單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,分布式人工智能與Agent,分布式人工智,能,能DAI,傳統(tǒng)AI理論,與,與方法在很大,程,程度上只適用,于,于串行處理結(jié),構(gòu),構(gòu)，但大型智,能,能問題都存在,著,著潛在的并行,性,性、分布性和,開,開放性特點(diǎn)，,而,而并行計(jì)算技,術(shù),術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng),絡(luò),絡(luò)的發(fā)展為利,用,用這些特性以,提,提高問題求解,效,效率和質(zhì)量提,供,供了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ),。,。在這種情況,下,下，DAI的,研,研究逐漸引起,了,了人們的注意,。,。,分布式人工智,能,能DAI,DAI一詞來,源,源于1980,年,年在MIT召,開,開的第一屆DAI國際會議,“,“The Workshop on Distributed Artificial Intelligence”，,為,為DAI的發(fā),展,展和推廣起到,很,很大推動作用,。,。,Avouris N.M個(gè),體,體的自治性和,粒,粒度角度將DAI的研究分,為,為三個(gè)分支：,分,分布式問題求,解,解(DPS,DistributedProblem Solving)、,多,多Agent,系,系統(tǒng)(MAS,Multi-Agent System)和并行,人,人工智能(PAI,ParallelArtificialIntelligence),分布式人工智,能,能DAI,DPS的研究,目,目標(biāo)是創(chuàng)建大,粒,粒度協(xié)作群體,，,，待求解的問,題,題被分解為多,個(gè),個(gè)子問題，并,分,分配給DPS,系,系統(tǒng)中的個(gè)體,，,，各個(gè)體進(jìn)行,各,各自的部分求,解,解，所得到的,部,部分解按照一,定,定的方法綜合,起,起來得到整體,解,解。在求解過,程,程中可能進(jìn)行,協(xié),協(xié)作，但這種,協(xié),協(xié)作是可預(yù)知,的,的，并被事先,安,安排在問題的,求,求解過程的描,述,述中，個(gè)體間,的,的協(xié)作是命令/服從式的，,不,不需進(jìn)行協(xié)商,DPS系統(tǒng)的,特,特點(diǎn)是：環(huán)境,條,條件已知，設(shè),計(jì),計(jì)按自頂向下,的,的方向展開，,算,算法專用,分布式人工智,能,能DAI,PAI主要研,究,究AI的并行,計(jì),計(jì)算體系結(jié)構(gòu),，,，系統(tǒng)通常由,多,多個(gè)緊密耦合,的,的問題求解器,組,組成，每個(gè)求,解,解器是一個(gè)細(xì),粒,粒度的知識體,，,，PAI研究,的,的觀點(diǎn)與方法,結(jié),結(jié)合了符號主,義,義和聯(lián)結(jié)主義,，,，神經(jīng)元計(jì)算,機(jī),機(jī)也屬于此研,究,究范疇,傳統(tǒng)的DAI,主,主要包括多專,家,家系統(tǒng)、分布,式,式專家系統(tǒng)、,群,群體決策支持,系,系統(tǒng)等,新的分布式人,工,工智能理念MAS,MAS系統(tǒng)中,各,各個(gè)Agent是自主的，,生,生命周期不全,為,為其他Agent所知，可,以,以有共同的目,標(biāo),標(biāo)，也可以有,各,各自不同的目,標(biāo),標(biāo)，Agent間即可能協(xié),作,作，也可能對,抗,抗，協(xié)作形式,多,多種多樣（如,命,命令/服從式,、,、投票式、磋,商,商式等），MAS系統(tǒng)需要,協(xié),協(xié)調(diào)這些自治,的,的Agent,的,的行為。而由,于,于各Agent空間上的分,布,布性、時(shí)間上,的,的并行性和邏,輯,輯上的依賴性,使,使得MAS系,統(tǒng),統(tǒng)的問題求解,過,過程更為復(fù)雜,。,。DAI的三,個(gè),個(gè)分支并沒有,嚴(yán),嚴(yán)格的定義和,區(qū),區(qū)別，互有交,叉,叉,什么是Agent,1980年代,末,末開始，Agent的研究,從,從DAI領(lǐng)域,拓,拓展開來，并,與,與經(jīng)濟(jì)學(xué)、社,會,會學(xué)等其他領(lǐng),域,域相互借鑒與,融,融合，在許多,最,最初不屬于DAI的應(yīng)用領(lǐng),域,域得到更為廣,泛,泛的應(yīng)用，面,向,向Agent,的,的思想技術(shù)作,為,為開發(fā)設(shè)計(jì)軟,件,件系統(tǒng)的新方,法,法也日益引起,學(xué),學(xué)術(shù)界和企業(yè),界,界的廣泛關(guān)注,什么是Agent,在應(yīng)用Agent技術(shù)的系,統(tǒng),統(tǒng)中，Agent的含義和,表,表現(xiàn)各不相同,，,，給Agent下一個(gè)無爭,議,議的定義是很,困,困難的，Hewitt甚至,認(rèn),認(rèn)為定義什么,是,是Agent,和,和定義什么是,智,智能一樣困難,Agent定,義,義可分為強(qiáng)定,義,義和弱定義，,弱,弱定義強(qiáng)調(diào)Agent的自,治,治性、社會性,、,、感知環(huán)境并,作,作出反應(yīng)，強(qiáng),定,定義在此基礎(chǔ),上,上增加了心智,狀,狀態(tài)等高層次,的,的屬性,Agent的,分,分類,普遍的看法是Agent可,分,分為思考型Agent、反,應(yīng),應(yīng)型Agent和混合型Agent,思考型Agent(deliberative Agent)是一,種,種知識系統(tǒng)，,用,用符號AI的,方,方法來實(shí)現(xiàn)Agent的表,示,示和推理。將Agent看,作,作一種作為人,類,類個(gè)體或社會,行,行為的智能代,理,理的意識系統(tǒng),，,，引入意識態(tài),度,度(intentional instance)，,如,如信念、愿望,、,、意圖、目標(biāo),、,、承諾、責(zé)任,等,等，以表現(xiàn)出,被,被代理者的意,識,識態(tài)度,代表性的工作,是,是Rao和Georgeff對BDI模,型,型的研究，他,們,們采用三個(gè)模,態(tài),態(tài)算子刻劃信,念,念(Belief)、愿望(Desire)和意圖(Intention)，提,出,出了描述Agent意識態(tài),度,度的BDI邏,輯,輯,這些研究的目,的,的是實(shí)現(xiàn)Agent的理性,平,平衡，以保證Agent正,確,確的執(zhí)行賦予,其,其的職責(zé),Agent的,分,分類,從形式邏輯的,角,角度對Agent理性的研,究,究仍缺乏實(shí)用,性,性，而且不能,保,保證Agent做出最優(yōu)決,策,策,另一種研究Agent理性,行,行為的方法是,基,基于對策論和,決,決策理論的方,法,法，其信念模,型,型是將Agent每個(gè)行為,的,的可能后果（,到,到達(dá)何種狀態(tài),）,）賦予概率，,愿,愿望模型用實(shí),數(shù),數(shù)表示那些可,能,能狀態(tài)的效用,，,，Agent,的,的合理行動就,是,是期望效用最,優(yōu),優(yōu)化的行動，,可,可以根據(jù)信念,和,和愿望得到，,這,這就是效用理,性,性,這種方法的實(shí),用,用性較強(qiáng)，但,忽,忽視了推理環(huán),節(jié),節(jié)，需要與形,式,式邏輯方法進(jìn),行,行融合,Agent的,分,分類,思考型Agent的設(shè)計(jì)與,建,建造上的復(fù)雜,性,性以及在理論,上,上還存在許多,問,問題，使其缺,乏,乏實(shí)用性，于,是,是有研究者提,出,出了反應(yīng)型Agent(reactive Agent),反應(yīng)型Agent的思想基,礎(chǔ),礎(chǔ)行為主義心,理,理學(xué)，認(rèn)為Agent不需,要,要知識，只需,感,感知環(huán)境的變,化,化并作出相應(yīng),的,的反應(yīng)動作。,反,反應(yīng)型Agent雖然對外,環(huán),環(huán)境的變化有,很,很高的響應(yīng)速,度,度，但智能程,度,度低，缺乏靈,活,活性。,Agent的,分,分類,混合型Agent(hybrid Agent)的結(jié),構(gòu),構(gòu)可分為兩層,，,，底層是反應(yīng),層,層，不采用符,號,號表示和推理,，,，可快速響應(yīng),并,并處理外部環(huán),境,境的突發(fā)性變,化,化，通常具有,較,較高的優(yōu)先級,；,；高層采用傳,統(tǒng),統(tǒng)的AI方法,進(jìn),進(jìn)行規(guī)劃、推,理,理和決策?；?合,合型Agent綜合了前兩,者,者的優(yōu)點(diǎn)，既,有,有高響應(yīng)速度,，,，又有較高的,智,智能和靈活性,，,，是當(dāng)前研究,的,的主流,多Agent,系,系統(tǒng)MAS,導(dǎo)致MAS研,究,究興起的最直,接,接原因是MAS的合作問題,求,求解能力大于,單,單個(gè)Agent，其它原因,包,包括：求解具,有,有分布性的問,題,題、提高系統(tǒng),的,的效率和魯棒,性,性、與已有軟,件,件系統(tǒng)的互操,作,作等。近年來Internet的飛速發(fā),展,展為MAS提,供,供了廣闊的應(yīng),用,用前景，對MAS研究起到,了,了巨大的推動,作,作用，出現(xiàn)了,基,基于MAS的,移,移動Agent、電子商務(wù),、,、網(wǎng)格計(jì)算等,研,研究方向,MAS的特點(diǎn),及,及研究內(nèi)容,MAS具有如,下,下特點(diǎn)：成員Agent所,擁,擁有的信息和,問,問題求解能力,是,是不完全的，,因,因而其觀點(diǎn)是,有,有局限性的；,不,不存在全局控,制,制；數(shù)據(jù)是分,散,散或分布的；,計(jì),計(jì)算是異步、,并,并發(fā)或并行的,。,。此外，在應(yīng),用,用系統(tǒng)中，Agent可能,具,具有不同的角,色,色和目的，Agent之間,的,的關(guān)系也因此,不,不同，可能是,合,合作的，也可,能,能是競爭甚至,對,對抗的，可以,是,是從屬關(guān)系，,也,也可能是平行,關(guān),關(guān)系,MAS的研究,內(nèi),內(nèi)容主要包括,：,：.組織的形,成,成；協(xié)商與協(xié),調(diào),調(diào)機(jī)制；合作,機(jī),機(jī)制與任務(wù)分,配,配；個(gè)性、社,會,會性和規(guī)范,Agent組,織,織的形成,Agent組,織,織的形成主要,研,研究組織結(jié)構(gòu),設(shè),設(shè)計(jì)、組織結(jié),構(gòu),構(gòu)到Agent組織的映射,和,和Agent,組,組織的演化,具體方法目前,主,主要有聯(lián)盟形,成,成方法、交互,形,形成方法和面,向,向結(jié)構(gòu)的方法,。,。,聯(lián)盟,形,形成,方,方法,代表,性,性研,究,究是Sheory,等,等以,對,對策,論,論中,多,多人,合,合作,博,博弈,為,為基,礎(chǔ),礎(chǔ)，,提,提出,的,的聯(lián),盟,盟形,成,成方,法,法，,從,從一,群,群無,聯(lián),聯(lián)系,的,的Agent,中,中構(gòu),造,造出,有,有聯(lián),系,系的Agent聯(lián),盟,盟,其過,程,程包,括,括：,（1,）,）聯(lián),盟,盟結(jié),構(gòu),構(gòu)的,形,形成,（2,）,）聯(lián),盟,盟值,求,求解,（3,）,）聯(lián),盟,盟值,在,在成,員,員中,的,的分,配,配,上述,三,三個(gè),步,步驟,反,反復(fù),迭,迭代,，,，直,至,至得,到,到穩(wěn),定,定解,交互,形,形成,方,方法,交互,方,方法,是,是指,在,在Agent,不,不明,確,確組,織,織結(jié),構(gòu),構(gòu)的,前,前提,下,下，,通,通過,交,交互,形,形成,組,組織,的,的方,法,法，,主,主要,有,有：,基于,協(xié),協(xié)商,的,的合,同,同網(wǎng),協(xié),協(xié)議,基于,依,依賴,關(guān),關(guān)系,的,的社,會,會推,理,理，,即,即Agent,找,找出,與,與其,目,目標(biāo),有,有依,賴,賴關(guān),系,系的,其,其他Agent，,通,通過,協(xié),協(xié)商,與,與其,形,形成,合,合作,組,組織,基于,價(jià),價(jià)格,調(diào),調(diào)控,的,的市,場,場方,法,法，,通,通過,市,市場,價(jià),價(jià)格,的,的調(diào),整,整達(dá),到,到供,求,求平,衡,衡時(shí),，,，Agent,形,形成,買,買賣,關(guān),關(guān)系,組織,自,自設(shè),計(jì),計(jì)，Agent組,織,織可,以,以根,據(jù),據(jù)情,況,況排,斥,斥或,合,合并Agent.,面向,組,組織,結(jié),結(jié)構(gòu),的,的方,法,法,面向,結(jié),結(jié)構(gòu),的,的方,法,法人,類,類社,會,會的,組,組織,結(jié),結(jié)構(gòu),產(chǎn),產(chǎn)生,機(jī),機(jī)制,類,類似,，,，以,組,組織,結(jié),結(jié)構(gòu),為,為前,提,提，,進(jìn),進(jìn)行,角,角色,的,的分,配,配與,調(diào),調(diào)整,一個(gè)Agent的,能,能力,符,符合,角,角色,要,要求,時(shí),時(shí)可,以,以承,擔(dān),擔(dān)該,角,角色,；,；若Agent承,擔(dān),擔(dān)某,角,角色,有,有利,可,可圖,，,，則,會,會期,望,望承,擔(dān),擔(dān)該,角,角色,；,；若Agent組,織,織中,存,存在,還,還未,被,被承,擔(dān),擔(dān)的,角,角色,時(shí),時(shí)，,則,則會,接,接受,合,合適,的,的Agent,加,加入,MAS的,協(xié),協(xié)商,機(jī),機(jī)制,協(xié)商(negotiation)是,指,指Agent,之,之間,通,通過,交,交互,對,對某,些,些問,題,題達(dá),成,成一,致,致，,是,是MAS,實(shí),實(shí)現(xiàn),協(xié),協(xié)作,、,、沖,突,突消,解,解和,矛,矛盾,處,處理,的,的關(guān),鍵,鍵環(huán),節(jié),節(jié),協(xié)商,方,方法,主,主要,有,有基,于,于對,策,策論,的,的協(xié),商,商和,基,基于,勸,勸說,的,的協(xié),商,商兩,種,種類,型,型,基于,對,對策,論,論的,協(xié),協(xié)商,以,以Zotkin和Rosenschein的,工,工作,為,為代,表,表，,但,但這,種,種方,法,法未,考,考慮,人,人類,社,社會,的,的協(xié),商,商所,具,具有,的,的勸,說,說特,點(diǎn),點(diǎn)，,計(jì),計(jì)算,量,量大,，,，效,率,率較,低,低。,Parsons和Jennings,最,最早,提,提出,通,通過,論,論據(jù),來,來協(xié),商,商的,