Tujuan sistem berbilang ejen (MAS) adalah untuk menyelaraskan proses bebas. Ejen ialah entiti komputer dalam bentuk program atau robot. Ejen boleh dianggap autonomi kerana ia mampu menyesuaikan diri apabila persekitarannya berubah. MAC terdiri daripada satu set proses komputer yang berlaku pada masa yang sama dan wujud pada masa yang sama, berkongsi sumber biasa dan berkomunikasi antara satu sama lain. Masalah utama dalam MAC ialah pemformalkan penyelarasan antara ejen.
Mentakrifkan sistem berbilang ejen
MAC ialah pendekatan yang berpandangan ke hadapan untuk pembangunan perisian untuk aplikasi dalam domain yang kompleks di mana komponen aplikasi yang berinteraksi adalah autonomi dan diedarkan, beroperasi dalam persekitaran yang dinamik dan tidak menentu, mesti mematuhi beberapa peraturan dan undang-undang organisasi serta boleh menyertai dan meninggalkan sistem berbilang ejen semasa masa jalan.
Contoh aplikasi sedemikian ialah sistem yangmengurus dan mengoptimumkan pengeluaran dan pengagihan tenaga elektrik antara pengguna atau sistem yang secara optimum merancang beban dalam sistem pengangkutan. Pembangunan sistem berbilang ejen memerlukan penciptaan ejen, organisasi dan persekitaran yang berasingan.
Bahasa pengaturcaraan menyediakan binaan pengaturcaraan untuk melaksanakan ejen individu dari segi konsep sosial dan kognitif seperti maklumat, matlamat, pilihan, norma, emosi dan peraturan keputusan.
Organisasi berbilang ejen dari segi konsep sosial dan organisasi mempunyai peranan, dikurniakan norma, protokol komunikasi, sumber yang tertakluk kepada pemantauan. Bahasa pengaturcaraan dan rangka kerja yang dibangunkan digunakan untuk mencipta simulasi berasaskan ejen untuk banyak industri pengeluaran berterusan: elektrik, metalurgi, penjagaan kesihatan, Internet, pengangkutan, pengurusan lalu lintas dan permainan yang serius.
MAS berbeza daripada sistem ejen tunggal kerana mereka mempunyai beberapa ejen yang memodelkan matlamat dan tindakan masing-masing. Dalam senario umum, mungkin terdapat interaksi langsung antara ejen. Dari sudut pandangan ejen tunggal, sistem berbilang ejen berbeza paling ketara daripada sistem dengan ejen tunggal kerana dinamik persekitaran boleh ditentukan oleh ejen lain. Selain ketidakpastian yang boleh wujud dalam domain, ejen lain sengaja memberi kesan kepada persekitaran dengan cara yang tidak dapat diramalkan.
Oleh itu, semua MAC boleh dianggap sebagai mempunyai persekitaran dinamik, yang tipikal untuk modensistem pelbagai agen. Mungkin terdapat sebarang bilangan ejen dengan tahap heterogen yang berbeza-beza, dengan atau tanpa kemungkinan komunikasi langsung.
seni bina MAS
Agen mesti dilengkapi dengan model kognitif:
- kepercayaan;
- hasrat;
- niat.
Di satu pihak, dia membaca "Kepercayaan" tentang alam sekitar, yang merupakan hasil pengetahuan dan persepsinya, dan di sisi lain, satu set "Keinginan". Melintasi dua set ini menghasilkan set "Niat" baharu yang kemudiannya diterjemahkan terus ke dalam tindakan.
Agen mesti mempunyai sistem komunikasi. Terdapat beberapa bahasa khusus untuk tujuan ini: Bahasa Pertanyaan dan Manipulasi Bahasa (KQML). Baru-baru ini, piawaian FIPA-ACL, yang dicipta oleh Yayasan FIPA untuk Agen Fizikal Pintar, telah diedarkan. Prinsip terakhir membina sistem berbilang agen ini adalah berdasarkan teori lakuan pertuturan.
Masalah penyesuaian adalah isu perit yang kini menjadi subjek kajian yang banyak. Seseorang boleh memberikan contoh beberapa virus, biologi dan komputer, dapat menyesuaikan diri dengan persekitaran mutan.
Akhir sekali, pelaksanaan MAC yang cekap, walaupun bukan sebahagian daripada seni bina sistem, patut diberi perhatian dalam banyak bahasa pengaturcaraan yang telah dibangunkan untuk kajian kecerdasan buatan. Khususnya, bahasa LISP disebut. Elemen seni bina ini diterapkan pada sistem yang terdiri daripada kognitifejen.
Kategori atau model ejen
Klasifikasi agen adalah berdasarkan dua kriteria: agen kognitif atau reagen yang mempamerkan, di satu pihak, tingkah laku teleonomik atau refleks. Perbezaan yang boleh dibuat antara kognitif dan reaktif pada asasnya merupakan perwakilan dunia yang tersedia untuk ejen. Jika seseorang individu dikurniakan "perwakilan simbolik" dunia yang darinya dia boleh merumuskan penaakulan, maka seseorang itu bercakap tentang agen kognitif, sedangkan jika dia hanya mempunyai "perwakilan sub-simbolik", iaitu terhad kepada persepsinya, seseorang bercakap tentang agen reaktif. Perbezaan kognitif dan reaktif ini sepadan dengan dua sekolah teori sistem berbilang agen.
Yang pertama menyokong pendekatan asas agen "pintar" untuk kerjasama dari sudut sosiologi. Dalam yang kedua, kemungkinan kemunculan tingkah laku "pintar" satu set agen bukan pintar (jenis semut) dikaji. Perbezaan kedua antara tingkah laku tingkah laku dan refleks memisahkan tingkah laku yang disengajakan, mengejar matlamat yang jelas, daripada tingkah laku persepsi. Oleh itu, kecenderungan ejen boleh dinyatakan secara eksplisit dalam ejen atau, sebaliknya, datang dari persekitaran. Jadual mengumpulkan pelbagai jenis ejen:
- Ejen kognitif.
- Ejen reaktif.
- Tingkah laku telenomik.
- Ejen yang disengajakan.
- Ejen terurus.
- Tingkah laku refleks.
- Ejen "modul".
- Ejen tropika.
Ejen kognitif kebanyakannya disengajakan, i.e.mereka mempunyai matlamat tetap yang mereka cuba capai. Walau bagaimanapun, kadangkala ejen yang dipanggil modul digunakan, yang mempunyai idea tentang "alam semesta" mereka tanpa matlamat tertentu. Mereka boleh berkhidmat, sebagai contoh, untuk menjawab soalan daripada ejen lain dalam "alam semesta".
Reagen boleh dibahagikan kepada penggerak dan agen tropika. Ejen naluri akan mempunyai misi tetap dan akan mencetuskan tingkah laku jika ia melihat bahawa persekitaran tidak lagi sesuai dengan tujuan yang ditetapkan. Ejen tropika hanya bertindak balas kepada keadaan tempatan persekitaran, contohnya jika ada cahaya, maka ia berjalan. Sumber motivasi dalam kes dalaman ejen pemacu yang mempunyai "misi" hanya merujuk kepada persekitaran.
Paradigma organisasi
Dengan pembangunan sistem sedemikian, pelbagai paradigma organisasi telah dibangunkan. Struktur sistem berbilang ejen ini menetapkan rangka kerja untuk perhubungan dan interaksi antara ejen.
Hierarki. Dalam model ini, ejen adalah berhierarki mengikut struktur pokok di mana setiap nod adalah ejen dan mempunyai pautan kebenaran pada nod anaknya. Model ini memusnahkan tujuan keseluruhan sistem.
Holarchy menghampiri hierarki. Tiada hubungan kuasa antara ejen dan subkumpulannya.
Pakatan ialah pakatan sementara ejen yang berkumpul dan bekerjasama kerana kepentingan peribadi mereka bertemu. Nilai gabungan mesti lebih besar daripada jumlah nilai individu komponen ejen.
Jemaah adalah seperti gabungan danarahan. Walau bagaimanapun, ia bertujuan untuk kekal dan biasanya mempunyai pelbagai matlamat untuk dicapai. Di samping itu, ejen boleh masuk dan keluar jemaah dan menjadi ahli beberapa pada masa yang sama.
Masyarakat ialah satu set ejen pelbagai yang berinteraksi dan berkomunikasi. Mereka mempunyai matlamat yang berbeza, tidak mempunyai tahap rasional yang sama dan keupayaan yang sama, tetapi mereka semua mematuhi undang-undang biasa (norma).
Ejen persekutuan memberikan sebahagian autonomi mereka kepada perwakilan kumpulan mereka. Ejen kumpulan berinteraksi hanya dengan perwakilan mereka, yang seterusnya berinteraksi dengan perwakilan daripada kumpulan lain.
Ejen jualan menawarkan barangan yang boleh dituntut oleh ejen pembeli. Jenis organisasi ini memungkinkan, sebagai contoh, untuk mensimulasikan pasaran sebenar dan membandingkan strategi perdagangan yang berbeza.
Ejen organisasi matriks adalah berhierarki. Walau bagaimanapun, tidak seperti hierarki yang dibentangkan di atas, di mana ejen hanya berada di bawah beberapa ejen lain, mereka dalam satu organisasi matriks mungkin tertakluk kepada beberapa ejen lain.
Kombinasi - Gabungan organisasi ini menggabungkan banyak gaya di atas. Ini boleh jadi, sebagai contoh, gabungan atau hierarki pasukan.
Kecerdasan Buatan
Matlamat sains kognitif adalah untuk memahami sifat dan cara kerja kecerdasan buatan, yang memproses maklumat dalaman untuk menjadikannya bertujuan. Banyak konsep sesuai dengan penerangan ini: manusia, komputer, robot, sistem deria,senarai itu tidak berkesudahan. Satu jenis sistem yang diminati khusus kepada saintis kognitif ialah ejen diri tiruan yang bertindak berdasarkan maklumat.
Ejen pintar (IA) mampu membuat keputusan berdasarkan pengalamannya dan boleh memilih tindakan dalam situasi yang berbeza. Seperti yang dicadangkan oleh istilah "tiruan", jenis ejen kepentingan autonomi bukanlah sesuatu yang dicipta oleh alam semula jadi. Oleh itu, ejen tiruan ialah segala-galanya yang dicipta oleh manusia, yang mampu bertindak berdasarkan maklumat yang dilihatnya, pengalaman, keputusan dan tindakannya sendiri.
Bidang kecerdasan luar biasa menyediakan kemahiran teknikal untuk menterjemah jenis ejen yang diingini ke dalam bahasa pengaturcaraan, perisian berkaitan dan seni bina yang sesuai (perkakasan dan perisian berkaitan) untuk melaksanakan ejen dalam dunia sebenar atau simulasi.
Persekitaran dunia persepsi
Agen ialah apa sahaja yang mengambil persekitaran melalui penderia dan bertindak ke atasnya melalui efektor, yang kedengarannya cukup mudah. Takrifan ejen ini merangkumi pelbagai jenis mesin, daripada termostat kepada objek yang sebenarnya boleh mempelajari repertoir kecil tingkah laku.
Sensor ialah alat yang digunakan oleh ejen untuk mengumpul maklumat tentang dunia mereka. Papan kekunci dan camcorder boleh berfungsi sebagai penderia jika ia dikaitkan dengan ejen. Pada akhir tindak balas sistem, pelaku adalah alat yang digunakan oleh ejen untuk mempengaruhi persekitaran. Contoh efektor ialahmonitor, pencetak dan lengan robot.
Biasanya persekitaran adalah domain atau dunia ejen. Domain ini, sekurang-kurangnya buat masa ini, harus dihadkan kepada jenis situasi tertentu untuk mengelakkan kemungkinan tanpa had dalam dunia seharian.
Sistem Pengaruh Autonomi
Ejen Autonomi ialah “suatu sistem dalam dan sebahagian daripada persekitaran yang melihat persekitaran itu dan bertindak ke atasnya dari semasa ke semasa untuk menjalankan agendanya sendiri dan untuk mempengaruhi apa yang dialaminya pada masa hadapan . Takrifan oleh Franklin dan Greisser ini mencerminkan semua fungsi asas ejen pintar, kecuali kebolehmasyarakatan mereka. Ini memberikan anggaran yang baik tentang ciri utama pelbagai jenis AI dalam pembangunan.
Ejen sedemikian merasakan persekitaran mereka. Tetapi di sini data deria atau persepsi merangkumi bukan sahaja data tentang objek lain, tetapi juga pengaruh agen itu sendiri terhadap keadaan di persekitaran. Penderia boleh menjadi organik, seperti mata dan telinga serta pemproses sarafnya, atau buatan, seperti pemproses video dan audio yang dibenamkan dalam komputer digital. Persekitaran boleh menjadi kawasan yang sangat terhad, seperti ruang tertutup, atau sangat kompleks, seperti pasaran saham atau koleksi asteroid. Penderia mesti sepadan dengan jenis objek yang berinteraksi dengan ejen.
Jenis interaksi refleks
Agen pemantul mempunyai mekanisme yang lebih kompleks. Daripada dinamik langsungberhubung dengan alam sekitar, dia mencari apa yang mesti dia lakukan dalam senarai peraturan. Agen refleks bertindak balas kepada persepsi yang diberikan dengan tindak balas yang diprogramkan. Walaupun terdapat beribu-ribu kemungkinan respons kepada persepsi yang diberikan, ejen mempunyai senarai terbina dalam peraturan tindakan situasi untuk melaksanakan respons tersebut yang telah dipertimbangkan oleh pengaturcara. Peraturan tindakan situasi pada asasnya adalah imperatif hipotetikal.
Agen refleks sebenarnya tidak begitu cerah. Mereka tidak boleh mengendalikan kebaharuan. Ejen pintar itu mengandungi ciri-ciri sepupunya yang kurang canggih, tetapi tidak terhad. Dia bertindak mengikut agenda. Ia mempunyai satu set matlamat yang diusahakan secara aktif. Ejen berasaskan sasaran mempunyai pemahaman tentang keadaan semasa persekitaran dan cara persekitaran itu biasanya berfungsi. Dia mengejar strategi atau matlamat utama yang tidak dapat dicapai dengan segera. Ini menjadikan ejen aktif, bukan hanya reaktif.
Sasaran utiliti berfungsi
Dalam ejen yang lebih kompleks, langkah pengemasan digunakan untuk pelbagai kemungkinan tindakan yang boleh dilakukan dalam persekitaran. Penjadual kompleks ini ialah ejen berasaskan perkhidmatan. Ejen berasaskan perkhidmatan akan menilai setiap senario untuk melihat sejauh mana ia mencapai kriteria tertentu untuk mendapatkan hasil yang baik. Perkara seperti kemungkinan kejayaan, sumber yang diperlukan untuk melengkapkan senario, kepentingan matlamat untuk dicapai, masa yang diperlukan, semuanya boleh diambil kira dalam pengiraan fungsi utiliti.
SebabMemandangkan pengaturcara lazimnya tidak boleh meramalkan semua negeri di dunia yang akan dihadapi oleh ejen, bilangan peraturan yang perlu ditulis untuk ejen refleks adalah astronomi walaupun dalam bidang yang sangat mudah seperti menjadualkan mesyuarat atau mengatur laluan pengangkutan dan bekalan.
Gelung kawalan asas
Memandangkan takrifan ejen pintar, pertimbangkan gelung kawalan asas yang ditulis oleh ahli teori ejen Michael Vuladrich pada tahun 2000:
- jaga keamanan;
- kemas kini model dunia dalaman;
- capai niat yang disengajakan;
- gunakan cara/tamat untuk mendapatkan pelan tindakan untuk niat;
- laksanakan rancangan;
- tamatkan proses.
Corak ini memerlukan sedikit tafsiran. Ejen memerhati dunia - ini bermakna dia, menggunakan sensornya, mengumpul persepsi. Penderia mungkin papan kekunci yang dipasang pada komputer digital atau pemproses visual yang dipasang pada robot. Ia boleh menjadi apa sahaja yang membolehkan ejen mengumpulkan perwakilan dunia. Mengemas kini model dalaman bermakna ejen menambah persepsi baharu pada urutan persepsinya dan maklumat terprogram tentang dunia.
Platform Pembangunan Berbilang Ejen
AnyLogic ialah perisian simulasi CORMAS berbilang ejen dan berbilang komponen sumber terbuka berdasarkan bahasa pengaturcaraan berorientasikan objek SmallTalk.
DoMIS ialah alat reka bentuk sistem berbilang ejen yang memfokuskan pada "kawalan operasi sistem kompleks" dan berdasarkan kaedah reka bentuk B-ADSC.
JACK ialah bahasa pengaturcaraan dan persekitaran pembangunan untuk ejen kognitif yang dibangunkan oleh Perisian Berorientasikan Agen sebagai lanjutan berorientasikan ejen bahasa Java.
GAMA ialah platform pemodelan sumber terbuka (LGPL) yang menawarkan persekitaran pemodelan berasaskan ejen secara eksplisit menggunakan data GIS untuk menerangkan ejen dan persekitaran mereka.
JADE (Java Agent DEVELOPMENT) ialah rangka kerja pembangunan berbilang ejen sumber terbuka berdasarkan bahasa Java.
Tujuh model standard
Dalam proses evolusi penyelidikan, terdapat lebih banyak input tentang cara mencipta sistem yang boleh dipercayai dan mewakili tahap kualiti yang lebih tinggi. Trend untuk diteruskan adalah untuk melengkapkan atau mengembangkan kaedah sedia ada yang telah berjaya menyatukan pembuatan keputusan dalam pembangunan.
Standard metodologi membolehkan, dengan cara yang mudah difahami dan mudah, untuk mencipta MAC, bukan sahaja menggunakan bahasa semula jadi, tetapi juga menggunakan templat penerangan yang membantu dalam spesifikasi sistem.
Standard metodologi menawarkan tujuh model masalah atau penyelesaiannya untuk membina MAC:
- Model senario yang menggambarkan syarikat atau organisasi.
- Model matlamat dan objektif mentakrifkan dan menerangkan struktur organik.
- Model ejen mentakrifkan manusia dan sistem autonomi.
- Teladan mengaitkan matlamat dan objektif dengan ejen tertentu.
- Model organisasi menerangkan persekitaran yang dikaitkan dengan agen individu.
- Model interaksi menerangkan perhubungan, menekankan penyelarasan ejen mereka.
- Model reka bentuk mentakrifkan ejen dan seni bina rangkaian.
Contoh interaksi antara ejen
MAS digunakan untuk mensimulasikan interaksi antara ejen autonomi. Penggunaan sistem multi-agen, sebagai contoh, dalam sosiologi memungkinkan untuk membuat parameter pelbagai agen yang membentuk komuniti. Dengan menambah kekangan, anda boleh cuba memahami komponen yang paling berkesan untuk mencapai hasil yang diharapkan. Mereka harus bereksperimen dengan senario yang tidak boleh dicapai oleh orang sebenar, sama ada atas sebab teknikal atau etika.
IA yang diedarkan dicipta untuk menyelesaikan kerumitan program risikan bukan semula jadi monolitik yang besar - pelaksanaan, pengedaran dan kawalan berpusat. Untuk menyelesaikan masalah yang kompleks, kadangkala lebih mudah untuk mencipta program (ejen) yang agak kecil dengan kerjasama daripada satu program monolitik yang besar. Autonomi membolehkan sistem menyesuaikan diri secara dinamik kepada perubahan yang tidak dijangka dalam persekitaran.
Contoh sistem berbilang ejen dalam industri permainan adalah banyak dan pelbagai. Ia digunakan dalam permainan video dan filem, termasuk perisian MASSIVE, contohnya untuk mensimulasikan pergerakan orang ramai dalam trilogi Lord of the Rings. Mereka mungkin jugadigunakan oleh syarikat, contohnya, untuk menjejaki gelagat pelanggan yang menyemak imbas tapak web.
MAS juga digunakan dalam dunia kewangan. Sebagai contoh, platform MetaTrader 4 membenarkan penggunaan ejen pakar dalam perdagangan automatik yang mengikut kadar Forex
Faedah menggunakan sistem
Dalam penyelidikan IA, teknologi sistem berasaskan ejen telah diterima pakai sebagai paradigma baharu untuk mengkonseptualisasikan, mereka bentuk dan melaksanakan sistem perisian. Faedah pendekatan multi-MAS:
- Berkongsi sumber dan keupayaan pengkomputeran merentas rangkaian ejen yang saling berkaitan.
- Membenarkan kesalinghubungan dan kebolehoperasian berbilang sistem warisan sedia ada.
- Merangkumi pelbagai bidang termasuk penyelenggaraan pesawat, e-dompet buku, pembersihan lombong tentera, komunikasi dan komunikasi tanpa wayar, perancangan logistik ketenteraan, sistem pengurusan rantaian bekalan, perancangan misi kerjasama, pengurusan portfolio kewangan.
Dalam penyelidikan, teknologi IA untuk sistem berasaskan ejen telah diterima pakai sebagai paradigma baharu untuk mengkonseptualisasikan, mereka bentuk, melaksanakan dan pembelajaran pelbagai ejen sistem perisian.
Oleh itu, MAC ialah rangkaian ejen perisian berganding longgar yang berinteraksi untuk menyelesaikan masalah di luar kemampuan individu atau pengetahuan setiap pembuat masalah.
