το πρόβλημα αποτελεί το Κοινωνικό Διαδίκτυο των Πραγμάτων (Social Internet of Things; SIoT), το οποίο αποτελεί σύγκλιση των Κοινωνικών Δικτύων και του Διαδικτύου των Πραγμάτων, και επιτρέπει το σχηματισμό σχέσεων φιλίας μεταξύ των αντικειμένων. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζεται μία κατανεμημένη πλατφόρμα που αποτελείται από γνωσιακούς πράκτορες λογισμικού, οι οποίοι εκπροσωπούν τις οντότητες του ΙοΕ. Οι προτεινόμενοι πράκτορες λογισμικού έχουν ως στόχο την κάλυψη των ανθρώπινων αναγκών. Για αυτό το λόγο αποτελούνται από συστατικά στοιχεία λογισμικού ικανά να: (α) εξάγουν πληροφορίες πλαισίου από ακατέργαστα δεδομένα του ΙοΤ, και (β) να διαχειρίζονται γνωσιακά τις κοινωνικές τους σχέσεις με βάση τις ανάγκες τους, οι οποίες προκύπτουν από την ανάλυση των στόχων τους. Τα παραπάνω συστατικά στοιχεία λογισμικού βασίζονται αντιστοίχως σε: (α) ένα μοντέλο Βαθιάς Μάθησης (Deep Learning) για την αναγνώριση των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, (β) έναν ευφυή κατανεμημένο μηχανισμό που κάνει χρήση των τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού και του προτύπου Δημοσίευσης-Συνδρομής (Publish-Subscribe pattern). Για την υλοποίηση της προτεινόμενης λύσης για το Κοινωνικό Διαδίκτυο των Πραγμάτων, αναπτύχθηκαν δύο εργαλεία λογισμικού. Το πρώτο ονομάζεται Sem-SHUI και αποτελεί τη διεπαφή του χρήστη (δηλ., τον Πράκτορα Χρήστη) με το οικοσύστημα του SIoT, καθώς μπορεί να στείλει εντολές και να εισάγει σημασιολογικούς κανόνες που θα καθορίσουν τη συμπεριφορά των γνωσιακών πρακτόρων λογισμικού. Το δεύτερο είναι ένας προσομοιωτής του προτεινόμενου SIoT περιβάλλοντος και ονομάζεται ASSIST. Στόχος του ASSIST είναι να απεικονίσει γραφικά τις κοινωνικές σχέσεις των οντοτήτων του SIoT και να δώσει τη δυνατότητα στους προγραμματιστές να πειραματιστούν, αλλάζοντας τους κανόνες των πρακτόρων λογισμικού σχετικά με την ανακάλυψη υπηρεσιών και την πλοήγηση δικτύου.Τέλος, για την αξιολόγηση της SIoT πλατφόρμας και των επιμέρους συστατικών της στοιχείων χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από αισθητήρες φορετών/κινητών συσκευών, καθώς επίσης και τρία σενάρια χρήσης, τα οποία υποστηρίζονται από τα αναπτυχθέντα εργαλεία λογισμικού.