Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/175154
Author(s): João Moreira da Silva
Title: Enabling AI Agent Negotiation in Data Spaces
Issue Date: 2026-07-13
Abstract: Data Spaces are federated ecosystems for cross-institutional data sharing that preserve each participant's sovereignty over how their data is accessed and used. Their underlying software components, however, are built for deterministic machine-to-machine automation and offer no capacity to reason or adapt when interactions fall outside anticipated scenarios, a limitation that becomes especially apparent when negotiating access under changing or time-sensitive conditions. This dissertation addresses that gap. Following an Engineering Research methodology and grounded in health-sector Data Space work at INESC TEC, it designs the Data Space Agent Negotiation Protocol: a bilateral, alternating-offer protocol in which agents exchange complete ODRL policy offers and reason privately over machine-readable governance profiles. By operating through the Data Space infrastructure rather than around it, the protocol ensures that the terms reasoned over and those ultimately enforced are the same objects. To support this, a deterministic policy engine retains final authority over agreements, while a large language model is confined to proposing within bounds the engine re-validates. Ultimately, the protocol, an autonomous agent built to enact it, and a human-facing dashboard are combined into a working proof-of-concept. The system is evaluated through a capability rule-book benchmark over 270 autonomous simulations, complemented by an ablation with the language model disabled. Every capability rule held on every run, demonstrating consistently correct and repeatable behaviour across the full range of participant situations: negotiating to agreement, fetching directly, refusing on a red line, and abandoning unsatisfiable tasks. The language model reasoned autonomously yet never breached its deterministic bounds, and every outcome remained a bounded, auditable function of the parties' declared policies. This work delivers an engineered foundation for the next generation of agent-driven, sovereignty-preserving data sharing, and a precise account of the boundaries that future work can build beyond.
Description: Os Data Spaces são ecossistemas federados de partilha de dados entre instituições que preservam a soberania de cada participante sobre a forma como os seus dados são acedidos e utilizados. Contudo, os componentes de software que os sustentam foram concebidos para uma automação determinística entre máquinas, não dispondo de qualquer capacidade de raciocínio ou de adaptação quando as interações fogem aos cenários previstos. Essa limitação torna-se particularmente evidente quando o acesso aos dados tem de ser negociado em condições variáveis ou sujeitas a restrições temporais. Esta dissertação procura responder a essa lacuna. Adotando a metodologia de Engineering Research e partindo do trabalho em Data Spaces para o setor da saúde desenvolvido no INESC TEC, propõe-se o Data Space Agent Negotiation Protocol: um protocolo bilateral de ofertas alternadas no qual os agentes trocam ofertas de políticas ODRL completas e raciocinam de forma privada sobre perfis de governação interpretáveis por máquina. Por operar através da própria infraestrutura do Data Space, e não à margem desta, o protocolo assegura que os termos sobre os quais se raciocina e os termos efetivamente aplicados são um só objeto. Para o sustentar, um motor de políticas determinístico mantém a autoridade final sobre os acordos, enquanto o modelo de linguagem se limita a propor dentro de limites que esse motor revalida. O protocolo, um agente autónomo concebido para o executar e um painel de controlo destinado ao operador humano reúnem-se, por fim, numa prova de conceito funcional. O sistema foi avaliado através de um benchmark assente num conjunto de regras de capacidade, ao longo de 270 simulações autónomas, complementado por um estudo de ablação com o modelo de linguagem desativado. Todas as regras se verificaram em todas as execuções, evidenciando um comportamento correto e reproduzível em todo o espetro de situações que um participante pode enfrentar, ou seja, negociar até ao acordo, aceder diretamente, recusar perante um limite intransponível e desistir de tarefas impossíveis de satisfazer. O modelo de linguagem raciocinou de forma autónoma sem nunca exceder os limites determinísticos, e cada resultado manteve-se uma função limitada e auditável das políticas declaradas pelas partes. Este trabalho entrega, portanto, uma base de engenharia para a próxima geração de partilha de dados conduzida por agentes e respeitadora da soberania, bem como uma caracterização rigorosa das fronteiras sobre as quais o trabalho futuro poderá construir.
Subject: Engenharia electrotécnica, electrónica e informática
Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
Scientific areas: Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática
Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
URI: https://hdl.handle.net/10216/175154
Document Type: Dissertação
Rights: embargoedAccess
Embargo End Date: 2027-07-12
Appears in Collections:FEUP - Dissertação

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