Wydział Informatyki Politechniki Szczecińskiej

eUsługi obejmują: 1. Usługi eBiznesu Umożliwienie dostosowania do zmian strukturalnych, będących wynikiem rozwoju ICT oraz integracja technologii w procesach biznesowych przedsiębiorstw, szczególnie w małych i średnich. 2. Nowoczesne usługi na rzecz Elektronicznej Administracji Wsparcie wdrażania innowacyjnych, interaktywnych usług administracji elektronicznej (eGovernment) dla przedsiębiorców i obywateli na poziomie centralnym, regionalnym oraz lokalnym, ze szczególnym uwzględnieniem usług o charakterze transgranicznym i paneuropejskim. 3. Publiczne zasoby danych on-line Wsparcie przebudowy zaplecza administracji (back office) umożliwiające sprawny, bezpieczny dostęp do zasobów danych/informacji publicznej. Stworzenie jednolitej infrastruktury obejmującej jednostki administracji centralnej i terenowej. 4. Nowoczesne usługi medyczne (eZdrowie) Poprawa jakości świadczonych usług połączona z reorganizacją sektora opieki zdrowotnej, przy wykorzystaniu technologii informacyjnych i komunikacyjnych. Rozwój aplikacji telemedycznych oraz systemów informacyjnych. 5. Inteligentny transport Wprowadzenie aplikacji telematycznych w transporcie lądowym, morskim oraz powietrznym. Wspieranie systemów informacji przestrzennej (GIS).

eAdministracja - model działania jednostek administracji oparty na bezpośrednim wykorzystaniu w ich działalności technologii informacyjnych (w szczególności Internetu i systemów o architekturze internetowej). Model ten realizuje się zarówno w układzie relacji zewnętrznych (urząd- obywatel, urząd-firma, urząd-dostawca) jak i wewnętrznych (urząd-urząd, urząd-pracownicy). eBiznes - internetowy model prowadzenia biznesu wymagający elektronicznego wspomagania działalności przedsiębiorstw, a polegający na bezpośredniej wymianie informacji między producentami, dystrybutorami, pośrednikami oraz odbiorcami produktów i usług rynkowych. Środkami do wspomagania procesów e-biznesu są: internetowa giełda, portale informacyjne, interaktywne strony webowe (on-line) oraz wirtualne supermarkety, optymalizujące zawieranie kontraktów i upraszczanie sprzedaży.

e - Zdrowie (Telemedycyna) (ang. eHealth) - wykorzystanie i wspomaganie funkcjonowania serwisów medycznych z zastosowaniem technologii informacyjnych. eZdrowie jest nowym podejściem do zarządzania służbą zdrowia, obejmującym przebudowę wewnętrznego i zewnętrznego jej środowiska z wykorzystaniem nowoczesnych technologii informacyjnych. Diagnostyka (medyczna) - dział medycyny zajmujący się metodami rozpoznawania zespołów chorobowych; rozpoznanie ustala się na podstawie badania podmiotowego (wywiad lekarski) i przedmiotowego (badania fizykalne), a także wyników badań: - laboratoryjnych, - radiologicznych, - ultrasonograficznych (USG), - tomograficznych (tomografia komputerowa), - rezonansu magnetycznego, - radioizotopowych, - biopsyjnych, - echograficznych, - endoskopowych (wziernikowych), - dopplerowskich, - elektrofizjologicznych (elektrodiagnostyka), - irydologicznych itd..

Proponuje się model systemu telemedycyny oparty na systemach wieloagentowych. System składa się z 7 agentów, takich jak agent zarządzania medyczną bazą danych, agent aplikacji i agent planowania. Zaprezentowano kilka symulacji, aby ocenić wydajność tego systemu. Symulator został wykonany przy zastosowaniu JAFMAS (Java based Agent Framework for Multiagent Systems). Realizacja przykładowego systemu telemedycyny: Wieloagentowy system telemedycyny Wieloagentowy system telemedycyny

Obecnie istnieje wielka potrzeba, aby integrować rozproszone geograficznie ośrodki zdrowia w takich działaniach, jak ułatwienie wymiany informacji/ umiejętności pomiędzy nimi, np. baz danych które przechowują wywiady chorobowe, sygnały, obrazy i inne dane. Wykorzystywane obecnie technologie: obliczeniowe, telekomunikacyjne i multimedialne pozwalają określić nowe strategie do rozprowadzenia usług medycznych.

Medycyna musi zaimplementować nowe zdalne konsultacje, zabiegi chirurgiczne i metody diagnozy oparte na tych strategiach. Obszar ten jest zwany telemedycyną. Ogólnie, systemy telemedycyny (ST) są systemami, które pozwalają ustanawiać zdalne sesje dla konsultacji, diagnozowania i leczenia w różnych specjalnościach medycznych. Istnieje duża ilość ST, które są bardzo specyficzne dla danej specjalności medycznej. Typowym problemem między nimi jest ich niekompatybilność na poziomie formatów przechowywanych obrazów i protokołów komunikacyjnych. Z tych powodów, konieczne jest rozważenie nowych metodach ich integracji.

Z drugiej strony teoria systemów wieloagentowych (MAS) pozwala integrować autonomiczne jednostki. Działania MAS opisuje się przez interakcje pomiędzy relatywnie autonomicznymi i niezależnymi jednostkami, zwanymi agentami. Teoria MAS bada różne metody kooperacyjne, koordynacyjne i integracyjne w celu modelowania systemów kompleksowych. Teoria MAS została użyta do modelowania ST. Poniżej proponuje się ogólny ST oparty na MAS. Przedstawiono symulator, aby ocenić wydajność systemu ST. Do opracowania symulatora użyto JAFMAS. JAFMAS zapewnia: ogólną metodologię do opracowania MAS i zbiór klas do wspomagania implementacji agenta w Java.

System telemedycyny oparty na MAS: Na rys.1 proponuje się ST oparty na MAS dla modelu ogólnego.

Rys. 1. Ogólny model systemu telemedycyny.

Agenci muszą wykonywać następujące funkcje: · ustawiać sesje telemedyczne dla każdej specjalności medycznej; · określić software i hardware dla każdej działalności medycznej; · utrzymywać komunikację pomiędzy RO (Real Doctor`s offices) i VO (Virtual Doctor`s offices); · umożliwiać zdalną kontrolę wyposażenia medycznego z VO; · zarządzać bazami danych. Rys. 2. Pokazuje nasz MAS, który składa się z 7 agentów.

Rys. 2. Nasz ogólny system telemedycyny oparty na systemie wieloagentowym.

Opiszemy każdego agenta według jego funkcji, wiedzy, zdolności, komunikacji i głównych procedur. Tab. 1. Charakterystyka agenta planowania.

Tab. 2. Charakterystyka agenta specjalistycznego

Tab. 3. Charakterystyka agenta aplikacyjnego

Tab. 4. Charakterystyka agenta hardware

Tab. 5. Charakterystyka agenta baz danych

Tab. 6. Charakterystyka agenta komunikacji

Tab. 7. Charakterystyka wirtualnego agenta planowania

Symulator modelu wieloagentowego: Ocenimy wydajność naszego modelu. Kryterium wydajności jest procentowa zajętość agentów. Użyto JAFMAS do implementacji symulatora (Deepika C. 1997). JAFMAS: a java-based agent framework for multiagent systems, development and implementation. ECES Department, University of Cincinati.)

Dostarcza ona metodologię i bibliotekę do opracowania MAS w Java. Metodologia ma pięć faz: 1. identyfikacja agentów, 2. identyfikacja konwersacji agentów (komunikacja), 3. identyfikacja reguł konwersacji, 4. analiza modeli konwersacji, 5. implementacja MAS. JAFMAS zapewnia zbiór 16 klas do wspomagania implementacji agentów. JAFMAS udostępnia wiele wątków, jeden dla każdego agenta, jeden dla każdej konwersacji (w której agenci są zaangażowani) i jeden dla każdego tematu (do którego agenci są przywołani).

Systemy wieloagentowe i systemy telemedyczne Klasyczne podejście sztucznej inteligencji rozważa inteligencję jako jednostkową charakterystykę, bez brania pod uwagę kontekstu społecznego, w którym osoba jest zanurzona. W rzeczywistości ludzie tworzą organizacje do rozwiązania problemów gdzie zasoby są dzielone i działania są kolektywne, a zjawisko nie jest indywidualne. Są proponowane różne techniki do integracji jednostek autonomicznych. Jedna z nich jest nazwana systemy wieloagentowe (MAS). MAS jest siecią "mechanizmów rozwiązywania problemów", które pracują razem aby rozwiązać problemy, które nie mogą być rozwiązane indywidualnie (np. Jennings N., An agent-based approach for building complex software systems. Communication of the ACM. 2001, 44: 35-41).

Te rozwiązania problemów są nazwane agentami i mogą być heterogeniczne. Agenci mogą działać sami nad swoim środowiskiem (są autonomiczni). Agenci mają częściową reprezentację swego otoczenia i mogą komunikować się z innymi agentami. Każdy agent ma indywidualne cele i jego zachowanie jest wynikiem obserwacji, wiedzy, zdolności i interakcji z innymi agentami i otoczeniem. Istnieje wiele prac badawczych o MAS. Niektórzy badacze zaproponowali struktury oparte na agentach albo paradygmaty programowania oparte na agentach i tak dalej.

System telemedycyny (ST) jest typem systemu służby zdrowia, który pozwala na wymianę zdalną informacji medycznych używając technologii telekomunikacyjnych. Wymieniane informacje mogą być informacjami o pacjencie (historia choroby, zdjęcia rentgenowskie, obrazy CT, analizy ultradźwiękowe, wywiady, badania pacjenta, konsultacje specjalistów medycznych itd.). ST ma rozproszone przetwarzanie i wymaga pewnych elementów dla swego odpowiedniego działania. ST wymaga biura (gabinetu) rzeczywistego lekarza (RO), gdzie odbywa się opieka lekarska i biura wirtualnego lekarza (VO), gdzie lekarz ma dostęp do pacjenta poprzez obrazy, głos i dane, bez stawiania ograniczeń na odległość pomiędzy nimi. VO musi mieć system kontroli wyposażenia, aby sterować wyposażeniem medycznym, które jest w RO.

Jest możliwe, aby istniało wiele RO i VO. Dzięki rozproszonej informacji i zintegrowanemu procesowi, medycyna jest uważana jako odpowiedni obszar aplikacyjny dla agentów. Aby wspomagać pracę kooperacyjną w służbie zdrowia różni autorzy proponują metodologię opartą na sieci kooperujących agentów softwarowych.

Udostępnianie komunikacji jest zapewnione dla obydwu kierunków komunikacyjnych i komunikacji rozgłoszeniowej opartej na tematach. Ta cecha umożliwia opracowanie systemu wieloagentowego, który jest skalowalny, odporny na błędy, samokonfigurowalny i elastyczny. Obsługiwanie lingwistyczne jest zapewnione dla języków opartych na akcie mowy (np. KQML), pozwalając agentowi na niezależne semantyki. Rys. 3 pokazuje przykład typowej sekwencji kroków naszego MAS podczas sesji interakcyjnej.

Rys. 3. Sekwencje kroków naszego MAS podczas sesji interaktywnej.

Są to następujące kroki (naszego MAS w sesji interakcyjnej): 1. Agent planowania (AG_PLA) odczytuje poprzez interfejs modularność i specjalność. Następnie określa plan działań. Na koniec komunikuje się z agentem specjalistycznym (AG_ESPj), zgodnie z planem działań. 2. Agent specjalistyczny (AG_ESPj) określa zbiór działań do wykonania, wtedy komunikuje się z agentem hardwarowym (AG_HAR), agentem aplikacji (AG_APLI), agentem komunikacji (AG_COM) i/albo agentem bazy danych (AG_BD), zgodnie z planem działań. 3. Ponieważ sesja jest interaktywna, wirtualny agent planowania (AG_PLA_VIR) komunikuje się z agentem planowania (AG_PLA) poprzez agenta komunikacji (AG_COM). Jeżeli komunikacja została nawiązana, agent komunikacji (AG_COM) monitoruje połączenie.

4. Wirtualny agent planowania (AG_PLA_VIR) wysyła swoje wymagania do agenta planowania (AG_PLA). Zgodnie z tymi wymaganiami, obydwaj agenci planują swoje działania. Następnie, agent planowania wysyła zlecenia do agentów aplikacji hardwaru. 5. Na koniec, agent planowania (AG_PLA) zamyka różne sesje. 6. Jeżeli istnieje wiele VO, agent komunikacji monitoruje i utrzymuje różne połączenia.

W symulacji przyjęto następujące wartości parametrów: specjalności medyczne: chirurgia (surgery), radiologia, psychiatria; modalności pracy: 1) sesja interaktywna (diagnoza, analiza): sesja interaktywna wymaga systemu wideokonferencyjnego, transmisji sygnałów fizjologicznych (ECG, itd.), dostępu do baz danych i wykorzystywania wyposażenia medycznego; 2) zarządzanie bazą danych; 3) rehabilitacja, edukacja (te modalności wymagają systemu wideokonferencyjnego i specyficznych aplikacji).

Zostało wykonanych kilka symulacji dla danych modalności z czasem pomiędzy dwoma następującymi po sobie przybyciach zleceń, przy systemie ( ) rozkładu wykładniczego pomiędzy 2 i 5.

Rys. 4. Wyniki dla modalności =1, specjalności = chirurgii i a= (2 - 5)

Rys. 9. Wyniki dla modalności =2 i 3 specjalności = psychiatria i a= (2 - 5)

Zgodnie z uzyskanymi wynikami, procentowa zajętość zmienia się w zależności od specjalności (patrz rys. 4). Ogólnie agentem z największą procentową zajętością, jest agent planowania, ponieważ on ma funkcję koordynacji, kooperacji i kontroli. W przypadku modalności 2 i 3, agent hardwarowy ma najniższą procentową wartość zajętości, ponieważ hardware nie jest bardzo ważny dla tych typów działań. Jeżeli przedział jest mały, zajętość procentowa agentów zmienia się trochę (patrz rys. 9). Włączenie kilku modalności równocześnie nie przeciąża agentów o najwyższej procentowej zajętości są agenci planowania i komunikacji.

Wnioski. Został zaproponowany ogólny model ST oparty na MAS. Ten model rozpatruje wszystkie aspekty opracowania ST. Model wykazuje dużą wszechstronność ponieważ może brać pod uwagę różne sytuacje (modalności itp.). Model pozwala opracowywać agentów indywidualnie. Złożoność każdego agenta zależy od jego możliwości (zdolności) i funkcji. Ogólnie otrzymane wyniki pokazują wysoką zajętość procentową agentów planowania i komunikacji. Z tego powodu należy badać różną organizację agentów; np. kilka agentów planowania (środowisko agentów planowania). Do zbadania pozostała optymalna konfiguracja agentów.

KONIEC