Week 7. 온톨로지 기반 에이전트 설계

일반 LLM 에이전트:
- "주문 취소해줘" → 취소 프로세스 추론 (환각 가능)

온톨로지 기반 에이전트:
- 온톨로지에 정의된 취소 규칙/절차 참조
- 허용된 액션만 수행, 검증 가능

# 도메인 액션 온톨로지
class ActionOntology:
    actions = {
        "CancelOrder": {
            "preconditions": [
                "order.status == 'pending'",
                "order.created_at > now() - 24h"
            ],
            "effects": [
                "order.status = 'cancelled'",
                "user.refund = order.amount"
            ],
            "required_permissions": ["customer", "admin"]
        },
        "RefundOrder": {
            "preconditions": [
                "order.status == 'delivered'",
                "order.delivered_at > now() - 7d"
            ],
            "effects": [
                "order.status = 'refunded'",
                "user.refund = order.amount"
            ],
            "required_permissions": ["admin"]
        }
    }

class OntologyGuidedPlanner:
    def __init__(self, action_ontology, state_graph):
        self.ontology = action_ontology
        self.graph = state_graph
 
    def get_valid_actions(self, current_state, user_permissions):
        """현재 상태에서 가능한 액션 목록 반환"""
        valid_actions = []
 
        for action_name, action_def in self.ontology.actions.items():
            # 권한 체크
            if not any(p in user_permissions for p in action_def["required_permissions"]):
                continue
 
            # 전제조건 체크
            if self._check_preconditions(action_def["preconditions"], current_state):
                valid_actions.append(action_name)
 
        return valid_actions
 
    def plan(self, goal, current_state, user_permissions):
        """목표 달성을 위한 액션 시퀀스 생성"""
        valid_actions = self.get_valid_actions(current_state, user_permissions)
 
        # LLM에게 유효한 액션만 제공
        prompt = f"""
        목표: {goal}
        현재 상태: {current_state}
        가능한 액션: {valid_actions}
 
        최적의 액션 시퀀스를 선택하세요.
        """
        return self.llm.invoke(prompt)

# 공유 온톨로지 서버
class SharedOntologyServer:
    def __init__(self):
        self.ontology_graph = Graph()
        self.load_base_ontology()
 
    def register_agent(self, agent_id, capabilities):
        """에이전트 등록 및 역할 할당"""
        self.ontology_graph.add((
            URIRef(f"agent:{agent_id}"),
            RDF.type,
            AGENT.Agent
        ))
        for cap in capabilities:
            self.ontology_graph.add((
                URIRef(f"agent:{agent_id}"),
                AGENT.hasCapability,
                URIRef(f"cap:{cap}")
            ))
 
    def query_capable_agents(self, required_capability):
        """특정 역량을 가진 에이전트 조회"""
        query = f"""
        SELECT ?agent WHERE {{
            ?agent agent:hasCapability cap:{required_capability}
        }}
        """
        return self.ontology_graph.query(query)
 
# 에이전트 협업
class CollaborativeAgent:
    def __init__(self, agent_id, ontology_server):
        self.id = agent_id
        self.server = ontology_server
 
    def delegate_task(self, task):
        """온톨로지 기반으로 적절한 에이전트에게 위임"""
        required_cap = self._analyze_required_capability(task)
        capable_agents = self.server.query_capable_agents(required_cap)
        return self._select_best_agent(capable_agents, task)

from pyshacl import validate
 
# SHACL 규칙 정의
shacl_shapes = """
@prefix sh: <http://www.w3.org/ns/shacl#> .
@prefix ex: <http://example.org/> .
 
ex:OrderCancelShape a sh:NodeShape ;
    sh:targetClass ex:CancelAction ;
    sh:property [
        sh:path ex:targetOrder ;
        sh:property [
            sh:path ex:status ;
            sh:in ("pending" "processing") ;
        ] ;
    ] .
"""
 
# 액션 검증
def validate_action(action_graph, shacl_shapes):
    conforms, results_graph, results_text = validate(
        action_graph,
        shacl_graph=shacl_shapes,
        inference='rdfs'
    )
    return conforms, results_text

[Scheduler] 매일 00:00 실행
    ↓
[Monitor Agent] 새 개봉 영화 감지
    ↓ 새 영화 발견
[Extractor Agent] 위키피디아/IMDB에서 정보 추출
    ↓
[Validator Agent] 온톨로지 스키마 검증
    ↓ 검증 통과
[Updater Agent] Neo4j에 추가
    ↓
[Notifier Agent] Slack 알림 전송

# 온톨로지 규칙: 영화 추가 시 필수 관계
REQUIRED_RELATIONS = [
    ("Movie", "DIRECTED", "Person"),  # 감독 필수
    ("Movie", "HAS_GENRE", "Genre"),  # 장르 필수
]