Ko'p agentli tizimlarning (MAS) maqsadi mustaqil jarayonlarni muvofiqlashtirishdir. Agent - bu dastur yoki robot ko'rinishidagi kompyuter ob'ekti. Agentni avtonom deb hisoblash mumkin, chunki u atrof-muhit o'zgarganda moslasha oladi. MAC bir vaqtning o'zida sodir bo'ladigan va bir vaqtning o'zida mavjud bo'lgan, umumiy resurslarni baham ko'radigan va bir-biri bilan aloqa qiladigan kompyuter jarayonlari to'plamidan iborat. MACdagi asosiy muammo agentlar o'rtasidagi muvofiqlashtirishni rasmiylashtirishdir.
Koʻp agentli tizimlarni aniqlash
MAC – oʻzaro taʼsir qiluvchi ilova komponentlari avtonom va taqsimlangan, dinamik va noaniq muhitlarda ishlaydigan, ayrim tashkiliy qoidalar va qonunlarga mos kelishi, qoʻshilishi va chiqishi mumkin boʻlgan murakkab domenlardagi ilovalar uchun dasturiy taʼminotni ishlab chiqishda istiqbolli yondashuv. ish vaqti davomida ko'p agentli tizim.
Bunday ilovalarga misol qilib shunday tizimlarni keltirish mumkiniste'molchilar yoki transport tizimlarida yuklarni optimal rejalashtiruvchi tizimlar o'rtasida elektr energiyasini ishlab chiqarish va taqsimlashni boshqarish va optimallashtirish. Ko'p agentli tizimlarning rivojlanishi alohida agentlar, tashkilotlar va muhitlarni yaratishni talab qiladi.
Dasturlash tillari axborot, maqsadlar, variantlar, me'yorlar, hissiyotlar va qaror qabul qilish qoidalari kabi ijtimoiy va kognitiv tushunchalar nuqtai nazaridan individual agentlarni amalga oshirish uchun dasturlash konstruksiyalarini taqdim etadi.
Ko'p agentli tashkilotlar ijtimoiy va tashkiliy tushunchalar nuqtai nazaridan normalar, aloqa protokollari, monitoring qilinadigan resurslar bilan ta'minlangan rollarga ega. Ishlab chiqilgan dasturlash tillari va ramkalari uzluksiz ishlab chiqarishning ko'plab tarmoqlari uchun agentga asoslangan simulyatsiyalarni yaratish uchun ishlatiladi: elektr energiyasi, metallurgiya, sog'liqni saqlash, internet, transport, trafikni boshqarish va jiddiy o'yinlar.
MAS yagona agentli tizimlardan farqi shundaki, ular bir-birining maqsad va harakatlarini modellashtiruvchi bir nechta agentlarga ega. Umumiy stsenariyda agentlar o'rtasida bevosita o'zaro ta'sir bo'lishi mumkin. Yagona agent nuqtai nazaridan ko'p agentli tizimlar bitta agentli tizimlardan sezilarli darajada farq qiladi, chunki atrof-muhit dinamikasi boshqa agentlar tomonidan aniqlanishi mumkin. Domenga xos bo'lishi mumkin bo'lgan noaniqlikdan tashqari, boshqa agentlar ataylab atrof-muhitga oldindan aytib bo'lmaydigan yo'llar bilan ta'sir qiladi.
Shunday qilib, barcha MAC-larni dinamik muhitga ega deb hisoblash mumkin, bu zamonaviylar uchun odatiy holdir.ko'p agentli tizimlar. Toʻgʻridan-toʻgʻri aloqa qilish imkoniyati boʻlgan yoki boʻlmasdan, turli darajadagi heterojenlikka ega boʻlgan istalgan miqdordagi agentlar boʻlishi mumkin.
MAS arxitekturasi
Agentlar kognitiv model bilan jihozlangan boʻlishi kerak:
- e'tiqodlar;
- istaklar;
- niyatlar.
Bir tomondan o’zining bilim va idroklari natijasi bo’lgan atrof-muhit haqidagi “E’tiqodlar”ni o’qiydi, ikkinchi tomondan esa “Orzular” to’plamini o’qiydi. Bu ikki toʻplamni kesib oʻtish natijasida yangi “Niyatlar” toʻplami paydo boʻladi, ular toʻgʻridan-toʻgʻri harakatlarga aylanadi.
Agentlar aloqa tizimiga ega boʻlishi kerak. Buning uchun bir nechta maxsus tillar mavjud: Language Query va Manipulation Language (KQML). Yaqinda FIPA Intellektual jismoniy agentlar jamg'armasi tomonidan yaratilgan FIPA-ACL standarti tarqaldi. Ko'p agentli tizimlarni qurishning ushbu oxirgi tamoyili nutq aktlari nazariyasiga asoslanadi.
Moslashuv muammosi hozirda juda koʻp tadqiqot mavzusi boʻlgan murakkab masala. Mutant muhitga moslasha oladigan biologik va kompyuter viruslariga misol keltirish mumkin.
Nihoyat, MAC-ning samarali amalga oshirilishi, garchi tizim arxitekturasining bir qismi bo'lmasa ham, sun'iy intellektni o'rganish uchun ishlab chiqilgan ko'plab dasturlash tillarida e'tiborga loyiqdir. Xususan, LISP tili tilga olinadi. Ushbu me'moriy elementlar kognitivdan tashkil topgan tizimga qo'llaniladiagentlar.
Agentlarning toifalari yoki modellari
Agentlarning tasnifi ikkita mezonga asoslanadi: kognitiv agentlar yoki bir tomondan teleonomik xatti-harakat yoki refleksni ko'rsatadigan reagentlar. Kognitiv va reaktiv o'rtasidagi farq, aslida, agent uchun mavjud bo'lgan dunyoning ifodasidir. Agar shaxsga dunyoning "ramziy tasviri" berilgan bo'lsa, u fikrlashni shakllantirishi mumkin bo'lsa, u holda kognitiv agent haqida gapiriladi, agar u faqat "subsimbolik tasvirga" ega bo'lsa, ya'ni uning idrok etishi bilan chegaralanadi. biri reaktiv agent haqida gapiradi. Ushbu kognitiv va reaktiv farq ko'p agentli tizimlarning ikkita nazariy maktabiga mos keladi.
Birinchisi sotsiologik nuqtai nazardan hamkorlik uchun "aqlli" agentlarning fundamental yondashuvini qo'llab-quvvatlaydi. Ikkinchisida, aqlli bo'lmagan agentlar to'plamining (chumoli tipi) "aqlli" xatti-harakatlarining paydo bo'lish ehtimoli o'rganiladi. Xulq-atvor va refleks o'rtasidagi ikkinchi farq qasddan qilingan xatti-harakatni, aniq maqsadlarga intilishni pertseptiv xatti-harakatlardan ajratib turadi. Shunday qilib, agentlarning tendentsiyalari agentlarda aniq ifodalanishi yoki aksincha, atrof-muhitdan kelib chiqishi mumkin. Har xil turdagi agentlarni guruhlash jadvali:
- Kognitiv agentlar.
- Reaktiv moddalar.
- Telenom xatti-harakatlari.
- Qasddan agentlar.
- Boshqariladigan agentlar.
- Refleks harakati.
- Agentlar "modullari".
- Tropik agentlar.
Kognitiv vositalar asosan qasddan, ya'ni.ular erishmoqchi bo'lgan aniq maqsadlarga ega. Biroq, ba'zida o'zlarining "koinotlari" haqida aniq maqsadlarsiz tasavvurga ega bo'lgan modullar deb ataladigan agentlar qo'llaniladi. Ular, masalan, “koinot”dagi boshqa agentlarning savollariga javob berish uchun xizmat qilishi mumkin.
Reagentlarni aktuatorlar va tropik agentlarga bo'lish mumkin. Instinktiv agent qat'iy vazifaga ega bo'ladi va agar u atrof-muhit endi belgilangan maqsadga mos kelmasligini ko'rsa, xatti-harakatni boshlaydi. Tropik agent faqat atrof-muhitning mahalliy holatiga ta'sir qiladi, masalan, yorug'lik bo'lsa, u ishlaydi. "Missiya"ga ega bo'lgan haydovchi agentlarning ichki holatida motivatsiya manbai faqat atrof-muhitga tegishli.
Tashkiliy paradigmalar
Bunday tizimlarning rivojlanishi bilan turli tashkiliy paradigmalar ishlab chiqildi. Koʻp agentli tizimlarning ushbu tuzilmalari agentlar oʻrtasidagi munosabatlar va oʻzaro taʼsirlar uchun asos yaratadi.
Ierarxiyalar. Ushbu modelda agentlar daraxt tuzilishiga ko'ra ierarxik bo'lib, unda har bir tugun agent bo'lib, uning tugunlarida ruxsatnoma havolasiga ega. Bu model tizimning umumiy maqsadini buzadi.
Holarxiya ierarxiyaga yaqinlashmoqda. Agent va uning kichik guruhi oʻrtasida vakolatli munosabatlar mavjud emas.
Koalitsiya - bu agentlarning vaqtinchalik ittifoqi boʻlib, ularning shaxsiy manfaatlari mos kelishi sababli bir joyga toʻplanib, hamkorlik qiladi. Koalitsiya qiymati agent komponentlarining individual qiymatlari yig'indisidan kattaroq bo'lishi kerak.
Jamoatlar koalitsiyaga juda o'xshaydibuyruqlar. Biroq, ular doimiy bo'lishi kerak va odatda erishish uchun bir nechta maqsadlarga ega. Bundan tashqari, agentlar bir vaqtning oʻzida bir nechta jamoatlarga tegishli boʻlishi va kirishi mumkin.
Jamiyat - bu oʻzaro taʼsir qiluvchi va muloqot qiladigan turli agentlar toʻplami. Ularning maqsadlari turlicha, bir xil mantiqiylik darajasi va bir xil imkoniyatlarga ega emas, lekin barchasi umumiy qonunlarga (normalarga) bo‘ysunadi.
Federatsiya agentlari oʻz guruhlari delegatiga oʻz avtonomiyalarining bir qismini beradi. Guruh agentlari faqat oʻz delegatlari bilan, ular oʻz navbatida boshqa guruhlardagi delegatlar bilan muloqot qiladi.
Savdo agentlari xaridor agentlari daʼvo qilishi mumkin boʻlgan narsalarni taklif qiladi. Ushbu turdagi tashkilot, masalan, real bozorlarni simulyatsiya qilish va turli savdo strategiyalarini solishtirish imkonini beradi.
Matrix tashkilot agentlari ierarxikdir. Biroq, yuqorida keltirilgan ierarxiyadan farqli o'laroq, agent faqat bir nechta boshqa agentlarga bo'ysunadi, bitta matritsa tashkilotidagilar bir nechta boshqa agentlarga bo'ysunishi mumkin.
Kombinatsiyalar - Bu birlashtirilgan tashkilot yuqoridagi koʻplab uslublarni birlashtiradi. Bu, masalan, koalitsiya yoki jamoalar ierarxiyasi bo'lishi mumkin.
Sun'iy intellekt
Kognitiv fanning maqsadi sun'iy intellektning tabiati va ishlashini tushunishdir, ya'ni ichki ma'lumotlarni uni maqsadga muvofiq qilish uchun qayta ishlaydi. Ko'pgina tushunchalar bu tavsifga mos keladi: odamlar, kompyuterlar, robotlar, sensorli tizimlar,ro'yxat cheksizdir. Kognitiv olimlar uchun alohida qiziqish uyg'otadigan tizim turlaridan biri bu axborotga ta'sir qiluvchi sun'iy o'z-o'zini agentdir.
Aqlli agent (IA) o'z tajribasiga asoslanib qaror qabul qila oladi va turli vaziyatlarda harakatlarni tanlashi mumkin. "Sun'iy" atamasi taklif qilganidek, qiziqishning avtonom agentlari tabiat tomonidan yaratilgan narsa emas. Shunday qilib, sun'iy agent - bu odamlar tomonidan yaratilgan, o'zi qabul qilgan ma'lumotlar, o'z tajribasi, qarorlari va harakatlari asosida harakat qila oladigan barcha narsa.
Tabiiydan tashqari intellekt sohasi agentni real yoki simulyatsiya qilingan dunyoda amalga oshirish uchun kerakli turdagi agentlarni dasturlash tiliga, tegishli dasturiy ta'minotga va tegishli arxitekturaga (apparat va tegishli dasturiy ta'minot) tarjima qilish uchun texnik ko'nikmalarni ta'minlaydi.
Idrok olamining muhiti
Agent - bu atrof-muhitni sensorlar orqali qabul qiladigan va unga effektorlar orqali ta'sir qiladigan har qanday narsa, bu juda oddiy. Agentning bu ta'rifi termostatlardan tortib kichik xatti-harakatlar repertuarini o'rganishi mumkin bo'lgan ob'ektlargacha bo'lgan keng doiradagi mashinalarni qamrab oladi.
Datchiklar agent tomonidan oʻz dunyosi haqida maʼlumot toʻplash uchun foydalaniladigan asboblardir. Klaviatura va videokamera, agar ular agent bilan bog'langan bo'lsa, sensor sifatida ishlashi mumkin. Tizimning javobi oxirida ijrochilar agent tomonidan atrof-muhitga ta'sir qilish uchun foydalanadigan vositalardir. Efektorlarga misollarmonitor, printer va robot qoʻl.
Odatda muhit agentning domeni yoki dunyosi hisoblanadi. Bu domenlar, hech bo'lmaganda hozircha, kundalik dunyoning cheksiz imkoniyatlaridan qochish uchun muayyan turdagi vaziyatlar bilan cheklanishi kerak.
Avtonom ta'sir qilish tizimi
Avtonom agent bu “muhit ichidagi va uning bir qismi boʻlib, u atrof-muhitni idrok etuvchi va oʻz kun tartibini amalga oshirish va kelajakda boshdan kechirayotgan narsalariga taʼsir qilish uchun vaqt oʻtishi bilan unga taʼsir qiladigan tizim”. Franklin va Greysserning ushbu ta'rifi aqlli agentlarning barcha asosiy funktsiyalarini aks ettiradi, ularning muloqotchanligi bundan mustasno. Bu ishlab chiqilayotgan sunʼiy intellekt turlarining asosiy xususiyatlarining yaxshi yaqinlashuvini taʼminlaydi.
Bunday agentlar o'z muhitini his qilishadi. Ammo bu erda hissiy ma'lumotlar yoki in'ikoslar nafaqat boshqa ob'ektlar to'g'risidagi ma'lumotlarni, balki agentning o'zining atrof-muhitdagi ishlarning holatiga ta'sirini ham o'z ichiga oladi. Sensorlar organik bo'lishi mumkin, masalan, ko'zlar va quloqlar va ularning neyron protsessorlari yoki sun'iy, masalan, raqamli kompyuterga o'rnatilgan video va audio protsessorlari. Atrof-muhit yopiq maydon kabi juda cheklangan hudud yoki fond bozori yoki asteroidlar to'plami kabi juda murakkab bo'lishi mumkin. Sensorlar agent oʻzaro aloqada boʻladigan obyekt turlariga mos kelishi kerak.
Oʻzaro taʼsirning refleks turi
Reflektor agenti ancha murakkab mexanizmga ega. To'g'ridan-to'g'ri dinamik o'rnigaatrof-muhitga nisbatan, u nima qilish kerakligini qoidalar ro'yxatidan izlaydi. Refleks agenti berilgan idrokga dasturlashtirilgan javob bilan javob beradi. Berilgan idrokga minglab mumkin bo'lgan javoblar mavjud bo'lsa ham, agent dasturchi tomonidan allaqachon ko'rib chiqilgan javoblarni bajarish uchun vaziyat harakati qoidalarining o'rnatilgan ro'yxatiga ega. Vaziyat harakati qoidasi asosan faraziy imperativdir.
Refleks agentlari juda yorqin emas. Ular shunchaki yangilikka dosh berolmaydilar. Aqlli agent o'zining kamroq murakkab qarindoshlarining xususiyatlarini o'z ichiga oladi, lekin u qadar cheklangan emas. U kun tartibiga muvofiq harakat qiladi. U faol ravishda intilayotgan bir qator maqsadlarga ega. Maqsadga asoslangan agent atrof-muhitning hozirgi holati va bu muhit odatda qanday ishlashi haqida tushunchaga ega. U darhol erishib bo'lmaydigan asosiy strategiyalar yoki maqsadlarga intiladi. Bu agentni nafaqat reaktiv, balki faol qiladi.
Maqsadli funktsional yordam dasturi
Murakkabroq agentlarda atrof-muhitda bajarilishi mumkin bo'lgan turli xil harakatlarga uyni saqlash chorasi qo'llaniladi. Ushbu murakkab rejalashtiruvchi xizmatga asoslangan agentdir. Xizmatga asoslangan agent har bir stsenariyni yaxshi natijaga erishish uchun ma'lum mezonlarga qanchalik erishganligini ko'rish uchun baholaydi. Muvaffaqiyatga erishish ehtimoli, stsenariyni yakunlash uchun zarur bo'lgan resurslar, erishilishi kerak bo'lgan maqsadning ahamiyati, unga kerak bo'ladigan vaqt kabi narsalarni foydali funktsiyalarni hisoblashda hisobga olish mumkin.
ChunkiDasturchi odatda agent duch keladigan dunyoning barcha holatlarini oldindan aytib bera olmasligi sababli, refleks agenti uchun yozilishi kerak bo'lgan qoidalar soni hatto uchrashuvlarni rejalashtirish yoki transport marshrutlari va etkazib berishni tashkil qilish kabi juda oddiy sohalarda ham astronomik bo'ladi.
Asosiy boshqaruv tsikli
Aqlli agentning ta'rifini hisobga olib, agent nazariyotchisi Maykl Vuladrich tomonidan 2000 yilda yozilgan asosiy boshqaruv tsiklini ko'rib chiqing:
- tinchlikni saqlang;
- ichki dunyo modelini yangilash;
- qasddan niyatga erishish;
- niyatlar rejasini olish uchun vositalar/tugashlardan foydalaning;
- rejani bajarish;
- jarayonni tugatish.
Bu naqsh biroz izoh talab qiladi. Agent dunyoni kuzatadi - bu uning sensorlari yordamida hislarni to'plashini anglatadi. Sensor raqamli kompyuterga ulangan klaviatura yoki robotga ulangan vizual protsessor bo'lishi mumkin. Bu agentga dunyo vakillarini to'plash imkonini beradigan har qanday narsa bo'lishi mumkin. Ichki modelni yangilash agentning dunyo haqidagi idrok va dasturlashtirilgan maʼlumotlar ketma-ketligiga yangi idrok qoʻshishini bildiradi.
Koʻp agentli ishlab chiqish platformalari
AnyLogic - bu SmallTalk ob'ektga yo'n altirilgan dasturlash tiliga asoslangan ochiq manbali ko'p agentli va ko'p komponentli CORMAS simulyatsiya dasturi.
DoMIS - bu "murakkab tizimlarni operativ boshqarish"ga yo'n altirilgan va B-ADSC dizayn uslubiga asoslangan ko'p agentli tizim loyihalash vositasi.
JACK - Java tilining agentga yoʻn altirilgan kengaytmasi sifatida Agent Oriented Software tomonidan ishlab chiqilgan kognitiv agentlar uchun dasturlash tili va ishlanma muhiti.
GAMA ochiq manba modellashtirish platformasi (LGPL) boʻlib, agentlar va ularning muhitini tavsiflash uchun GIS maʼlumotlaridan foydalangan holda fazoviy aniq agentga asoslangan modellashtirish muhitini taklif etadi.
JADE (Java Agent DEVELOPMENT) bu Java tiliga asoslangan ochiq manbali multi-agentli ishlab chiqish tizimi.
Standartning ettita modeli
Tadqiqotning evolyutsion jarayonida ishonchli va yuqori sifat darajasini ifodalovchi tizimni qanday yaratish haqida koʻproq maʼlumotlar mavjud. Davom etish tendentsiyasi rivojlanish doirasida qaror qabul qilishni birlashtirishga muvaffaq bo'lgan mavjud usullarni to'ldirish yoki kengaytirishdan iborat.
Uslubiy standart tushunarli va sodda tarzda nafaqat tabiiy tildan, balki tizim spetsifikatsiyasida yordam beruvchi tavsif shablonlaridan foydalangan holda MAC yaratish imkonini beradi.
Uslubiy standart MAC yaratish uchun muammolarning ettita modelini yoki ularning yechimlarini taklif etadi:
- Kompaniya yoki tashkilotni tavsiflovchi stsenariy modeli.
- Maqsad va vazifalar modeli organik tuzilmani belgilaydi va tavsiflaydi.
- Agent modeli odamlar va avtonom tizimlarni belgilaydi.
- Namunali shaxs maqsad va vazifalarni ma'lum agent bilan bog'laydi.
- Tashkiliy model individual agent bogʻlangan muhitni tavsiflaydi.
- Oʻzaro taʼsir modeli munosabatlarni tavsiflab, ularning agentlarni muvofiqlashtirishiga urgʻu beradi.
- Dizayn modeli agent va tarmoq arxitekturasini belgilaydi.
Agentlar oʻrtasidagi oʻzaro munosabatlarga misollar
MAS avtonom agentlar oʻrtasidagi oʻzaro taʼsirni simulyatsiya qilish uchun ishlatiladi. Masalan, sotsiologiyada ko‘p agentli tizimlardan foydalanish jamiyatni tashkil etuvchi turli agentlarni parametrlash imkonini beradi. Cheklovlarni qo'shib, kutilgan natijaga erishish uchun eng samarali komponent nima bo'lishini tushunishga harakat qilishingiz mumkin. Ular texnik yoki axloqiy sabablarga ko'ra haqiqiy odamlar erisha olmaydigan stsenariylar bilan tajriba o'tkazishlari kerak.
Taqsimlangan IA yirik monolit tabiiy bo'lmagan razvedka dasturlari - bajarish, tarqatish va markazlashtirilgan boshqaruvning murakkabligini hal qilish uchun yaratilgan. Murakkab masalani hal qilish uchun ba'zan bir yirik monolit dasturdan ko'ra hamkorlikda nisbatan kichik dasturlarni (agentlarni) yaratish osonroq. Avtonomiya tizimga atrof-muhitdagi kutilmagan oʻzgarishlarga dinamik moslashish imkonini beradi.
Oʻyin sanoatidagi koʻp agentli tizimlarga misollar koʻp va xilma-xildir. Ular video o'yinlar va filmlarda, jumladan MASSIVE dasturiy ta'minotida, masalan, "Uzuklar hukmdori" trilogiyasida olomon harakatini taqlid qilish uchun ishlatiladi. Ular ham mumkinkompaniyalar tomonidan, masalan, veb-saytlarni ko'rayotgan mijozlar xatti-harakatlarini kuzatish uchun foydalaniladi.
MAS moliya dunyosida ham qo'llaniladi. Masalan, MetaTrader 4 platformasi avtomatlashtirilgan savdoda Forex kurslariga rioya qiluvchi ekspert agentlardan foydalanishga imkon beradi
Tizimdan foydalanishning afzalliklari
IA tadqiqotlarida agentga asoslangan tizimlar texnologiyasi dasturiy ta'minot tizimlarini kontseptuallashtirish, loyihalash va amalga oshirish uchun yangi paradigma sifatida qabul qilingan. Multi-MAS yondashuvining afzalliklari:
- Hisoblash resurslari va imkoniyatlarini oʻzaro bogʻlangan agentlar tarmogʻida baham koʻradi.
- Bir nechta mavjud eski tizimlarning oʻzaro bogʻlanishi va oʻzaro ishlashiga imkon beradi.
- Samolyotlarga texnik xizmat koʻrsatish, kitob elektron hamyonlari, harbiy minalardan tozalash, simsiz aloqa va aloqa, harbiy logistika rejalashtirish, taʼminot zanjirini boshqarish tizimi, hamkorlikdagi missiyani rejalashtirish, moliyaviy portfelni boshqarish kabi turli sohalarni qamrab oladi.
Tadqiqotlarda agentga asoslangan tizimlar uchun IA texnologiyasi dasturiy ta'minot tizimlarini kontseptuallashtirish, loyihalash, amalga oshirish va ko'p agentli o'rganish uchun yangi paradigma sifatida qabul qilingan.
Shunday qilib, MAC har bir muammo yaratuvchining shaxsiy qobiliyati yoki bilimiga bogʻliq boʻlmagan muammolarni hal qilish uchun oʻzaro bogʻlangan dasturiy agentlar tarmogʻidir.
