Composición de servicios: una aplicación de la web semántica y las técnicas de planificación automática

Web service composition: a semantic web and automated planning technique application

Este artículo propone la aplicación de técnicas de la web semántica y de planificación de la inteligencia artificial en un modelo de composición de servicios web que enfrenta los problemas de la ambigüedad en la descripción de los servicios y el manejo de la información incompleta en el contexto de la web. Para tratar los problemas mencionados el modelo permite el uso de servicios OWL-S e implementa una técnica de planificación que maneja una semántica del mundo abierto en su proceso de razonamiento. Como resultado de este trabajo, se obtuvo un sistema de composición de servicios web que incorpora un módulo que interpreta servicios OWL-S y los convierte a un problema de planificación en PDDL, un módulo de planificación que maneja el problema del conocimiento incompleto y un módulo de ejecución de servicios que interactúa de manera concurrente con el planificador para ejecutar cada uno de los servicios del plan de composición.

Introducción

Hoy en día, la web nos permite acceder a sistemas remotos y ejecutar los servicios que estos sistemas tienen para ofrecer, utilizando para ello las tecnologías que soportan los servicios web (W3C, 2002). Sin embargo, esta prometedora tecnología se enfrenta  con un inevitable cuello de botella: componer servicios complejos a  partir de servicios sencillos, lo cual no es una tarea trivial.

Un problema que se debe enfrentar es que los estándares de los servicios web apoyados en el XML (XML, 2001), tales como el SOAP (Simple Object Access Protocol (Gudin et al., 2003) y WSDL (Web Service Description Language (WSDL, 2005)), presentan un vacío de semánticas explícitas para que dos descripciones XML idénticas puedan significar cosas totalmente distintas, dependiendo del contexto en el cual son utilizadas. Esto limita la capacidad de identificar los servicios más adecuados para llevar a cabo la tarea de composición. Tal limitante en el caso particular de los servicios web, ha llevado a considerar integrar semánticas en ellos, lo cual ha redundado en el desarrollo de los servicios web semánticos (SWS), cuya descripción interna y externa está en un lenguaje que tiene semánticas bien definidas, interpretables por las máquinas (Sycara et al., 2003).

Existe en la literatura una serie de propuestas de estos lenguajes, entre las que se destacan: OWL-S  (OWL,  2004),  WSMO  (Lara  et al., 2004) y WSDL-S (WSDL, 2005). En la Tabla 1 se resumen las principales características de los mismos.

En los últimos años la composición de SWS ha sido amplia-mente estudiada y numerosas técnicas han sido propuestas en búsqueda de una cada vez más adecuada solución. Estas técnicas van desde la planificación en inteligencia artificial (IA) hasta la síntesis de programas, cálculo de situaciones y máquinas de estado finitas por nombrar algunas. Aunque no se puede indicar cuál de estas técnicas prevalece sobre las otras, el trabajo sobre la planificación en inteligencia artificial (IA) parece ser lo bastante conveniente desde que los servicios web han sido considerados como sinónimos de las acciones en planificación.