42

1Становлення парадигми агентно-орієнтованих систем

1.1Розвиток агентно-орієнтованої парадигми. Напрямки АОП і ООП

1.2Основні поняття агентно-орієнтованого підходу

1.2.1Інтелектуальний агент. Середа функціонування

1.2.2 Класифікація агентів

1.2.3Властивості ІА

1.2.4Взаємодія агентів

1.2.5Властивості, визначення МАС

1.2.6Класифікація МАС

Класифікувати МАС можна по цілому ряду ознак (рис. 1.2).

Важливою ознакою є спосіб вирішення проблем. Системи розподіленого вирішення проблем містять агентів спеціально розроблених для вирішення певного кола завдань або досягнення відомих цілей. У цьому випадку всі агенти визначаються апріорно (на стадії проектування) і повинні взаємодіяти злагоджено і несуперечливо (доброзичливо).

Відкриті МАС можуть містити змінні множин агентів, що входять до системи і виходять з неї, причому можливе своєкорислива (зіткнення інтересів) поведінка агентів.

1.2.7Визначення агентно-орієнтованих систем

Термін «агентно – орієнтована система» видається більш широким, ніж поняття «МАС».

Агентно – орієнтовані системи – гібридні системи, що містять разом з МАС і інші системи (ЕС, навчальні та тестуючі системи, розподілені об'єктні програми і т.ін.).

Рисунок 1.2 – Класифікація МАС

2Агентні моделі та архітектури

Моделі ІА, по-різному описують знання, способи міркувань, планування поведінки і безпосередні дії агентів.

Дані моделі слід розглядати в двох аспектах: по-перше, з позицій аналізу властивостей і поведінки агентів в процесі функціонування МАС в цілому, по-друге, з позицій вивчення та конструювання властивостей агента, що визначають його внутрішні процеси (одержання знань, визначення цілей, прийняття рішень і т.д.).

Виділяють три базові класи архітектури агентних систем і відповідних їм моделей інтелектуальних агентів:

1. деліберативні архітектури та моделі (deliberative architectures);

2. реактивні архітектури та моделі (reactive architectures);

3. гібридні архітектури та моделі (hybrid architecture).

2.1Деліберативні агенти та архітектури

Деліберативну архітектуру прийнято визначати як архітектуру агентів, що містять точну символічну модель світу і приймають рішення на основі логічного висновку. Теоретичною підставою для побудови моделей ДА була гіпотеза фізичних символьних систем. Фізична символьна система за визначенням повинна бути така, яку фізично можливо реалізувати множиною фізичних сутностей або символів, які комбінуються у певні структури і здатні запускати процеси, які оперують на цих символах відповідно до символічно закодованих множин інструкцій. Така гіпотеза постулює твердження про те, що така система здатна на інтелектуальну поведінку в достатньо загальному розумінні цього терміну.

Деліберативний агент повинен мати наступні властивості:

• містити експліцитно представлену базу знань, заповнену формулами на певній логічній мові, що представляє його переконання;

• функціонувати в наступному циклі: сприйняття обстановки (обсервація) – логічний висновок – дія ...;

• приймати рішення про дії на основі методів логічного висновку.

Базова архітектура деліберативного агента наведена на рисунку 2.1.

Рисунок. 2.1 – Базова архітектура ДА

Модель світу є внутрішнім описом зовнішнього для агента середовища і іноді також включає опис самого агента.

Планувальник використовує цей опис для створення плану досягнення мети агентом в такий спосіб: задаючи атомарні дії (оператори), які агент здатний виконати, їх передумови і їх результати у світі (постумова), та початкову і цільову ситуації, він шукає в просторі послідовність операторів, поки не знаходить таку, яка перетворює початковий стан в цільовий стан.

Готовий план – це список дій, який передається виконавцю планів, який буде виконувати ці дії, викликаючи різні процедури низького рівня ефекторів.

Для опису і логічного висновку на знаннях і діях обчислювальних агентів запропонована ієрархічна метамова. Передбачається, що об'єктна мова є стандартна мова першого порядку, а для кожного примітивного виразу об'єктного мови e передбачається існування відповідного терма e' в метамові. Терми метамови, що позначають складові формули об'єктної мови, конструюються з використанням метамовних функцій and, or, not і так далі.

Для позначення того, що формула об'єктної мови відображає дійсний стан світу, використовується істінностний предикат метарівневої мови TRUE, приписуючи йому такі аксіоми:

etc.

Синтаксичний підхід використовується для опису переконань агентів: кожному агенту призначається безліч формул об'єктної мови (теорія даного агента) і переконання  , якщо   є доказовим в цій теорії. Функція метарівневої мови th задається на безлічі термів, що визначають агентів, і повертає безліч формул об'єктної мови, що представляють теорію агента. Предикат метамови FACT t, f  говорить про те, що f належить теорії t. Загальний факт є формула дійсна для всіх агентних теорій:

f CFACT f aFACT tha, f &TRUEf .

Далі вводиться бінарний предикат доказуваності PR, що використовує в якості аргументів теорію і формулу. Система аксіом для цього предиката використовує аксіоматику об'єктного мови і тому включає такі правила як модус поненс, рефлексивність і т.д.

etc.

Переконання визначаються через предикат метамови, що зв'язує агента і формулу об'єктного мови af BELa, f PRtha, f . Знання визначається як істинне переконання.

Далі така модель розширюється в трьох напрямках:

• вводиться функція стандартних імен , і денотаціонна функція   для спрощення деяких синтаксичних проблем, пов'язаних з метамовою;

• вводяться вкладені переконання (тобто переконання про переконання), розширюючи двомовну ієрархію в трьохмовну ієрархію;

• вводяться ситуації (в сенсі ситуаційного обчислення) в область метамови для висновків про світ, що змінюється.

Поведінка агента в моделі такого типу може бути представлено, наприклад, такою послідовністю кроків:

1. внутрішній інтерпретатор агента оглядає мультиагентний світ і внутрішній стан агента і змінює чергу подій;

2. генерує нові можливі бажання (задачі), знаходячи ті плани, чиї тригери подій ввімкнені;

3. вибирає з цієї безлічі ввімкнених планів один для виконання;

4. розміщує бажане значення в існуючий або новий стек, відповідно до того, чи є підцілі;

5. обирає стек намірів, читає план, що знаходиться у вершині стека і виконує наступний крок з цього плану; якщо крок є дія – виконує його, якщо це підцілі – посилає цю підцілі в чергу подій;

6. повернення до кроку 1.

Крок (5) цього циклу реалізує спосіб виконання плану, коли підцілі розміщуються в чергу подій, що викликає активізацію чергового плану і т.д.

Побудова деліберативних архітектур вимагає вирішення таких проблем, як побудова адекватного символічного опису реального світу, що враховує складність процесів, які відбуваються в часі, та діючих об'єктів; організація логічного висновку з наявних знань, який повинен призводити до певних дій агентів.

Перевагою деліберативних моделей та архітектур є можливість застосування суворих формальних методів і добре відпрацьованих технологій традиційного ШІ, що дозволяють відносно легко представляти знання в символьній формі і переносити їх у АОС. У той же час створення повної і точної моделі деякої предметної області реального світу, формалізація ментальних властивостей агентів і процесів міркування у цих когнітивних структурах представляють значні труднощі для технічної реалізації.