Глава 7

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕМУЛЬТИАГЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ

... Будущее оставляет мало надежд длятех, кто ожидает, что наши новые ме­ханические рабы создадут для нас мир, в котором мы будем освобожде­ны от необходимости мыслить. По­мочь они нам могут, но при условии, что наши честь и разум будут удовле­творять требованиям самой высокой морали.

Норберт Винер

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 мультиагент-ных 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 [9] выделяет два класса задач. К первому классу он относит задачи распределен­ного управления и задачи планирования достижения целей, где

306

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.

7.1.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ АГЕНТОВ

Понятие агент соответствует аппаратно или программно реа­лизованной сущности, которая способна действовать в интересах достижения целей, поставленных перед ней владельцем и/или пользователем [3,12, 23].

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 [14]. 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 {см. разд. 6.2.2), 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

307

агентом за некоторый период его существования. В дальнейши исследованиях структура маленьких животных усложнялась. Сна чала появились вероятностные автоматы с переменной структу рой, адаптирующейся к характеристикам среды, затем появилиа агенты, способные изменять свои реакции на основании преды стории и анализа состояния окружения. Серьезным шагом в раз витии мультиагентных технологий стала реализация способности агентов к рассуждениям [7, 12]. Простейшие модели взаимодей­ствия агентов предусматривали их общение через среду. При ston на каждом шаге функционирования агенты совершают выбо^ возможных для них действий. Множество действий всех агенто! 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 [3,19] приведена в табл. 7.1, 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.