Лекция: МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В МУЛЬТИАГЕНТНЫХ СИСТЕМАХ.

Рассматривая проблему моделирования взаимодействия агентов друг с другом и с окружающей средой, Д. А. Поспелов [2] выделил следующие основные признаки естественных систем, которые необходимо учитывать при моделировании виртуальных сред.

1. Конечность времени существования любого агента. Дли­тельность жизни агента зависит от различных обстоятельств, в частности от поставленной перед ним задачи, от величины до­ступных ресурсов и т. п.

2. Использование механизма биологического отбора в моде­лях искусственной жизни. Естественный отбор эффективных агентов может осуществляться в адаптивных системах с исполь­зованием различных эволюционных механизмов (обучаемых нейронных сетей, генетических алгоритмов, автоматов с перест­раиваемой структурой и т. д.).

3. Учет уровня организации сообщества агентов. Если модель описывает взаимодействие сложных организмов, имеющих со­циальную организацию, то помимо реактивности, активности и когнитивности (способность к рассуждениям) агенты приобрета­ют еще одно свойство — социальность. В таких моделях возника­ет необходимость учета социального статуса и социальных отно­шений. Распределение труда в обществе служит основой для вы­деления классов агентов, выполняющих специализированные функции, в том числе функции управления искусственной сре­дой. Задача распределения функций приводит к необходимости реализации механизма социального отбора, который принципи­ально отличается от биологического принципа.

Вопросы организации сообщества искусственных организмов по образу и подобию человеческого общества связывают теорию МАС с системным анализом, теорией организаций, теорией ад­министративного управления и т. п. Серьезной и пока не решен­ной проблемой является морально-этическая основа организа­ции мультиагентных систем, связанная с формированием поня­тий об основных ценностях и нормах, принятых в обществе. Ориентация на модели нормативного поведения агентов вызывает дискуссии, так как наряду с нормативным в реальном обществе имеет место и ненормативное поведение [9].

Коллективное поведение агентов в МАС предполагает коопе­рацию агентов при коллективном решении задач. В процессе ра­боты мультиагентной системы агент может обращаться за помо­щью к другим агентам, если не в состоянии решить поставлен­ную перед ним задачу самостоятельно. При этом агенты могут строить планы совместных действий, не только полагаясь на свои, но анализируя планы и намерения других членов коллектива. моделирование коллективного поведения необхо­димо также в случаях, когда агенты для решения своих задач ис­пользуют общий ограниченный ресурс. Каждый агент вынужден учитывать наличие других агентов, а выбор стратегии действий одного агента обычно зависит от поведения остальных.

Проблемы коллективного поведения рассматриваются в тео­рии систем, в теории управления и в теории игр. Основной идеей системного анализа является применение декомпозиции исход­ной задачи на более простые, из решения которых может быть найдено решение задачи в целом. В мультиагентных системах идея декомпозиции воплотилась в принцип распределенного ре­шения подзадач с их координацией для получения стратегии кол­лективного поведения.

В процесс е моделирования коллективной работы агентов воз­никает множество проблем [4]:

· распознавание необходимости кооперации;

· выбор подходящих партнеров;

· возможность учета интересов партнеров;

· организация переговоров о совместных действиях;

· формирование планов совместных действий;

· синхронизация совместных действий;

· декомпозиция задач и разделен'ие обязанностей;

· выявление конфликтующих целей;

· конкуренция за совместные ресурсы;

· формирование правил поведения в коллективе;

· обучение поведению в коллективе и т. д.

Особенностью коллективного поведения агентов является то, что их взаимодействие в процессе решения частных задач (или одной общей) порождает новое качество решения этих задач. При этом в моделях координации поведения агентов использу­ются следующие основные идеи [4].

1. Отказ от поиска наилучшего решения в пользу «хорошего», что приводит к переходу от процедуры строгой оптимизации к поиску приемлемого компромисса, реализующего тот или иной принцип координации.

2. Использование самоорганизации в качестве устойчивого механизма формирования коллективного поведения.

3. Применение рандомизации (случайно-вероятностного способа выбора решений) в механизмах координации для разре­шения конфликтов.

4. Реализация рефлексивного управления [6], сущность кото­рого заключается в том, чтобы заставить субъекта осознанно под­чиняться влиянию извне, т. е. сформировать у него такие жела­ния и намерения (интенции), которые совпадают с требованиями окружения.