Jahresbericht 2011 - Verteilte Systeme - Universität Kassel

Entwicklungsumgebungen, Middleware und Verfahren zur Erstellung selbst-adaptiver
Anwendungen.
2. Kooperation autonomer Roboter
Die Kooperation in Teams von autonom agierenden Robotern ist ein ideales Beispiel für
Koordinationsaufgaben in verteilten Systemen. Konkrete Anforderungen leiten wir aus zwei
Anwendungsszenarien ab: Fußballroboter und Explorationsroboter für extraterrestrische
Missionen in unbekanntem Gelände. Bei den Fußballrobotern interessieren uns neben dem
Bau der Roboter mit allen Hardware- und Software-Komponenten insbesondere die
Modellierung und Implementierung von Kooperationsstrategien, die zur Laufzeit unter
Zeitbeschränkungen und unsicheren Kommunikationsverbindungen zu einem effektiven und
robusten Zusammenspiel der Roboter führen. Auch hier findet eine kontinuierliche Adaption
statt, wobei die Adaptionsentscheidung aufgrund der aktuell erfassten Spielsituation dezen-
tral von den einzelnen Robotern mehrmals pro Sekunde getroffen wird. Bei den
Explorationsrobotern stellt das unbekannte Terrain eine besondere Herausforderung dar.
Ziel ist die Entwicklung einer standardisierten modularen Planungsarchitektur in Form einer
Software, welche integriert und verteilt auf mehreren, möglicherweise heterogenen
Robotersystemen operiert.
3. Interoperabilität und Dienstmanagement in dienstorientierten Architekturen
Service-orientierte Architekturen bestehen aus lose gekoppelten Dienstkomponenten, die
flexibel zu mehrstufigen Dienstaggregaten komponiert werden können. Wir untersuchen das
Management komplexer Dienstprozesse auf Basis von Dienstgüteanforderungen. Falls ein
Dienstaggregat oder eine einzelne Dienstkomponente die geforderte Dienstgüte nicht mehr
erfüllt, wird der Dienstprozess angemessen rekonfiguriert oder es werden einzelne
Dienstinstanzen ersetzt, damit die Gesamt-Dienstgüte wieder stimmt. Diese Form der
Adaption wird zentral von dem Dienstprozessmanager gesteuert und findet typischerweise
in größeren Zeitabständen statt.
4. Entwicklungsmethodik für verteilte Anwendungen
Die Entwicklung komplexer dynamischer verteilter Systeme ist eine der großen
Herausforderungen der Informatik. Herkömmliche Methoden der Softwaretechnik reichen
hier nicht aus, insbesondere wenn neben den funktionalen Aspekten einer Anwendung auch
noch nicht-funktionale Aspekte wie Energieverbrauch, Kommunikationsaufwand und
Speicherverbrauch oder auch Aspekte der Sozialverträglichkeit wie Ergonomie, rechtliche
Anforderungen und Benutzerakzeptanz einzubeziehen sind. Wir untersuchen eine Reihe
verschiedener Methoden, die je nach Aufgabenstellung – eventuell in Kombination mit-
einander – zur Bewältigung dieser Herausforderungen geeignet erscheinen: Modellbasierte
Entwicklung, evolutionäre Algorithmen und agentenorientierte Softwareentwicklung.
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