12.4. Элементы теории агентных систем

Одной из важнейших работ начала 1990-х годов стала статья И. Шоэма «Агентно-ориентированное программирование». В ней был описан социаль­ный взгляд на организацию вычислений, связанный с взаимодействием аген­тов в процессе вычислений. В свою очередь, социальный (коллективный) агент определяется пятеркой:

где ST — множество состояний; L — множество языков; АС — множест­во действий; SL — множество социальных законов, причем ограничение задается парой (ас,), а социальный законsl есть множество ограничений

обобщенная функция переходов, удовлетворяющая следующим условиям: а) для любых

Тогда виртуальная организация определяется как MAC, состоящая из социальных агентов, подчиняющихся множеству социальных законов и имеющих общие состояния, единый язык для описания состояний, согласованное множество действий и функцию переходов.

Для описания целей, намерений, желаний, возможностей и запретов в поведении агента используются различные варианты модальной логики. Модальные логики, в которых для описания агентов наряду с обычными высказываниями (предикатами) допускаются модальности типа «возмож­но» и «необходимо» (статическая логика), «известно» и «неизвестно» (эпистемическая логика), «всегда» и «никогда» (временная логика), «ве­рит и не верит» (доксастическая логика), «желает» и «не желает» (опти-тативная логика) и т.д., представляют собой расширение классической логики высказываний. Они могут интерпретироваться в различных воз­можных мирах, тогда как классическая логика интерпретируется в одном-единственном мире. Тогда в русле модели возможных миров, убеждения агента можно представить как совокупность миров, в которых распределе­ны его предпочтения. Пусть агент работает с множеством возможных ми­ров W. Рассматривая знания и предпочтения агента, из W можно выделить подмножество W_o, на котором агент концентрирует свое внимание. Это подмножество W_o содержит миры, совместимые с тем, что агент знает (в чем он убежден) в мире W. Тогда соотнесение подмножества W_o, агента а и мира w W означает введение некоторого отношения R (отношение достижимости). Здесь миры из W₍₎ — это такие миры, с которыми W нахо­дится в отношении R.

Семантика возможных миров описывается алгебраически с помощью моделей Крипке (W,R,f), где W— множество возможных миров, R— отношение достижимости, а— соответствие, устанавливаемоемежду миром w e W , пропозициональной константойи значением истинности из двухэлементного множества {0,1}. Здесь различные свойства

отношения R индуцируют различные схемы аксиом модальной логики. Эти свойства могут определяться с помощью специальных встраиваемых предикатов multiWorldSystem и canSeeWorlds, предназначенных для выбора наи­более подходящих систем модальной логики и отношений достижимости между мирами. Иными словами, для определения того, какой из миров достижим (т.е. может рассматриваться агентом) необходимо выбрать наиболее удобную систему аксиом модальной логики в соответствии со свойствами рефлексивности и/или симметричности и/или транзитивности отношения достижимости.

Во временной логике возможные миры представляют состояния некото­рого мира в различные моменты его эволюции. Задаются также следующие типы действий — предварительные условия, тело действий и последствия. В свою очередь, ситуативная модальная логика строится на основе четырех модальностей, связанных с убежденностью агента а в своих знаниях: Know (a,p,s), Believes (a,p,s), Kwhether (a,p,s), Doubts (a,p,s), где оператор F(a,p,s) читается как: агент убежден с некоторым уровнем определенности а (знает, уверен, сомневается), что в ситуации s имеет место р. Берутся также три мо­дальности, характеризующие целенаправленное поведение: Want(a, p, s), Indif(a, p, s) и Wantstock(a, p, s).

В немонотонных логиках вводится новый символ М, который означает уверенность в некотором факте при отсутствии противоположного факта. Например,гласит, что «если высказывание р истинно, то Mq означает, что р согласуется с теорией». Высказывание р называется согласован­ным, если из него не следует отрицания. Предложение Мр выполняется то­гда и только тогда, когда нельзя найти —>р. Так цели агентов считаются не­совместимыми, если выполнение цели одного из них ведет к невыполнению цели другого. А именно, цель агента а, несовместима с целью агента а₁, если цели определяются как достижение состояний р и q соответственно, и

Однако ввиду динамического характера функционирования агента и MAC, обычные модальные логики должны дополняться средствами описа­ния темпоральных аспектов и ментальных состояний, а зачастую, и средст­вами описания свойств, связанных с реальным временем.

Семантика множества возможных миров хорошо известна. В этой семан­тике ментальные понятия интерпретируются множеством возможных миров и отношением достижимости (доступности) между ними. С каждым воз­можным миром ассоциируется некоторая теория (множество формул и ато­марных предикатов— фактов, про которые известно, что они истинны). Подход к формализации ментальных состояний и понятий базируется на синтаксисе многомодальной логики ветвящегося времени и на семантике в форме множества возможных миров.

Язык модальной логики включает в себя традиционные компоненты: непустое множество примитивных высказываний Ф; пропозициональные связки и; модальные операторыBel («агент убежден, верит), Des («агент желает») и Intend («агент намерен»); временные операторы X («следую­щий»), U («до тех пор, пока»), F («когда-нибудь в будущем»), Е («некоторый путь в будущем»). Все остальные связки, например, («всегда в будущем»), В («раньше»), А («неизбежно в будущем») могут быть выраже­ны через уже введенные.

Правильно построенные формулы языка вводятся практически обычным образом с некоторыми особенностями. Аксиоматика модальных операторов строится на операторах убеждения, желания и намерения, включает в себя следующие группы аксиом.

G — аксиомы (аксиомы обобщения — «каждая тождественно истинная формула содержится в убеждениях, желаниях и намерениях агента»):

Следующие три аксиомы выражают непротиворечивость убеждений (D-аксиома), позитивную (аксиома 4) и негативную (аксиома 5) интроспекцию агента (т.е. наличие убеждений о своих убеждениях):

Непротиворечивость желаний и намерений выражается следующей парой так называемых D-аксиом:

Согласно теории речевых актов (Speech Act Theory) переговоры строят­ся с использованием небольшого числа примитивов, например, ASK, TELL, REJECT, REQUEST, COMMIT, NEGOTIATE. Процесс переговоров начина­ется тогда, когда агент посылает сообщение, содержащее его точку зрения (позицию, attitude) по некоторому вопросу. Посредством обмена сообще­ниями ASK, TELL, REJECT, REQUEST агенты могут обсуждать некоторую тему и приходить к общему решению. Во время переговоров агенты обнов­ляют свои базы знаний и, тем самым, повышают свои способности отвечать на новые вопросы.