Лекция: ЛЕКЦИЯ 21

Глава 9 Моделирование деятельности человеческого коллектива

С помощью интеллектуальных мультиагентных систем.

Основные понятия теории агентов.

Интеллектуальные мультиагентные системы — одно из новых перспективных направлений искусственного интеллекта, кото­рое сформировал ось на основе результатов исследований в обла­сти распределенных компьютерных систем, сетевых технологий решения проблем и параллельных вычислений. В мультиагент­ных технологиях заложен принцип автономности отдельных час­тей программы (агентов), совместно функционирующих в рас­пределенной системе, где одновременно протекает множество взаимосвязанных процессов. Под агентом подразумевают авто­номный искусственный объект (компьютерную программу), об­ладающий активным мотивированным поведением и способный к взаимодействию с другими объектами в динамических вирту­альных средах. Каждый агент может принимать сообщения, ин­терпретировать их содержание и формировать новые сообщения, которые либо передаются на «доску объявлений», либо направля­ются другим агентам.

Агентно — ориентированный подход уже нашел применение в таких областях, как распределенное решение сложных задач, ре­инжиниринг предприятий, электронный бизнес и Т.п. Важной областью применения мультиагентных технологий является мо­делирование. В этой области Д.А. Поспелов [9] выделяет два класса задач. К первому классу он относит задачи распределен­ного управления и задачи планирования достижения целей, где усилия разных агентов направлены на решение общей проблемы и необходимо обеспечение эффективного способа кооперации их деятельности. В задачах второго класса агенты самостоятельно решают свои локальные задачи, используя общие, как правило, ограниченные ресурсы.

Агентом является все, что может рассматриваться как воспринимающее свою «среду» с помощью «датчиков» и воздействующее на эту среду с помощью «исполнительных механизмов». Эта простая идея иллюстрируется на рис. 8. Чело­век, рассматриваемый в роли агента, имеет глаза, уши и другие органы чувств, а ис­полнительными механизмами для него служат руки, ноги, рот и другие части тела. Робот, выполняющий функции агента, в качестве датчиков может иметь видеокаме­ры и инфракрасные дальномеры, а его исполнительными механизмами могут яв­ляться различные двигатели. Программное обеспечение, выступающее в роли аген­та, в качестве входных сенсорных данных получает коды нажатия клавиш, содержи­мое файлов и сетевые пакеты, а его воздействие на среду выражается в том, что программное обеспечение выводит данные на экран, записывает файлы и передает сетевые пакеты. Мы принимаем общее допущение, что каждый агент может воспри­нимать свои собственные действия (но не всегда их результаты).

Мы используем термин «восприятие» для обозначения полученных агентом сен­сорных данных в любой конкретный момент времени. Последовательностью ак­тов восприятия агента называется полная история всего, что было когда-либо вос­принято агентом. Вообще говоря, выбор агентом действия в любой конкретный момент времени может зависеть от всей последовательности актов восприятия, на­блюдавшихся до этого момента времени. Если существует возможность определить, ка­кое действие будет выбрано агентом в ответ на любую возможную последовательность актов восприятия, то может быть дано более или менее точное определение агента.

Рис. 9 Агент взаимодействует со средой с помощью датчиков и исполнительных механизмов.

С точки зрения математики это равносильно утверждению, что поведение некоторого агента может' быть описано с помощью функции агента, которая отображает любую конкретную последовательность актов восприятия на некоторое действие.

Можно составить таблицу значений функций агента, т.е. действий агента в зависимости его актов восприятия, которая описывает любого конкретного агента; для большинства агентов это была бы очень большая таблица (фактически бесконечная), если не устанавливается предел длины последо­вательностей актов восприятия, которые должны учитываться в таблице. Такую таблицу можно сконструи­ровать проводя эксперименты с некоторым агентом,, проверяя все возможные последовательности актов восприятия и регистри­руя, какие действия в ответ выполняет aгeнт. Такая таблица, безусловно, является внешним описанием агента.

Внутреннее описание состоит в определении того, ка­кая функция агента для данного искусственного агента реализуется с помощью программы агента. Важно различать два последних понятия. Функция агента пред­ставляет собой абстрактное математическое описание, а программа агента – это конкретная реализация, действующая в рамках архитектуры агента.

Для иллюстрации изложенных идей воспользуемся очень простым примером: рассмотрим показанный на рис. 10 мир, в котором студент пытается сдать свои «хвосты». Этот мир на­столько прост, что существует возможность описать все, что в нем происходит; кро­ме того, это — мир, созданный человеком, поэтому можно изобрести множество ва­риантов его организации. Для данного конкретного мира важен только срок, отпущенный учебной частью на сдачу задолжностей и наличие в течении этого срока в институте преподавателей, которые могут принять несданные экзамены. Студент, выполняющий роль агента, воспринимает, в каком дне отпущенного срока он находится и готов ли он для сдачи экзамена, есть ли у него допуск на сдачу экзамена и есть ли соответствующий преподаватель в институте. Агент может выбрать такие действия, как сдача экзамена, получение допуска в учебной части, выпрашивание новой отсрочки в учебной части, бездействие или зубрежка материала. Од­на из очень простых функций агента состоит в следующем: если он готов для сдачи экзамена, у него есть допуск на сдачу экзамена и есть соответствующий преподаватель в институте, то сдавать его, иначе бездействовать или учить материал.

Рисунок 10 Мир студента с «хвостами».

Частичная табуляция данной функции агента показана в табл. 9.1.

Таблица 9.1. Частичная табуляция функции простого агента для мира студента с «хвостами», показанногo на рис. 9.

На основании табл. 9.1 можно сделать вывод, что для мира студента с «хвостами», можно оп­ределять различных агентов, заполняя разными способами правый столбец этой таблицы. Поэтому очевидный вопрос состоит в следующем: «Какой способ запол­нения этой таблицы является правильным ?» Иными словами, благодаря чему агент

становится хорошим или плохим, интеллектуальным или не соответствующим кри­териям интеллектуальности? Ответ на этот вопрос приведен в следующем разделе.

Прежде чем завершить этот раздел, необходимо отметить, что понятие агента рассматривается как инструмент для анализа систем, а не как абсолютная класси­фикация, согласно которой мир делится на агентов и неагентов. Например, в каче­стве агента можно было бы рассматривать карманный калькулятор, который выби­рает действие по отображению" 4" после получения последовательности актов восприятия «2+2=», но подобный анализ вряд ли поможет понять работу калькулятора.