ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ АГЕНТОВ

Лекция 10.

Интеллектуальные мультиагентные системы – одно из новых перспективных направлений искусственного интеллекта, которое сформировалось на основе результатов исследований в области распределенных компьютерных систем, сетевых технологий решения проблем и параллельных вычислений. В мультиагентных технологиях заложен принцип автономности отдельных частей программы (агентов), совместно функционирующих в распределенной системе, где одновременно протекает множество взаимосвязанных процессов. Под агентом подразумевают автономный искусственный объект (компьютерную программу), обладающий активным мотивированным поведением и способный к взаимодействию с другими объектами в динамических виртуальных средах. Каждый агент может принимать сообщения, интерпретировать их содержание и формировать новые сообщения, которые либо передаются на «доску объявлений», либо направляются другим агентам.

Агентно-ориентированный подход уже нашел применение в таких областях, как распределенное решение сложных задач, реинжиниринг предприятий, электронный бизнес и т.п. Важной областью применения мультиагентных технологий является моделирование. В этой области Д.А.Поспелов выделяет два класса задач. К первому классу он относит задачи распределенного управления и задачи планирования достижения целей, где усилия разных агентов направлены на решение общей проблемы и необходимо обеспечение эффективного способа кооперации их деятельности. В задачах второго класса агенты самостоятельно решают свои локальные задачи, используя общие, как правило, ограниченные ресурсы.

Понятие агент соответствует аппаратно или программно реализованной сущности, которая способна действовать в интересах достижения целей, поставленных перед ней владельцем и/или пользователем.

В мультиагентных системах (MAC) множество автономных агентов действуют в интересах различных пользователей и взаимодействуют между собой в процессе решения определенных задач. Примерами таких задач являются: управление информационными потоками и сетями, управление воздушным движением, поиск информации в сети Интернет, электронная коммерция, обучение, электронные библиотеки, коллективное принятие многокритериальных управленческих решений и другие.

Идея мультиагентных систем появилась в конце 1950-х гг. в научной школе М.Л.Цетлина, которая занималась исследованиями коллективного поведения автоматов. Агентами (маленькими животными) были названы искусственные существа, обладающие свойством реактивности, т.е. способные воспринимать и интерпретировать сигналы, поступающие из внешней среды, и формировать ответные сигналы. В роли маленьких животных выступали конечные автоматы, которые не имели априорных знаний о свойствах окружающей среды и о наличии в ней других существ. Единственным знанием, которым они обладали, была цель их деятельности и способность оценивать поступающие сигналы относительно достижения этой цели. Оказалось, что даже такие простые структуры, как конечные автоматы, демонстрируют хорошие способности к адаптации в стационарных вероятностных средах. Одной из главных характеристик агентов-автоматов была рациональность, которая определялась как сумма положительных откликов среды, накопленных агентом за некоторый период его существования. В дальнейших исследованиях структура маленьких животных усложнялась. Сначала появились вероятностные автоматы с переменной структурой, адаптирующейся к характеристикам среды, затем появились агенты, способные изменять свои реакции на основании предыстории и анализа состояния окружения. Серьезным шагом в развитии мультиагентных технологий стала реализация способности агентов к рассуждениям. Простейшие модели взаимодействия агентов предусматривали их общение через среду. При этом на каждом шаге функционирования агенты совершают выбор возможных для них действий. Множество действий всех агентов обусловливает распределение откликов среды для всех участников, которые могут его использовать либо не использовать при формировании своих ответных реакций.

Новый шаг к современному пониманию агентов был сделан при переходе к коллективной работе в распределенных компьютерных системах. Этот шаг стал началом бурного развития мультиагентных технологий. К настоящему времени в данном направлении накоплен определенный опыт. Предложены разнообразные модели агентов и способы их реализации, решены практические задачи и созданы инструментальные средства для разработки мультиагентных систем, сформулированы различные принципы взаимодействия агентов и т.п. В этой главе мы остановимся на вопросах, связанных с построением и применением интеллектуальных MAC.

Одна из возможных классификаций агентов приведена в табл.10.1, из которой следует, что для интеллектуальных агентов характерно целесообразное поведение, которое предполагает наличие у агента целей функционирования и способностей использовать знания об окружающей среде, партнерах и о своих возможностях.

Таблица 10.1

Классификация агентов