Acquiring knowledge from expert agents in a structured argumentation setting

Information-seeking interactions in multi-agent systems are required for situations in which there exists an expert agent that has vast knowledge about some topic, and there are other agents (questioners or clients) that lack and need information regarding that topic. In this work, we propose a strategy for automatic knowledge acquisition in an information-seeking setting in which agents use a structured argumentation formalism for knowledge representation and reasoning. In our approach, the client conceives the other agent as an expert in a particular domain and is committed to believe in the expert's qualified opinion about a given query. The client's goal is to ask questions and acquire knowledge until it is able to conclude the same as the expert about the initial query. On the other hand, the expert's goal is to provide just the necessary information to help the client understand its opinion. Since the client could have previous knowledge in conflict with the information acquired from the expert agent, and given that its goal is to accept the expert's position, the client may need to adapt its previous knowledge. The operational semantics for the client-expert interaction will be defined in terms of a transition system. This semantics will be used to formally prove that, once the client-expert interaction finishes, the client will have the same assessment the expert has about the performed query.Fil: Agis, Ramiro Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación; ArgentinaFil: Gottifredi, Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación; ArgentinaFil: García, Alejandro Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación; Argentin

Automated support of regulated data exchange:a multi-agent systems approach

Veel organisaties wisselen gegevens uit en dat wordt vaak gereguleerd door wetgeving. In de meeste gevallen is er een centrale institutie (bijvoorbeeld het moederbedrijf of het ministerie van justitie) die geïnteresseerd is in zowel een optimale als een rechtmatige uitwisseling van gegevens. De reden hiervoor is dat de centrale institutie zich moet verantwoorden voor de effectiviteit en de rechtmatigheid van haar activiteiten aan de buitenwereld (bijvoorbeeld de aandeelhouders of het parlement). Naast de centrale institutie zijn er regionaal of functioneel verdeelde instituties met hun eigen belangen. De centrale instituties houden rekening met de lokale belangen bij het formuleren van centraal beleid en wettelijke normen, die ruimte laten voor het precies afstemmen in lokaal beleid en individuele beslissingen. De regulering van gegevensuitwisseling dient meerdere doelen. Aan de ene kant moet de privacy van de personen worden beschermd. Aan de andere kant moeten de rechtmatige doelen van de gegevensuitwisselende organisaties worden gediend. Meestal wegen organisaties het doel om hun taken uit te voeren (door het uitwisselen van gegevens) af met het doel om hun belangen op lokaal niveau te beschermen (door het niet uitwisselen van vertrouwelijke gegevens), terwijl er binnen de wet moet worden gebleven. De afweging tussen doelen wordt veroorzaakt door twee kenmerken van de geldende wet- en regelgeving. Ten eerste geeft de regelgeving discretionaire bevoegdheden aan organisaties om in bepaalde situaties te beslissen om wel of niet gegevens uit te wisselen. In die gevallen waarin het is toegestaan om gegevens uit te wisselen, neemt een organisatie een beslissing waarvan verwacht wordt dat die het behalen van de doelen bevordert. Ten tweede gebruikt de regelgeving vage begrippen, die verschillende interpretaties kunnen hebben (bijvoorbeeld 'de goede uitvoering van de politietaak'). In de praktijk kunnen gegevensuitwisselende organisaties deelnemen aan dialogen en hun eigen interpretaties van de regelgeving gebruiken om het halen van hun doelen te bevorderen. Daarom wordt er tijdens de interacties tussen organisaties een definitieve balans gezocht tussen de verschillende organisatiedoelen, en dat kan aanleiding geven tot interessante dialogen. Bijvoorbeeld, wanneer een organisatie een andere organisatie vraagt om gegevens uit te wisselen, dan moet de reagerende organisatie bepalen of haar belangen worden gediend. De reagerende organisatie kan gaan onderhandelen door voorwaarden te stellen onder welke zij bereid is om gegevens uit te wisselen. Bovendien kan de verzoekende organisatie de andere organisatie proberen te overtuigen om gegevens uit te wisselen, als een reagerende organisatie een verzoek tot gegevensuitwisseling heeft afgewezen. In het ideale geval garanderen deze dialogen dat er tijdens de gegevensuitwisseling een optimale en rechtmatige balans tussen de doelen wordt gevonden. In de praktijk wordt dit ideaal niet altijd gerealiseerd. De normen van de regelgeving zijn niet goed bekend en het lokale beleid is meer gericht op de bescherming van lokale gegevens. Dit heeft als gevolg dat slechts een deel van wat rechtmatig kan worden uitgewisseld daadwerkelijk wordt uitgewisseld en dat soms gegevens onrechtmatig worden uitgewisseld. De gedistribueerde aard van veel organisaties suggereert dat het de moeite waard kan zijn om multi-agenttechnologie te gebruiken. Een multi-agentsysteem is een verzameling van artificiële agents , waarbij elke agent een zekere mate van controle heeft over zijn acties en interacteert met andere agents om zijn eigen en/of zijn systeemdoelen te vervullen. Een multi-agentsysteem lijkt een natuurlijke manier te zijn om organisaties te modelleren, waarbij agents de leden van organisaties representeren. Bovendien interacteren organisaties meestal met elkaar om hun doelen te verwezenlijken, wat ook typisch is voor agents in een multi-agentsysteem. De Nederlandse politieorganisatie levert een waardevol voorbeeld van het probleem van gereguleerde gegevensuitwisseling, omdat het illustreert dat niet altijd een optimale en rechtmatige balans wordt gevonden bij het uitwisselen van gegevens. Dit proefschrift heeft onderzocht hoe agenttechnologie gebruikt kan worden om gereguleerde gegevensuitwisseling tussen de Nederlandse politiekorpsen te ondersteunen. Hoofdstuk 2 presenteerde een beschrijving en analyse van gereguleerde gegevensuitwisseling in het Nederlandse politiedomein. De analyse toonde aan dat politieregio’s gegevens moeten uitwisselen voor het oplossen van misdaadzaken, omdat regio’s vaak behoefte hebben aan gegevens die aanwezig zijn in andere politieregio’s. Verder heeft elke politieregio een criminele inlichtingen eenheid voor het verzamelen van gegevens over zware criminaliteit. De analyse toonde ook aan dat criminele inlichtingen eenheden het doel om hun politietaak uit te voeren in balans moeten brengen met het doel om belangen te beschermen op lokaal niveau (dat wil zeggen, hun eigen onderzoeken en informanten), terwijl er binnen de wet gebleven moet worden. In de praktijk blijkt dat criminele inlichtingen eenheden niet een optimaal en rechtmatig evenwicht tussen hun doelen vinden, omdat ze niet op de hoogte zijn van de geldende regelgeving en de voorkeur hebben voor het doel om hun eigen hun belangen te beschermen. Hoofdstuk 2 gaf ook een beschrijving van het juridisch kader voor gereguleerde gegevensuitwisseling in het Nederlandse politiedomein, die werd herschreven in een tussenrepresentatie en geformaliseerd in appendix 1. Uit de analyse blijkt dat de wetgever een vrij verkeer van gegevens binnen delen van de Nederlandse politieorganisatie als doelstelling had en daarom veel regels heeft opgesteld die de uitwisseling van gegevens verplicht. Om criminele inlichtingen eenheden de mogelijkheid te geven om hun onderzoeken en informanten te beschermen, heeft de wetgever weigeringsgronden beschreven om op een rechtmatige manier de verstrekking van gegevens te weigeren. De wetgever had als doelstelling dat in specifieke gevallen de relevante belangen tegen elkaar worden afgewogen. Echter, uit de analyse van de Nederlandse politieorganisatie is gebleken dat in de praktijk de weigeringsgronden in de meeste gevallen als standaard worden gebruikt in plaats van ze te gebruiken na een zorgvuldige overweging. Omdat weigeringsgronden worden gebruikt als standaard, vindt in het Nederlandse politiedomein maar een deel van de toegestane gegevensuitwisseling plaats. In hoofdstuk 3 werd beschreven hoe een multi-agentsysteem gereguleerde gegevensuitwisseling tussen organisaties kan modelleren en werd betoogd waarom de Nederlandse politieorganisatie een representatief probleemdomein is. Dialoogvoorbeelden uit hoofdstuk 2 over de gereguleerde gegevensuitwisseling werden gebruikt om de functionele eisen voor een multi-agentsysteem te verhelderen. De vereisten zijn dat de agents kennis over het domein moeten hebben, in staat moeten zijn om te redeneren met hun kennis en in staat moeten zijn om te interacteren op manieren die typisch bij de Nederlandse politie voorkomen. De voorbeelden illustreerden ook dat politieagenten met elkaar in dialoog gaan om te onderhandelen en om elkaar te overtuigen of er wel of geen gegevens kunnen worden uitgewisseld. De analyse toonde aan dat drie dialoogtypen nodig zijn om gereguleerde gegevensuitwisseling te modelleren: informatieuitwisseling, onderhandeling en multi-agentsysteem overtuigingsdialogen. Voor het politiedomein werd de relatie tussen de dialoogtypen geïnterpreteerd als een onderhandeling, die kan overgaan naar een ingebedde overtuigingsdialoog. Als de onderhandeling succesvol eindigt, wordt een informatieuitwisselingsdialoog gestart en wanneer deze vervolgens is beëindigd, is ook de gehele dialoog beëindigd. Hoofdstuk 4 specificeerde het argumentatiesysteem om de interne redeneringen van een agent te modelleren en het dialoogsysteem om de interactie tussen agenten te modelleren. Het intern redeneren werd gemodelleerd als weerlegbare argumentatie en geformaliseerd met het ASPIC-systeem. ASPIC werd gekozen omdat het weerlegbare argumentatie ondersteunt en omdat het redeneermechanisme van ASPIC gebruikt kan worden in de proof-of-concept implementatie. Deontische modaliteiten en agentdoelen maken geen deel uit van de ASPIC logica. Echter, deze worden uitgedrukt als predicaten en met reificatie van de uitspraken in hun scope. Het dialoogsysteem om de interacties tussen agents te modelleren werd aangepast om compatible te zijn met ASPIC en om gereguleerde gegevensuitwisseling tussen criminele inlichtingen eenheden te ondersteunen. Waar een communicatieprotocol van een argumentatiesysteem alle toegestane uitingen in een dialoog bepaalt, specificeert een dialoogstrategie de beste keuze uit de toegestane uitingen. In het geval van dialogen tussen de agents over de gereguleerde gegevensuitwisseling, is de beste keuze de uiting die de doelen van de agent bevordert. Voor de criminele inlichtingen eenheden zijn de doelen de goede uitoefening van de politietaak en de bescherming van lokale onderzoeken en informanten. Hoofdstuk 5 specificeerde dialoogstrategieën voor de onderhandelings- en overtuigingsdialogen. De onderhandelingstrategie helpt de doelen van een agent af te wegen. Bijvoorbeeld, een agent is toegestaan om gegevens uit te wisselen, maar daarbij kunnen zijn doelen worden geschonden. De agent kan dan simpelweg weigeren om gegevens op basis van de doelschending uit te wisselen. Echter, met de onderhandelingstrategie gaat de agent op zoek naar een voorwaarde waaronder zijn doelen niet worden geschonden. Als hij hierin slaagt dan kan hij de gegevens alsnog uitwisselen waardoor het doel om de politietaak uit te voeren wordt bevorderd. De overtuigingstrategie kan bij een weigering tot uitwisseling van gegevens helpen de andere agent te overtuigen om gegevens alsnog te verstrekken. Gegeven dat in de huidige politiepraktijk verzoeken tot uitwisseling van gevoelige gegevens meestal worden geweigerd, kan ondersteuning bij het overtuigen er voor zorgen dat er meer gegevens in het Nederlandse politiedomein kunnen worden uitgewisseld. De dialoogstrategieën werden toepasbaar gemaakt op andere domeinen waar gegevens worden uitgewisseld door het incorporeren van assumpties, zoals de coöperativiteit en de bescherming van eigen belangen. Bovendien werden de dialoogstrategieën geparametriseerd, waardoor ze kunnen worden afgestemd op het gekozen toepassingsdomein. Hoofdstuk 6 presenteerde de specificatie en implementatie van het multi-agent systeem voor het Nederlandse politiedomein. De architectuur, die voldoet aan de functionele eisen beschreven in hoofdstuk 3, is ontwikkeld met behulp van typische voorbeelden van dialogen over gereguleerde gegevensuitwisseling. Om de architectuur generaliseerbaar te maken naar andere domeinen, is alle terminologie geabstraheerd die specifiek is voor de Nederlandse politie. Het doel van dit proefschrift was om te onderzoeken hoe theorieën uit de onderzoeksgebieden van multi-agentsystemen, kunstmatige intelligentie & recht en argumentatie verder kunnen worden ontwikkeld en toegepast in een realistisch probleemdomein. Daarbij wordt de basis gecreëerd voor geautomatiseerde ondersteuning van organisaties voor het verwezenlijken van hun doelen in het kader van gereguleerde gegevensuitwisseling. Op basis van het onderzoek is er een architectuur van een multi-agentsysteem gespecificeerd. Dit systeem is geïmplementeerd om te illustreren dat het een basis kan bieden voor de ondersteuning van gegevensuitwisseling in het Nederlandse politiedomein. De ondersteuning van de gereguleerde gegevensuitwisseling werd gedefinieerd als het bevorderen van minder onrechtmatige en meer rechtmatige gegevensuitwisselingen. Echter, om te bepalen of het voorgestelde multi-agentsysteem de gereguleerde gegevensuitwisseling in de Nederlandse politie in de praktijk kan ondersteunen, zijn vervolgexperimenten in realistische scenario's noodzakelijk. Dit proefschrift draagt bij aan de gebieden van multi-agentsystemen, argumentatie en kunstmatige intelligentie & recht door hun combinatie en toepassing in een realistisch probleemdomein. De architectuur van het multi-agentsysteem combineert een aantal elementen uit de literatuur: weerlegbare argumentatie voor het interne redeneren van de agenten en een dialoogsysteem om de dialogen tussen agents te modelleren. Het onderzoek heeft door middel van een realistische casestudy de toepasbaarheid van ideeën uit de literatuur aangetoond. Bovendien heeft het onderzoek een nieuwe visie op de aard van de dialogen in het kader van gereguleerde gegevensuitwisseling voorgesteld, namelijk als onderhandeling met ingebedde overtuigingsdialoog. Een belangrijke bijdrage aan de literatuur is de specificatie van dialoogstrategieën om de agenten te helpen hun doelen te af te wegen. Naar mijn weten is dit het eerste onderzoek dat realistische dialoogstrategieën heeft gespecificeerd in het kader van de gereguleerde gegevensuitwisseling. Een andere onderzoeksbijdrage is de definitie van realistische kennis-updatestrategieën gedurende dialogen. Onderzoek naar dit onderwerp heeft een nieuw aandachtspunt geïdentificeerd voor het ontwerpen van dialoogsystemen voor overtuigingsdialogen. Het nieuwe onderzoeksonderwerp is dat gedurende een dialoog tussen agenten, eerdere dialooguitingen soms niet meer kunnen worden gehandhaafd als gevolg van kennis-updates in latere stadia van een dialoog. In dit onderzoek is de terminologie die specifiek is voor de Nederlandse politie geabstraheerd en zijn de dialoogstrategieëën geparametriseerd. Daarom kan dit onderzoek ook gebruikt worden in andere domeinen waar gegevensuitwisseling wordt gereguleerd (bijvoorbeeld de uitwisseling van patiëntgegevens). Dit proefschrift heeft aangetoond dat het mogelijk is om een realistisch en implementeerbaar multi-agentsysteem te ontwikkelen dat de basis biedt om gereguleerde gegevensuitwisseling te automatiseren