Direction de recherche : Amal EL FALLAH SEGHROUCHNI

Agents Dirigés par des Buts pour la Tolérance aux Fautes Imprévues - Un Filet de Sécurité pour les Programmeurs

Dans le cadre de la tolérance aux fautes dans le développement logiciel, il y a des situations où des fautes potentielles peuvent être omises par les méthodes d’identification et de traitement quasi-exhaustif employées par les approches « classiques ». Les exemples vont des cas où la complexité cache les fautes même en présence d’un processus de développement rigoureux, à des cas où, en raison des contraintes en termes de coûts et de temps sur les démarches de tolérance aux fautes, des risques sont assumés, consciemment ou pas. La principale question que cette thèse aborde est « Comment le logiciel devrait être développé afin qu’il soit tolérant aux fautes imprévues ? », c’est à dire les fautes qui ne sont pas couvertes dans la mise en œuvre.
La première contribution de cette thèse est l’élaboration d’un cadre de développement – des exigences pour la conception, le langage de programmation et les outils employés – pour produire des logiciels tolérants aux fautes imprévues. Nous montrons que l’utilisation d’une architecture multi-agent avec des agents dirigés pas des buts a de nombreux avantages pour le confinement des erreurs et la récupération ultérieure du système. Nous proposons des exigences au niveau du langage de programmation ayant pour but de contraindre les programmeurs afin de limiter certaines des fautes possibles et dans le même temps de localiser les zones où d’autres fautes peuvent être présentes. La plate-forme d’exécution doit également être adaptée pour tirer parti de la structure résultante et déclencher la réparation nécessaire, gérer les interdépendances des composants et la reconfiguration en cas de manifestation de fautes à l’exécution. Nous illustrons l’approche en étudiant la conception et la mise en œuvre d’une application reprenant un protocole multi-agent bien connu (le CNP). Pour cela nous proposons un langage de programmation orientée agent (ALMA+) adapté et la plate-forme correspondante. Tout comme le « filet de sécurité » d’un trapéziste, l’utilisation de notre approche fournit des mécanismes de dernier recours en complément des méthodes de tolérance aux fautes « classiques » pour améliorer la robustesse des applications logicielles.
La deuxième contribution de la thèse concerne la manière de programmer les agents dirigés par des buts. Le problème est que de nombreuses approches pour la modélisation des agents cognitifs autorisent les développeurs à entrelacer les niveaux des plans et des buts. Ceci est possible grâce à l’adoption de nouveaux buts à l’intérieur des plans. Ces buts ont leurs propres plans, et la définition peut s’étendre sur plusieurs niveaux. Du point de vue du développement logiciel, la complexité résultante peut rendre le comportement des agents difficilement traçable, en raison de l’entrelacement d’éléments de différents niveaux d’abstraction, à savoir les actions et les adoptions de buts. Ceci a un effet négatif sur le processus de développement lors de la conception et du débogage des agents. Nous proposons un changement d’approche qui vise à fournir un modèle d’agent plus compréhensible pour faciliter le travail des ingénieurs et augmenter la tolérance aux fautes des systèmes d’agents. Ceci est réalisé en imposant une séparation claire entre les niveaux de raisonnement et d’action des agents. L’utilisation des adoptions de buts et des actions sur l’environnement dans le même plan est désormais interdite. Notre approche est illustrée dans deux applications à base d’agents : une application de patrouille maritime développée à Thales Systèmes Aéroportés et une application de déploiement de logiciels dans le domaine de l’intelligence ambiante. En contraignant le modèle d’agent nous gagnons en lisibilité et traçabilité, avec un bénéfice pour le processus de développement. Cela aide aussi à l’adoption de techniques à base d’agents dans des contextes industriels.

Publications 2014-2016

• 2016
  • C. Caval : “Goal-Driven Agents for the Tolerance of Unforeseen Faults - A Safety Net for the Programmers”, soutenance de thèse, soutenance 31/05/2016, direction de recherche El fallah seghrouchni, Amal (2016)
  • F. Piette, C. Caval, C. Dinont, A. El Fallah‑Seghrouchni, P. Taillibert : “A Multi-agent Solution for the Deployment of Distributed Applications in Ambient Systems”, chapter in Engineering Multi-Agent Systems (2016)
  • F. Piette, A. El Fallah‑Seghrouchni, C. Caval, P. Taillibert, C. Dinont : “A Multi-Agent Middleware for Deployment of Ambient Applications”, chapter in Enablers for Smart Cities, (ISBN: 9781848219588) (2016)
  • F. Piette, A. El Fallah‑Seghrouchni, C. Caval, P. Taillibert, C. Dinont : “A Multi-Agent Approach for the Deployment of Distributed Applications in Smart Environments”, International Symposium on Intelligent Distributed Computing, Intelligent Distributed Computing X, Paris, France, pp. 37-46 (2016)
  • F. Piette, C. Caval, A. El Fallah‑Seghrouchni, P. Taillibert, C. Dinont : “A Multi-Agent Solution for the Deployment of Distributed Applications in Ambient Systems”, EMAS 2016 - Fourth International Workshop on Engineering Multi-Agent Systems, Singapore, Singapore, pp. 149-164 (2016)
  • F. Piette, A. El Fallah‑Seghrouchni, C. Caval, P. Taillibert, C. Dinont : “A Multi-Agent System for Resource Privacy: Deployment of Ambient Applications in Smart Environments”, international conference on autonomous agents and multiagent systems, Singapour, Singapore (2016)
• 2014
  • C. Caval, A. El Fallah‑Seghrouchni, P. Taillibert : “Keeping a Clear Separation between Goals and Plans”, chapter in Engineering Multi-Agent Systems, vol. 8758, Lecture Notes in Computer Science, pp. 15-39, (Springer International Publishing), (ISBN: 978-3-319-14483-2) (2014)