Мультиагентные системы

Поскольку общепринятого определения интеллектуального агента (ИА) до настоящего времени не выработано, то следует говорить о классе агентных объектов (сущностей), включающем множество видов. ИА – это программный или аппаратный объект (сущность), автономно функционирующий для достижения целей, поставленных перед ним владельцем или пользователем, обладающий определенными интеллектуальными способностями (рис. З.1).

Рис. З.1. Классификация сред

Для замкнутых сред может быть построено конечное исчерпывающее описание, и функционирующие в таких средах агенты могут обладать полным знанием о среде и ее свойствах или получить эту информацию в процессе своего взаимодействия со средой. Трансформируемые среды могут изменять свои характеристики и реакции на действия агентов в зависимости от тех действий, которые агенты совершают в среде. Вид математического аппарата, позволяющего описать поведение агента в соответствующей среде, и является мерой его интеллектуальной сложности (или разумности).

Две базовые характеристики – автономность и целенаправленность – позволяют отличать ИА от других программных и аппаратных объектов (модулей, подпрограмм, процедур и т. п.). Наличие целесообразности поведения требует, чтобы ИА обладал свойством реактивности. Такой уровень интеллекта соответствует рефлекторному поведению животного. Если же ИА обладает знаниями о среде, собственных целях и способах их достижения, то такой агент может быть назван разумным (когнитивным). Таким образом, может быть проведена граница между интеллектуальными и неинтеллектуальными агентами.

К настоящему времени сформировался довольно большой список свойств, которыми должны обладать ИА:

§ автономность – способность к самостоятельному формированию целей и функционированию с самоконтролем своих действий и внутреннего состояния;

§ общественное поведение – способность согласовать свое поведение с поведением других агентов в условиях определенной среды и правил поведения путем обмена сообщениями на языке коммуникации;

§ реактивность – способность адаптированно воспринимать состояние внешней среды (среды функционирования и множества других агентов) и своевременно реагировать на происходящие изменения;

§ активность – способность проявлять инициативу, самостоятельно генерировать цели и действовать рационально для их достижения, а не только пассивно реагировать на внешние события;

§ базовые знания – постоянная часть знаний агента о себе, о среде, а также постоянные знания о других агентах, которые не изменяются в рамках жизненного цикла агента;

§ убеждения – переменная часть знаний агента о среде и других агентах, которая может изменяться во времени, но агент может об этом не знать и продолжать использовать их;

§ желания – состояния и/или ситуации, достижение которых является желательным и важным для агента, однако которые могут быть противоречивыми и не все будут достигнуты;

§ цели – совокупность состояний, на достижение которых направлено текущее поведение агента;

§ намерения – это то, что агент обязан сделать в силу своих обязательств по отношению к другим агентам, или то, что вытекает из его желаний (т.е. непротиворечивое подмножество желаний, выбранное по тем или иным причинам и совместимое с принятыми на себя обязательствами);

§ обязательства – задачи, которые берет на себя агент по просьбе и/или поручению других агентов.

К этому набору свойств могут добавляться следующие:

Ø благожелательность – готовность агентов помогать друг другу и решать именно те задачи, которые им поручат владелец или пользователь;

Ø правдивость – свойство агента не оперировать заведомо ложной информацией;

Ø рациональность – способность агента действовать так, чтобы достигать своих целей, а не избегать их достижения, по крайней мере, в рамках своих знаний и убеждений.

Введенные таким образом необходимые свойства интеллектуальных агентов требуют некоторого обсуждения, так как на искусственный технический объект переносятся социальные свойства, обычно присущие поведению человека.

Общественное поведение агентов может принимать разные формы, которые могут быть классифицированы по уровням взаимодействия:

Уровень 0 – связность, устанавливаемая извне владельцем или пользователем и не воспринимаемая самими агентами;

Уровень 1 – координация. Агенты способны создать ситуацию, позволяющую другим агентам оказаться в нужном месте в нужное время, чтобы в результате их деятельность осуществлялась эффективным образом.

Уровень 2 – кооперация. Агенты допускают, чтобы их поведение частично определялось поведением других агентов, когда они совместно пытаются достичь некоторой общей цели. Такой процесс для своей реализации должен осознаваться всеми участвующими в нем агентами.

Уровень 3 – сотрудничество. Предполагается реальная совместная работа агентов, в процессе выполнения которой может выиграть каждый.

Уровень 4 – образование союза. Предусматривается продолжительная во времени совместная деятельность, в ходе которой агенты создают и поддерживают условия существования союза.

Базовые знания являются необходимым традиционным компонентом для всех интеллектуальных систем, убеждения же должны быть определенным образом интерпретированы в структуре МАС.

Интеллектуальная система (агент) может воспринимать как истинные правила формирования выводов, базовые шкалы и веса критериев, функции или отношения предпочтения и т.д.

Убеждения можно разделить на три класса.

1. Внутренние убеждения агента. Это алгоритмы, сценарии, оценки, заложенные в него при разработке или внесенные в процессе эксплуатации владельцем или пользователем.

2. Индуктивные убеждения, возникающие в результате анализа состояний среды, формируемые продукционными правилами.

3. Коммуникативные убеждения, возникающие в результате связи с другими агентами, формируемые продукционными правилами.

Приписывание ИА желаний и намерений, по мнению авторов, не является бесспорным, так как в реальных технических системах они могут вступить в противоречие с целями и обязательствами, предусмотренными для них человеком-разработчиком, и привести к потере управляемости и непредсказуемому поведению систем.

В последние годы термин МАС применяют к широкому спектру программных систем, состоящих из различных автономных и полуавтономных компонентов. МАС должны обладать 4 важнейшими свойствами: ситуативности, автономности, гибкости и социальности.

Ситуативность ИА понимается как способность воспринимать окружающую его среду (окружение) и действовать в этой среде, при возможности изменяя ее в своих целях.

Автономность ИА означает его способность взаимодействовать со средой без прямого участия других агентов, для чего он должен уметь контролировать свое внутреннее состояние и выполняемые действия.

Гибкий агент должен демонстрировать качества отзывчивости или предусмотрительности (в зависимости от ситуации). Отзывчивый агент получает стимулы от своего окружения и вовремя отвечает на них соответствующим образом. Предусмотрительный агент не просто реагирует на ситуацию в окружающей среде, но и адаптируется, целенаправленно действует и выбирает альтернативы в различных ситуациях.

Агент обладает свойством социальности, если он может соответствующим образом взаимодействовать с другими программными или человеческими агентами. ИА являются лишь составляющими сложного процесса решения проблем в соответствующей среде. Поведение социального агента и его взаимодействие с другими агентами и средой.