Manuel Nickschas

Goethe-Universität Frankfurt am Main
Fachbereich Informatik und Mathematik
Institut für Informatik
Lehrstuhl für Eingebettete Systeme
Robert-Mayer-Straße 11-15
60325 Frankfurt am Main

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Multiagent-Based Coordination in a Service-Oriented, Organic Real-Time Middleware

Entwicklung einer selbstorganisierenden Middleware für verteilte, eingebettete Echtzeitsysteme

Ausführliche Beschreibung

In den letzten Jahren sind ubiquitäre Systeme auf dem Vormarsch insbesondere in der Haushaltsautomatisierung, aber auch in vielen anderen Bereichen. Solch allgegenwärtige Systeme zeichnen sich dadurch aus, daß viele kleine, oft eingebettete Rechenknoten, Sensoren und Aktoren meist drahtlos miteinander vernetzt sind, und sich durch ihr Zusammenspiel an ihre Umgebung und an den Menschen anpassen. Ein weiteres Merkmal ist die Heterogenität der einzelnen Komponenten. Handhelds, Mobiltelefone, der PC, aber auch spezialisierte Geräte wie Kameras oder verschiedene Aktoren können Teil eines solchen ubiquitären Systems sein. Im Allgemeinen ist ein solches System hochdynamisch, das heißt, Komponenten verändern ständig ihre Position, verschwinden oder werden neu hinzugefügt.
Um in diesem Kontext Anwendungen sinnvoll entwickeln und ausführen zu können, benötigt man eine Zwischenschicht (Middleware), die die verteilte und heterogene Natur des Systems verbirgt (Transparenz). In dem für diesen Zweck besonders geeignet erscheinenden Modell einer dienstorientierten Middleware besteht die Funktionalität der Anwendung aus verschiedenenen Diensten, die ihrerseits vom System angebotene Dienste und Ressourcen nutzen. Eine wesentliche Aufgabe der Middleware-Schicht ist dabei die Verteilung der auszuführenden Aufgaben auf möglichst geeignete Knoten.
In meinem Ansatz sollen sich Dienste ohne Zuhilfenahme eines zentralen Koordinators selbständig möglichst optimal im System verteilen und an die sich ändernden Bedingungen anpassen. Information soll so weit wie möglich lokal ausgewertet werden, um den Kommunikationsaufwand gering zu halten.

Beitrag zum Doktorandenkolleg

In dem im Kolleg betrachteten Szenario eines intelligenten Haushaltes werden eine Vielzahl verschiedener Komponenten, viele davon dynamisch, vernetzt miteinander interagieren. Eine Middlewareschicht wird diese integrieren und die Entwicklung größerer Anwendungen ermöglichen. Denkbar wäre beispielsweise ein Person Tracking, das die Informationen aus den in der aktuellen Situation am besten geeigneten Sensoren auswertet und daraus eine möglichst genaue Position der Person ermittelt. Das vorliegende Konzept ist jedoch generisch genug, um sich für viele andere Einsatzzwecke in diesem Kontext zu eignen.

Tags

Self-X, Multiagentensyteme, Middleware, Echtzeitsysteme, Autonomic Computing, Organic Computing