Национальный исследовательский институт
Московский Энергетический Институт

Архитектура многоагентных систем

Дисциплина «Проектирование крупных
программных систем и баз данных»

Студент: Машеров Д.Е.
Группа: А-13-08

2012

Интеллектуальный агент
?

Интеллектуальный агент — программа,
самостоятельно выполняющая задание,
указанное пользователем компьютера, в
течение длительных промежутков времени.

?

Агенты используются для содействия
оператору или сбора информации. Одним из
примеров заданий, выполняемых агентами,
может служить задача постоянного поиска и
сбора необходимой информации в Интернете.

2

Что не является агентом?
?

Массовые технологии программирования
?
?
?
?
?

?

Мастера (Wizards)
Скриптовые языки
Языки программирования
Объекты
Классы

Отдельные методы ИИ
?
?
?
3

Системы, основанные только на правилах
Нейросети
Планировщики

Что является агентом?
Вирусы
? Интеллектуальные помощники
? Поисковые боты
? Чат-боты
? NPC (неигровые персонажи) игр
? Роботы
?

4

Многоагентная система
Многоагентная система (МАС, англ. Multiagent system) — это система,
образованная несколькими
взаимодействующими
интеллектуальными агентами.
? МАС могут быть использованы для
решения таких проблем, которые сложно
или невозможно решить с помощью
одного агента или монолитной системы.
? Примеры: онлайн-торговля, ликвидация
чрезвычайных ситуаций, и моделирование
социальных структур.
?

5

Искусственный интеллект
Причины использования:
?

Распределенный ИИ
?
?

?

?

Распределенные базы знаний
Распределенный логический
вывод и решение задач

Интеграция отдельных методов
ИИ в агенте, способном
воспринимать информацию
среды и совершать действия
Новая концепция интеллекта
?
?

6

Корни интеллекта связаны с
культурой и обществом
Общее разумное поведение
формируется совместными
действиями из большого числа
простых полуавтономных
индивидуумов

Решает задачи:
?
?

Микроуровень – «мозг»
агента
Макроуровень –
совместное
планирование и решение
задач

Разработка ПО
Причины использования:
?

?

Агенты как абстракция
и средство анализа и
построения еще более
сложных систем
Многоагентная
архитектура –
автономная
компонентная
архитектура построения
интеллектуальных
систем
7

Решает задачи:
?

?
?
?

Дешевая и
качественная
реализация МАС
Методологии
Инструменты
Платформы

Распределенные системы и сети
Причины использования:
?

8

Новый уровень
управления
программной и
аппаратной
инфраструктурой

Решает задачи:
?

?

Архитектуры
производительных
агентных платформ
Координация
действий
(например, в Gridсистемах)

Характеристики многоагентной
системы
Агенты, входящие в состав
многоагентной системы зачастую
разные
? Окружающая среда с точки зрения
агентов – динамическая
? Коллективная информация, доступная
агентам – распределенная
? Управление в многоагентной системе –
распределенное
? Мир для каждого агента – частично
наблюдаемый, знание - распределенное
?

9

Преимущества многоагентных
систем
Увеличение производительности и
эффективность – из-за асинхронного и
параллельного исполнения
? Устойчивость к сбоям и надежность –
вся система продолжает работать если
один из ее компонентов выходит из строя
? Масштабируемость и гибкость – легко
добавлять новых агентов в систему
? Стоимость - цена одного агента мала по
сравнению со всей системой
? Повторное использование – модульное
программное обеспечение легче
разрабатывать и поддерживать
?

10

Формальное определение МАС
?

MAS = (A, E, R, ORG),
А – множество агентов;
E = {e} – среда, в которой находится
данная МАС;
R – множество взаимодействий между
агентами (например, коммуникативные
акты, аукционы и т.п.);
ORG – множество базовых организационных
структур, соответствующих конкретным
функциям (ролям) агентов и
установившимся отношениям между ними.

11

Агентные среды
? Агент

должен находиться в среде
? Действия агента выполняются в
среде
? Объект восприятия агента является
частью среды
? Среда имеет множество параметров
среды, влияющих на архитектуру
агента
? Параметры определяются с точки
зрения
агента
12

Свойства среды
?

Детерминированная/случайная

?

Эпизодическая/последовательная

?

Дискретная/непрерывная

?

Статичная/динамичная

?

Одноагентная/многоагентная

13

Классификация агентов

???? ??
?? ?? ? ???? ? ?

? ? ??? ??? ? ???? ? ?

14

??? ????? ?? ? ?

???????? ? ?

? ? ??????? ? ?

??? ? ? ????? ?

Архитектуры агентов
Делиберативная архитектура

Используется формальное
представление картины окружающей
среды в символьной форме
? Решения принимаются на основе
формальных рассуждений
?

15

Преимущества и недостатки
делиберативной архитектуры
• Удобство
символьного
представления
знаний
• Существуют языки
манипуляции
формальными
представлениями
(Prolog, JESS)

?
?

16

Доказательство теорем в логике предикатов 1-ого
порядка может продолжаться неограниченно долго
Создание точной и полной модели мира, процессов и
механизмов рассуждения представляют определенные
трудности

Реактивная архитектура
?
?

Реактивные агенты не имеют какой-либо
символьной внутренней модели мира
Реактивные агенты работают по правилам
типа ситуация-действие, выбирая из них
наиболее подходящие действия к
конкретной ситуации

Слайд 17

Преимущества реактивной
архитектуры

Позволяет наилучшим образом
использовать множество образцов
поведения для реакции агента на
определенные стимулы для конкретной
предметной области
? Простота
? Устойчивость к сбоям
? Экономичность (в смысле
вычислительного времени)
? Вычислительная разрешимость
?

Слайд 18

Недостатки реактивной
архитектуры
?

?
?
?

Необходимость полного ситуационного
определения всех возможных активностей
агентов
Агенты без модели среды должны иметь
достаточно информации от локальной среды
Сложность создания обучающихся агентов
Сложность в проектировании агентов с
многочисленными вариантами поведения
(динамическим взаимодействием)

Слайд 19

Архитектуры агентов
Архитектура Touring Machines
(Многоуровневая архитектура для автономного
агента) 
Три уровня, каждый из которых

20

соответствует различным типам
способностей агента.
-уровень реакции на события R
поддерживает способность агента
быстро реагировать на события,
выдаваемые вышележащим уровнем,
даже если они ранее не
планировались;
-уровень планирования P
генерирует, исполняет и динамически
реконструирует частичные планы,
например, для выбора маршрута
подвижного робота;
-уровень предсказания, или
моделирования M моделирует
поведение сущностей внешней среды
и самого агента, что может
использоваться для объяснения
наблюдаемого поведения и
предсказания возможного их
поведения в будущем.

Архитектуры агентов
IDS-архитектура
(Inhabited Dynamic Systems)

21

-Первый уровень - это уровень
процессов, на котором
периодически выполняются с
заданной частотой некоторые
вычисления, а также
осуществляется управление
процессами восприятия и
исполнения.
-Второй уровень(уровнем ответной
реакции), вычисляет ответную
реакцию на асинхронные события,
которые либо воспринимаются
уровнем процессов, либо им
генерируются.
-Уровень анализа выполняет
символические рассуждения,
такие, как предсказание,
планирование и перепланирование.

Взаимодействие агентов
?

Для решения глобальной задачи агенты должны уметь
сотрудничать, координировать действия и вести переговоры

?

Взаимодействие означает установление двусторонних
динамических отношений между агентами. При этом оно
является одновременно источником и продуктом некоторой
организации.

Основные ситуации взаимодействия агентов в МАС можно
охарактеризовать с помощью четырех основных критериев:
1) совместимость целей или намерений агентов;
2) отношение агентов к ресурсам;
3) опыт агентов; связанный с некоторой проблемной областью;
4) обязательства агентов друг перед другом.
?

22

Типы взаимодействия агентов

23

Проблемы и трудности
построения многоагентных
систем
?
?
?
?

24

Как произвести декомпозицию задачи и
выделить подзадачи для агентов?
Как реализовать децентрализованное
управление?
Как реализовать эффективные алгоритмы
планирования и обучения?
Как представить знание? Как заставить
агентов адекватно реагировать на
действия, планы и знания других агентов?

Проблемы и трудности
построения многоагентных
систем
?

?
?

?

25

Как сделать возможным коммуникации
между агентами? Какие языки и протоколы
использовать?
Как сделать возможным переговоры между
агентами и разрешение конфликтов?
Как заставить агентов формировать
организационные структуры, такие как
команды или коалиции?
Как быть уверенным в стабильности и
когерентности системы?

Заключение
В презентации рассмотрены:
? понятия интеллектуального агента и
многоагентных систем(МАС)
?

Некоторые архитектуры агентов

?

Достоинства и трудности построения МАС

26


Случайные презентации

Файл
149552.pptx
88416-2.ppt
Лекция-1.ppt
292784 (1).pptx
Лекция 1.ppt




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.