Published August 10, 2019 | Version v1
Publication Open

A Novel Deep Learning Approach for Semantic Interoperability Between Heteregeneous Multi-Agent Systems

  • 1. Université Hassan II Mohammedia
  • 2. École Normale Supérieure de l'Enseignement Technique de Mohammedia
  • 3. University of Hassan II Casablanca

Description

This article focuses on the issue of semantic interoperability in heterogeneous distributed multi-agent systems. Existing middleware technologies offer programming models that strongly combine agents' learning models and communication models, which can lead to performance weaknesses when the number of agents is very important. Moreover, existing methods in the field of semantic interoperability solve the problem of understanding messages exchanged between distributed agents with heterogeneous ontologies, using several techniques to combine these ontologies. The first category of these methods relies on the fusion principle, others use alignment, and finally, there are those founded on Semantic Web technique. All these methods are limited to abstract concepts and do not deal with concrete concepts such as those represented by images. We propose in this paper a new approach that addresses the problem of semantic interoperability between heterogeneous distributed agents based on two principles: At first, the communication aspect of the agent from the learning aspect is separated. Then, we propose extending semantic interoperability to concrete concepts by combining two techniques: Semantic Web technology, which allows terms representing abstract concepts to be interpreted and deep learning technology, which is introduced as a new method to ensure semantic interoperability in the case of concrete concepts such as images. A detailed description of the proposed approach is provided, showing that it is very useful in solving the disadvantages of existing multi-agent platforms.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تركز هذه المقالة على مسألة قابلية التشغيل البيني الدلالي في الأنظمة الموزعة متعددة الوكلاء غير المتجانسة. تقدم تقنيات البرامج الوسيطة الحالية نماذج برمجة تجمع بقوة بين نماذج تعلم الوكلاء ونماذج الاتصال، والتي يمكن أن تؤدي إلى نقاط ضعف في الأداء عندما يكون عدد الوكلاء مهمًا جدًا. علاوة على ذلك، فإن الأساليب الحالية في مجال قابلية التشغيل البيني الدلالي تحل مشكلة فهم الرسائل المتبادلة بين الوكلاء الموزعين مع الأنطولوجيات غير المتجانسة، باستخدام العديد من التقنيات للجمع بين هذه الأنطولوجيات. تعتمد الفئة الأولى من هذه الأساليب على مبدأ الاندماج، والبعض الآخر يستخدم المحاذاة، وأخيراً، هناك تلك التي تأسست على تقنية الويب الدلالي. كل هذه الأساليب تقتصر على المفاهيم المجردة ولا تتعامل مع المفاهيم الملموسة مثل تلك التي تمثلها الصور. نقترح في هذه الورقة نهجًا جديدًا يعالج مشكلة قابلية التشغيل المتبادل الدلالي بين العوامل الموزعة غير المتجانسة بناءً على مبدأين: في البداية، يتم فصل جانب التواصل للوكيل عن جانب التعلم. بعد ذلك، نقترح توسيع قابلية التشغيل البيني الدلالي ليشمل المفاهيم الملموسة من خلال الجمع بين تقنيتين: تقنية الويب الدلالي، والتي تسمح بتفسير المصطلحات التي تمثل المفاهيم المجردة وتكنولوجيا التعلم العميق، والتي يتم تقديمها كطريقة جديدة لضمان قابلية التشغيل البيني الدلالي في حالة المفاهيم الملموسة مثل الصور. يتم تقديم وصف تفصيلي للنهج المقترح، مما يدل على أنه مفيد للغاية في حل عيوب المنصات متعددة الوكلاء الحالية.

Translated Description (French)

Cet article se concentre sur la question de l'interopérabilité sémantique dans les systèmes multi-agents distribués hétérogènes. Les technologies middleware existantes offrent des modèles de programmation qui combinent fortement les modèles d'apprentissage et les modèles de communication des agents, ce qui peut entraîner des faiblesses de performance lorsque le nombre d'agents est très important. De plus, les méthodes existantes dans le domaine de l'interopérabilité sémantique résolvent le problème de la compréhension des messages échangés entre agents distribués avec des ontologies hétérogènes, en utilisant plusieurs techniques pour combiner ces ontologies. La première catégorie de ces méthodes repose sur le principe de fusion, d'autres utilisent l'alignement, et enfin, il y a celles fondées sur la technique du Web sémantique. Toutes ces méthodes se limitent à des concepts abstraits et ne traitent pas de concepts concrets tels que ceux représentés par des images. Nous proposons dans cet article une nouvelle approche qui aborde le problème de l'interopérabilité sémantique entre agents distribués hétérogènes basée sur deux principes : Dans un premier temps, l'aspect communication de l'agent de l'aspect apprentissage est séparé. Ensuite, nous proposons d'étendre l'interopérabilité sémantique à des concepts concrets en combinant deux techniques : la technologie du Web sémantique, qui permet d'interpréter des termes représentant des concepts abstraits, et la technologie de l'apprentissage profond, qui est introduite comme une nouvelle méthode pour assurer l'interopérabilité sémantique dans le cas de concepts concrets tels que les images. Une description détaillée de l'approche proposée est fournie, montrant qu'elle est très utile pour résoudre les inconvénients des plates-formes multi-agents existantes.

Translated Description (Spanish)

Este artículo se centra en el tema de la interoperabilidad semántica en sistemas multiagente distribuidos heterogéneos. Las tecnologías de middleware existentes ofrecen modelos de programación que combinan fuertemente los modelos de aprendizaje de los agentes y los modelos de comunicación, lo que puede conducir a debilidades de rendimiento cuando el número de agentes es muy importante. Además, los métodos existentes en el campo de la interoperabilidad semántica resuelven el problema de comprender los mensajes intercambiados entre agentes distribuidos con ontologías heterogéneas, utilizando varias técnicas para combinar estas ontologías. La primera categoría de estos métodos se basa en el principio de fusión, otros utilizan la alineación y, finalmente, están los basados en la técnica de la Web Semántica. Todos estos métodos se limitan a conceptos abstractos y no tratan conceptos concretos como los representados por imágenes. Proponemos en este trabajo un nuevo enfoque que aborda el problema de la interoperabilidad semántica entre agentes distribuidos heterogéneos en base a dos principios: En un primer momento, se separa el aspecto comunicación del agente del aspecto aprendizaje. A continuación, proponemos extender la interoperabilidad semántica a conceptos concretos combinando dos técnicas: la tecnología de la Web Semántica, que permite interpretar términos que representan conceptos abstractos y la tecnología de aprendizaje profundo, que se introduce como un nuevo método para garantizar la interoperabilidad semántica en el caso de conceptos concretos como las imágenes. Se proporciona una descripción detallada del enfoque propuesto, lo que demuestra que es muy útil para resolver las desventajas de las plataformas multiagente existentes.

Files

pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:10e2aee28622f4922e11706baea017f8
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نهج جديد للتعلم العميق للتشغيل البيني الدلالي بين الأنظمة متعددة العوامل غير المتجانسة
Translated title (French)
Une nouvelle approche d'apprentissage profond pour l'interopérabilité sémantique entre les systèmes multi-agents hétérogènes
Translated title (Spanish)
Un nuevo enfoque de aprendizaje profundo para la interoperabilidad semántica entre sistemas heterogéneos de múltiples agentes

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2967977532
DOI
10.48084/etasr.2841

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Morocco

References

  • https://openalex.org/W1566873861
  • https://openalex.org/W1661563386
  • https://openalex.org/W1939512652
  • https://openalex.org/W1974322510
  • https://openalex.org/W2007241631
  • https://openalex.org/W2101415025
  • https://openalex.org/W2104046563
  • https://openalex.org/W2105703084
  • https://openalex.org/W2114538147
  • https://openalex.org/W2154355920
  • https://openalex.org/W2784272016
  • https://openalex.org/W2899957457
  • https://openalex.org/W4243470318
  • https://openalex.org/W51178111