分布式人工智能41

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,#,分布式人工智能与Agent,分布式,人,人工智,能,能DAI,传统AI理论,与,与方法,在,在很大,程,程度上,只,只适用,于,于串行,处,处理结,构,构，但,大,大型智,能,能问题,都,都存在,着,着潜在,的,的并行,性,性、分,布,布性和,开,开放性,特,特点，,而,而并行,计,计算技,术,术和计,算,算机网,络,络的发,展,展为利,用,用这些,特,特性以,提,提高问,题,题求解,效,效率和,质,质量提,供,供了实,现,现基础,。,。在这,种,种情况,下,下，DAI的,研,研究逐,渐,渐引起,了,了人们,的,的注意,。,。,分布式,人,人工智,能,能DAI,DAI,一,一词来,源,源于1980,年,年在MIT召,开,开的第,一,一届DAI国,际,际会议,“,“The Workshop on Distributed ArtificialIntelligence”，,为,为DAI的发,展,展和推,广,广起到,很,很大推,动,动作用,。,。,Avouris N,.,.M个,体,体的自,治,治性和,粒,粒度角,度,度将DAI的,研,研究分,为,为三个,分,分支：,分,分布式,问,问题求,解,解(DPS,DistributedProblemSolving)、,多,多Agent,系,系统(MAS,Multi-Agent System),和,和并行,人,人工智,能,能(PAI,ParallelArtificialIntelligence,),),分布式,人,人工智,能,能DAI,DPS,的,的研究,目,目标是,创,创建大,粒,粒度协,作,作群体,，,，待求,解,解的问,题,题被分,解,解为多,个,个子问,题,题，并,分,分配给DPS,系,系统中,的,的个体,，,，各个,体,体进行,各,各自的,部,部分求,解,解，所,得,得到的,部,部分解,按,按照一,定,定的方,法,法综合,起,起来得,到,到整体,解,解。在,求,求解过,程,程中可,能,能进行,协,协作，,但,但这种,协,协作是,可,可预知,的,的，并,被,被事先,安,安排在,问,问题的,求,求解过,程,程的描,述,述中，,个,个体间,的,的协作,是,是命令,/,/服从,式,式的，,不,不需进,行,行协商,DPS,系,系统的,特,特点是,：,：环境,条,条件已,知,知，设,计,计按自,顶,顶向下,的,的方向,展,展开，,算,算法专,用,用,分布式,人,人工智,能,能DAI,PAI,主,主要研,究,究AI,的,的并行,计,计算体,系,系结构,，,，系统,通,通常由,多,多个紧,密,密耦合,的,的问题,求,求解器,组,组成，,每,每个求,解,解器是,一,一个细,粒,粒度的,知,知识体,，,，PAI研究,的,的观点,与,与方法,结,结合了,符,符号主,义,义和联,结,结主义,，,，神经,元,元计算,机,机也属,于,于此研,究,究范畴,传统的DAI,主,主要包,括,括多专,家,家系统,、,、分布,式,式专家,系,系统、,群,群体决,策,策支持,系,系统等,新的分,布,布式人,工,工智能,理,理念MAS,MAS,系,系统中,各,各个Agent是自,主,主的，,生,生命周,期,期不全,为,为其他Agent所,知,知，可,以,以有共,同,同的目,标,标，也,可,可以有,各,各自不,同,同的目,标,标，Agent间即,可,可能协,作,作，也,可,可能对,抗,抗，协,作,作形式,多,多种多,样,样（如,命,命令/,服,服从式,、,、投票,式,式、磋,商,商式等,）,），MAS系,统,统需要,协,协调这,些,些自治,的,的Agent,的,的行为,。,。而由,于,于各Agent空间,上,上的分,布,布性、,时,时间上,的,的并行,性,性和逻,辑,辑上的,依,依赖性,使,使得MAS系,统,统的问,题,题求解,过,过程更,为,为复杂,。,。DAI的三,个,个分支,并,并没有,严,严格的,定,定义和,区,区别，,互,互有交,叉,叉,什么是Agent,1980年代,末,末开始,，,，Agent,的,的研究,从,从DAI领域,拓,拓展开,来,来，并,与,与经济,学,学、社,会,会学等,其,其他领,域,域相互,借,借鉴与,融,融合，,在,在许多,最,最初不,属,属于DAI的,应,应用领,域,域得到,更,更为广,泛,泛的应,用,用，面,向,向Agent,的,的思想,技,技术作,为,为开发,设,设计软,件,件系统,的,的新方,法,法也日,益,益引起,学,学术界,和,和企业,界,界的广,泛,泛关注,什么是Agent,在应用Agent技,术,术的系,统,统中，Agent的,含,含义和,表,表现各,不,不相同,，,，给Agent下一,个,个无争,议,议的定,义,义是很,困,困难的,，,，Hewitt甚至,认,认为定,义,义什么,是,是Agent,和,和定义,什,什么是,智,智能一,样,样困难,Agent定,义,义可分,为,为强定,义,义和弱,定,定义，,弱,弱定义,强,强调Agent的自,治,治性、,社,社会性,、,、感知,环,环境并,作,作出反,应,应，强,定,定义在,此,此基础,上,上增加,了,了心智,状,状态等,高,高层次,的,的属性,Agent的,分,分类,普遍的,看,看法是Agent可,分,分为思,考,考型Agent、反,应,应型Agent和混,合,合型Agent,思考型Agent(deliberativeAgent,),)是一,种,种知识,系,系统，,用,用符号AI的,方,方法来,实,实现Agent的表,示,示和推,理,理。将Agent看,作,作一种,作,作为人,类,类个体,或,或社会,行,行为的,智,智能代,理,理的意,识,识系统,，,，引入,意,意识态,度,度(intentional instance)，,如,如信念,、,、愿望,、,、意图,、,、目标,、,、承诺,、,、责任,等,等，以,表,表现出,被,被代理,者,者的意,识,识态度,代表性,的,的工作,是,是Rao和Georgeff对BDI模,型,型的研,究,究，他,们,们采用,三,三个模,态,态算子,刻,刻划信,念,念(Belief),、,、愿望,(,(Desire)和,意,意图(Intention,),)，提,出,出了描,述,述Agent,意,意识态,度,度的BDI逻,辑,辑,这些研,究,究的目,的,的是实,现,现Agent,的,的理性,平,平衡，,以,以保证Agent正,确,确的执,行,行赋予,其,其的职,责,责,Agent的,分,分类,从形式,逻,逻辑的,角,角度对Agent理,性,性的研,究,究仍缺,乏,乏实用,性,性，而,且,且不能,保,保证Agent做出,最,最优决,策,策,另一种,研,研究Agent理性,行,行为的,方,方法是,基,基于对,策,策论和,决,决策理,论,论的方,法,法，其,信,信念模,型,型是将Agent每,个,个行为,的,的可能,后,后果（,到,到达何,种,种状态,）,）赋予,概,概率，,愿,愿望模,型,型用实,数,数表示,那,那些可,能,能状态,的,的效用,，,，Agent,的,的合理,行,行动就,是,是期望,效,效用最,优,优化的,行,行动，,可,可以根,据,据信念,和,和愿望,得,得到，,这,这就是,效,效用理,性,性,这种方,法,法的实,用,用性较,强,强，但,忽,忽视了,推,推理环,节,节，需,要,要与形,式,式逻辑,方,方法进,行,行融合,Agent的,分,分类,思考型Agent的,设,设计与,建,建造上,的,的复杂,性,性以及,在,在理论,上,上还存,在,在许多,问,问题，,使,使其缺,乏,乏实用,性,性，于,是,是有研,究,究者提,出,出了反,应,应型Agent(reactive Agent),反应型Agent的,思,思想基,础,础行为,主,主义心,理,理学，,认,认为Agent不需,要,要知识,，,，只需,感,感知环,境,境的变,化,化并作,出,出相应,的,的反应,动,动作。,反,反应型Agent虽,然,然对外,环,环境的,变,变化有,很,很高的,响,响应速,度,度，但,智,智能程,度,度低，,缺,缺乏灵,活,活性。,Agent的,分,分类,混合型Agent(hybridAgent,),)的结,构,构可分,为,为两层,，,，底层,是,是反应,层,层，不,采,采用符,号,号表示,和,和推理,，,，可快,速,速响应,并,并处理,外,外部环,境,境的突,发,发性变,化,化，通,常,常具有,较,较高的,优,优先级,；,；高层,采,采用传,统,统的AI方法,进,进行规,划,划、推,理,理和决,策,策。混,合,合型Agent综合,了,了前两,者,者的优,点,点，既,有,有高响,应,应速度,，,，又有,较,较高的,智,智能和,灵,灵活性,，,，是当,前,前研究,的,的主流,多Agent,系,系统MAS,导致MAS研,究,究兴起,的,的最直,接,接原因,是,是MAS的合,作,作问题,求,求解能,力,力大于,单,单个Agent，其,它,它原因,包,包括：,求,求解具,有,有分布,性,性的问,题,题、提,高,高系统,的,的效率,和,和鲁棒,性,性、与,已,已有软,件,件系统,的,的互操,作,作等。,近,近年来Internet的,飞,飞速发,展,展为MAS提,供,供了广,阔,阔的应,用,用前景,，,，对MAS研,究,究起到,了,了巨大,的,的推动,作,作用，,出,出现了,基,基于MAS的,移,移动Agent、电,子,子商务,、,、网格,计,计算等,研,研究方,向,向,MAS,的,的特点,及,及研究,内,内容,MAS,具,具有如,下,下特点,：,：成员Agent所,拥,拥有的,信,信息和,问,问题求,解,解能力,是,是不完,全,全的，,因,因而其,观,观点是,有,有局限,性,性的；,不,不存在,全,全局控,制,制；数,据,据是分,散,散或分,布,布的；,计,计算是,异,异步、,并,并发或,并,并行的,。,。此外,，,，在应,用,用系统,中,中，Agent可能,具,具有不,同,同的角,色,色和目,的,的，Agent之间,的,的关系,也,也因此,不,不同，,可,可能是,合,合作的,，,，也可,能,能是竞,争,争甚至,对,对抗的,，,，可以,是,是从属,关,关系，,也,也可能,是,是平行,关,关系,MAS,的,的研究,内,内容主,要,要包括,：,：.组,织,织的形,成,成；协,商,商与协,调,调机制,；,；合作,机,机制与,任,任务分,配,配；个,性,性、社,会,会性和,规,规范,Agent组,织,织的形,成,成,Agent组,织,织的形,成,成主要,研,研究组,织,织结构,设,设计、,组,组织结,构,构到Agent组织,的,的映射,和,和Agent,组,组织的,演,演化,具体方,法,法目前,主,主要有,联,联盟形,成,成方法,、,、交互,形,形成方,法,法和面,向,向结构,的,的方法,。,。,联盟形,成,成方法,代表性,研,研究是Sheory,等,等以对,策,策论中,多,多人合,作,作博弈,为,为基础,，,，提出,的,的联盟,形,形成方,法,法，从,一,一群无,联,联系的Agent中,构,构造出,有,有联系,的,的Agent,联,联盟,其过程,包,包括：,（1）,联,联盟结,构,构的形,成,成,（2）,联,联盟值,求,求解,（3）,联,联盟值,在,在成员,中,中的分,配,配,上述三,个,个步骤,反,反复迭,代,代，直,至,至得到,稳,稳定解,交互形,成,成方法,交互方,法,法是指,在,在Agent,不,不明确,组,组织结,构,构的前,提,提下，,通,通过交,互,互形成,组,组织的,方,方法，,主,主要有,：,：,基于协,商,商的合,同,同网协,议,议,基于依,赖,赖关系,的,的社会,推,推理，,即,即Agent,找,找出与,其,其目标,有,有依赖,关,关系的,其,其他Agent，通,过,过协商,与,与其形,成,成合作,组,组织