Qëllimi i sistemeve me shumë agjentë (MAS) është të koordinojë proceset e pavarura. Një agjent është një ent kompjuterik në formën e një programi ose një roboti. Një agjent mund të konsiderohet autonom sepse është në gjendje të përshtatet kur ndryshon mjedisi i tij. Një MAC përbëhet nga një grup procesesh kompjuterike që ndodhin në të njëjtën kohë dhe ekzistojnë në të njëjtën kohë, ndajnë burime të përbashkëta dhe komunikojnë me njëri-tjetrin. Problemi kryesor në MAC është formalizimi i koordinimit ndërmjet agjentëve.
Përcaktimi i sistemeve me shumë agjentë
MAC është një qasje largpamëse për zhvillimin e softuerit për aplikacione në fusha komplekse ku komponentët ndërveprues të aplikacionit janë autonome dhe të shpërndarë, funksionojnë në mjedise dinamike dhe të pasigurta, duhet të jenë në përputhje me disa rregulla dhe ligje organizative dhe mund të bashkohen dhe të largohen një sistem me shumë agjentë gjatë kohës së ekzekutimit.
Shembuj të aplikacioneve të tilla janë sistemet qëmenaxhojnë dhe optimizojnë prodhimin dhe shpërndarjen e energjisë elektrike ndërmjet konsumatorëve ose sistemeve që planifikojnë në mënyrë optimale ngarkesat në sistemet e transportit. Zhvillimi i sistemeve me shumë agjentë kërkon krijimin e agjentëve, organizatave dhe mjediseve të veçanta.
Gjuhët e programimit ofrojnë konstruksione programimi për zbatimin e agjentëve individualë për sa i përket koncepteve sociale dhe njohëse si informacioni, qëllimet, opsionet, normat, emocionet dhe rregullat e vendimmarrjes.
Organizatat me shumë agjentë përsa i përket koncepteve shoqërore dhe organizative kanë role, të pajisura me norma, protokolle komunikimi, burime që i nënshtrohen monitorimit. Gjuhët dhe kornizat e zhvilluara të programimit përdoren për të krijuar simulime të bazuara në agjentë për shumë industri të prodhimit të vazhdueshëm: energjinë elektrike, metalurgjinë, kujdesin shëndetësor, internetin, transportin, menaxhimin e trafikut dhe lojëra serioze.
MAS ndryshojnë nga sistemet me një agjent në atë që ato kanë disa agjentë që modelojnë qëllimet dhe veprimet e njëri-tjetrit. Në një skenar të përgjithshëm, mund të ketë ndërveprim të drejtpërdrejtë midis agjentëve. Nga pikëpamja e një agjenti të vetëm, sistemet me shumë agjentë ndryshojnë më së shumti nga sistemet me një agjent të vetëm në atë që dinamika e mjedisit mund të përcaktohet nga agjentë të tjerë. Përveç pasigurisë që mund të jetë e natyrshme në një domen, agjentë të tjerë ndikojnë qëllimisht në mjedis në mënyra të paparashikueshme.
Kështu, të gjithë MAC-të mund të konsiderohen se kanë mjedise dinamike, gjë që është tipike për modernensistemet me shumë agjentë. Mund të ketë çdo numër agjentësh me shkallë të ndryshme heterogjeniteti, me ose pa mundësinë e komunikimit të drejtpërdrejtë.
arkitektura MAS
Agjentët duhet të pajisen me një model njohës:
- besime;
- urime;
- qëllime.
Nga njëra anë lexon "Besimet" për mjedisin, të cilat janë rezultat i njohurive dhe perceptimeve të tij dhe nga ana tjetër, një grup "Dëshirash". Kalimi i këtyre dy grupeve rezulton në një grup të ri "qëllimesh" të cilat më pas përkthehen drejtpërdrejt në veprime.
Agjentët duhet të kenë një sistem komunikimi. Ekzistojnë disa gjuhë të specializuara për këtë qëllim: Gjuha e pyetjes dhe gjuha e manipulimit (KQML). Kohët e fundit ka qarkulluar standardi FIPA-ACL, i krijuar nga Fondacioni FIPA për agjentët fizikë inteligjentë. Ky parim i fundit i ndërtimit të sistemeve me shumë agjentë bazohet në teorinë e akteve të të folurit.
Problemi i përshtatjes është një çështje e mprehtë që aktualisht është objekt i shumë kërkimeve. Dikush mund të japë një shembull të disa viruseve, si biologjikë ashtu edhe kompjuterikë, të aftë për t'u përshtatur me një mjedis mutant.
Më në fund, një zbatim efikas i MAC, edhe pse jo në mënyrë rigoroze pjesë e arkitekturës së sistemit, meriton vëmendje në shumë gjuhë programimi që janë zhvilluar për studimin e inteligjencës artificiale. Në veçanti, përmendet gjuha LISP. Këto elemente arkitekturore aplikohen në një sistem të përbërë nga njohësagjentë.
Kategoritë ose modelet e agjentëve
Klasifikimi i agjentëve bazohet në dy kritere: agjentë njohës ose reagentë që shfaqin, nga njëra anë, sjellje teleonomike ose një refleks. Dallimi që mund të bëhet midis njohjes dhe reaktivit është në thelb një përfaqësim i botës në dispozicion të agjentit. Nëse një individ është i pajisur me një "përfaqësim simbolik" të botës nga e cila mund të formulojë arsyetimin, atëherë flitet për një agjent njohës, ndërsa nëse ai ka vetëm një "përfaqësim nënsimbolik", domethënë i kufizuar në perceptimet e tij, flitet për një agjent reaktiv. Ky dallim kognitiv dhe reaktiv korrespondon me dy shkolla teorike të sistemeve me shumë agjentë.
I pari mbështet qasjen themelore të agjentëve "të zgjuar" për bashkëpunim nga pikëpamja sociologjike. Në të dytën, studiohet mundësia e shfaqjes së sjelljes "të zgjuar" të një grupi agjentësh jo inteligjentë (lloji milingonash). Dallimi i dytë midis sjelljes së sjelljes dhe refleksit ndan sjelljen e qëllimshme, ndjekjen e qëllimeve të qarta, nga sjellja perceptuese. Kështu, tendencat e agjentëve mund të shprehen në mënyrë eksplicite në agjentë ose, anasjelltas, të vijnë nga mjedisi. Tabela që grupon lloje të ndryshme agjentësh:
- Agjentët njohës.
- Agjentët reaktivë.
- Sjellje telenomike.
- Agjentë të qëllimshëm.
- Agjentët e menaxhuar.
- Sjellje reflekse.
- "Modulet" e agjentëve.
- Agjentët tropikal.
Agjentët njohës janë kryesisht të qëllimshëm, d.m.th.ata kanë qëllime fikse që po përpiqen t'i arrijnë. Sidoqoftë, ndonjëherë përdoren agjentë të quajtur module, të cilët kanë një ide për "universin" e tyre pa qëllime specifike. Ato mund të shërbejnë, për shembull, për t'iu përgjigjur pyetjeve nga agjentë të tjerë në "univers".
Reagentët mund të ndahen në aktivizues dhe agjentë tropikal. Agjenti instinktiv do të ketë një mision fiks dhe do të shkaktojë një sjellje nëse sheh që mjedisi nuk i përshtatet më qëllimit të caktuar. Agjenti tropikal reagon vetëm ndaj gjendjes lokale të mjedisit, për shembull nëse ka dritë, atëherë ajo shkon. Burimi i motivimit në rastin e brendshëm të agjentëve të drejtimit që kanë një "mision" i referohet vetëm mjedisit.
Paradigma organizative
Me zhvillimin e sistemeve të tilla, janë zhvilluar paradigma të ndryshme organizative. Këto struktura të sistemeve me shumë agjentë vendosin kuadrin për marrëdhëniet dhe ndërveprimet ndërmjet agjentëve.
Hierarki. Në këtë model, agjentët janë hierarkikë sipas një strukture peme në të cilën çdo nyje është një agjent dhe ka një lidhje leje në nyjet e saj fëmijë. Ky model shkatërron qëllimin e përgjithshëm të sistemit.
Holarkia po i afrohet hierarkisë. Nuk ka asnjë lidhje autoriteti midis një agjenti dhe nëngrupit të tij.
Një koalicion është një aleancë e përkohshme agjentësh që bashkohen dhe bashkëpunojnë sepse plotësohen interesat e tyre personale. Vlera e koalicionit duhet të jetë më e madhe se shuma e vlerave individuale të përbërësve të agjentëve.
Kongregacionet janë shumë të ngjashme me koalicionet dhekomandat. Sidoqoftë, ato synohen të jenë të përhershme dhe zakonisht kanë qëllime të shumta për të arritur. Përveç kësaj, agjentët mund të hyjnë dhe të dalin nga kongregacionet dhe t'u përkasin disave në të njëjtën kohë.
Shoqëria është një grup agjentësh të ndryshëm që ndërveprojnë dhe komunikojnë. Ata kanë qëllime të ndryshme, nuk kanë të njëjtin nivel racionaliteti dhe të njëjtat aftësi, por të gjithë u binden ligjeve (normave) të përbashkëta.
Agjentët e Federatës i japin një pjesë të autonomisë së tyre delegatit të grupit të tyre. Agjentët e grupit ndërveprojnë vetëm me delegatin e tyre, i cili nga ana tjetër ndërvepron me delegatët nga grupet e tjera.
Agjentët e shitjeve ofrojnë artikuj që agjentët e blerësve mund t'i pretendojnë. Ky lloj organizimi bën të mundur, për shembull, simulimin e tregjeve reale dhe krahasimin e strategjive të ndryshme tregtare.
Agjentët e organizimit të matricës janë hierarkikë. Megjithatë, ndryshe nga hierarkia e paraqitur më sipër, ku një agjent është vetëm në varësi të disa agjentëve të tjerë, ata në një organizatë matricë mund t'i nënshtrohen disa të tjerëve.
Kombinime - Ky organizim i kombinuar përzien shumë nga stilet e mësipërme. Ky mund të jetë, për shembull, një koalicion ose një hierarki ekipesh.
Inteligjencë Artificiale
Qëllimi i shkencës konjitive është të kuptojë natyrën dhe funksionimin e inteligjencës artificiale, e cila është ajo që përpunon informacionin e brendshëm për ta bërë atë të qëllimshëm. Shumë koncepte i përshtaten këtij përshkrimi: njerëzit, kompjuterët, robotët, sistemet ndijore,lista është e pafund. Një lloj sistemi me interes të veçantë për shkencëtarët njohës është vetë-agjenti artificial që vepron mbi informacionin.
Një agjent inteligjent (IA) është në gjendje të marrë vendime bazuar në përvojën e tij dhe mund të zgjedhë veprime në situata të ndryshme. Siç sugjeron termi "artificial", lloji i agjentëve autonome të interesit nuk është diçka e krijuar nga natyra. Prandaj, një agjent artificial është gjithçka që krijohet nga njerëzit, i aftë për të vepruar në bazë të informacionit që ai percepton, përvojave, vendimeve dhe veprimeve të veta.
Fusha e inteligjencës ekstra-natyrore ofron aftësitë teknike për të përkthyer llojet e dëshiruara të agjentëve në një gjuhë programimi, softuer përkatës dhe arkitekturë të përshtatshme (hardware dhe softuer përkatës) për të zbatuar agjentin në botën reale ose të simuluar.
Mjedisi i botës së perceptimit
Agjent është çdo gjë që merr në mjedis nëpërmjet sensorëve dhe vepron mbi të nëpërmjet efektorëve, gjë që tingëllon mjaft e thjeshtë. Ky përkufizim i një agjenti mbulon një gamë të gjerë makinerish, nga termostatet tek objektet që në fakt mund të mësojnë një repertor të vogël sjelljesh.
Sensorët janë mjete të përdorura nga një agjent për të mbledhur informacione rreth botës së tyre. Tastiera dhe videokamera mund të funksionojnë si sensorë nëse janë të lidhur me agjentin. Në fund të përgjigjes së sistemit, interpretuesit janë mjetet e përdorura nga agjenti për të ndikuar në mjedis. Shembuj të efektorëve janëmonitor, printer dhe krah robotik.
Zakonisht mjedisi është domeni ose bota e agjentit. Këto domene, të paktën tani për tani, duhet të kufizohen në lloje specifike situatash në mënyrë që të shmangen mundësitë e pakufizuara të botës së përditshme.
Sistemi i ndikimit autonom
Një Agjent Autonom është "një sistem brenda dhe pjesë e një mjedisi që e percepton atë mjedis dhe vepron mbi të me kalimin e kohës për të realizuar axhendën e tij dhe për të ndikuar në atë që përjeton në të ardhmen". Ky përkufizim nga Franklin dhe Greisser pasqyron të gjitha funksionet themelore të agjentëve inteligjentë, me përjashtim të shoqërueshmërisë së tyre. Kjo siguron një përafrim të mirë të veçorive kryesore të shumëllojshmërisë së gjerë të AI në zhvillim.
Agjentë të tillë e ndjejnë mjedisin e tyre. Por këtu të dhënat ose perceptimet shqisore përfshijnë jo vetëm të dhëna për objektet e tjera, por edhe ndikimin e vetë agjentit në gjendjen e punëve në mjedis. Sensorët mund të jenë organikë, të tillë si sytë dhe veshët dhe procesorët e tyre nervorë, ose artificialë, të tillë si procesorët video dhe audio të ngulitur në një kompjuter dixhital. Mjedisi mund të jetë një zonë shumë e kufizuar, si një hapësirë e mbyllur, ose shumë komplekse, si një bursë ose një koleksion asteroidësh. Sensorët duhet të përputhen me llojet e objekteve me të cilët ndërvepron agjenti.
Lloji refleks i ndërveprimit
Agjenti reflektor ka një mekanizëm më kompleks. Në vend të dinamikës së drejtpërdrejtënë lidhje me mjedisin, ai kërkon atë që duhet të bëjë në listën e rregullave. Agjenti refleks i përgjigjet një perceptimi të caktuar me një përgjigje të programuar. Edhe nëse ka mijëra përgjigje të mundshme për një perceptim të caktuar, agjenti ka një listë të integruar të rregullave të veprimit të situatës për të ekzekutuar ato përgjigje që tashmë janë marrë në konsideratë nga programuesi. Rregulli i veprimit të situatës është në thelb një imperativ hipotetik.
Agjentët refleks nuk janë vërtet shumë të shndritshëm. Ata thjesht nuk mund ta përballojnë risinë. Agjenti inteligjent përmban tiparet e kushërinjve të tij më pak të sofistikuar, por nuk është aq i kufizuar. Ai vepron sipas rendit të ditës. Ajo ka një sërë qëllimesh që i ndjek në mënyrë aktive. Agjenti i bazuar në objektiv ka një kuptim të gjendjes aktuale të mjedisit dhe se si funksionon zakonisht ai mjedis. Ai ndjek strategji ose qëllime madhore që nuk mund të arrihen menjëherë. Kjo e bën agjentin aktiv, jo vetëm reaktiv.
Synoni mjetin funksional
Në agjentët më kompleksë, një masë e mirëmbajtjes zbatohet për veprimet e ndryshme të mundshme që mund të kryhen në mjedis. Ky programues kompleks është një agjent i bazuar në shërbime. Agjenti i bazuar në shërbim do të vlerësojë çdo skenar për të parë se sa mirë i arrin disa kritere për të marrë një rezultat të mirë. Gjëra të tilla si gjasat e suksesit, burimet e nevojshme për të përfunduar skenarin, rëndësia e qëllimit për t'u arritur, koha që do të duhet, të gjitha mund të përfshihen në llogaritjet e funksionit të dobisë.
SepseMeqenëse një programues zakonisht nuk mund të parashikojë të gjitha gjendjet e botës që do të hasë një agjent, numri i rregullave që do të duhej të shkruheshin për një agjent refleks do të ishte astronomik edhe në fusha shumë të thjeshta si planifikimi i takimeve ose organizimi i rrugëve dhe furnizimeve të transportit.
Cakulli bazë i kontrollit
Duke pasur parasysh përkufizimin e një agjenti inteligjent, merrni parasysh ciklin bazë të kontrollit të shkruar nga teoricieni i agjentëve Michael Vuladrich në 2000:
- ruaj paqe;
- përditëso modelin e brendshëm të botës;
- arritni një qëllim të qëllimshëm;
- përdor mjete/qëllime për të marrë një plan për qëllimet;
- ekzekutoni planin;
- përfundoni procesin.
Ky model ka nevojë për një interpretim. Agjenti vëzhgon botën - kjo do të thotë që ai, duke përdorur sensorët e tij, mbledh perceptime. Sensori mund të jetë një tastierë e lidhur me një kompjuter dixhital ose një procesor vizual i lidhur me një robot. Mund të jetë çdo gjë që i lejon agjentit të mbledhë përfaqësime të botës. Përditësimi i modelit të brendshëm do të thotë që agjenti shton një perceptim të ri në sekuencën e tij të perceptimeve dhe informacionit të programuar rreth botës.
Platformat e zhvillimit me shumë agjentë
AnyLogic është një softuer simulues CORMAS me burim të hapur me shumë agjentë dhe me shumë komponentë i bazuar në gjuhën e programimit të orientuar nga objekti SmallTalk.
DoMIS është një mjet i projektimit të sistemit me shumë agjentë i fokusuar në "kontrollin operacional të sistemeve komplekse" dhe i bazuar në metodën e projektimit B-ADSC.
JACK është një gjuhë programimi dhe mjedis zhvillimi për agjentët njohës të zhvilluar nga Agent Oriented Software si një zgjerim i orientuar nga agjenti i gjuhës Java.
GAMA është një platformë modelimi me burim të hapur (LGPL) që ofron një mjedis modelimi të bazuar në agjentë të qartë hapësinor duke përdorur të dhëna GIS për të përshkruar agjentët dhe mjedisin e tyre.
JADE (ZHVILLIMI I Agjentit Java) është një kuadër zhvillimi me shumë agjentë me burim të hapur i bazuar në gjuhën Java.
Shtatë modele të standardit
Në procesin evolucionar të kërkimit, ka më shumë të dhëna se si të krijohet një sistem që është i besueshëm dhe që përfaqëson një nivel më të lartë të cilësisë. Tendenca për të vazhduar është të plotësohen ose zgjerohen metodat ekzistuese që kanë arritur të konsolidojnë vendimmarrjen brenda zhvillimit.
Standardi metodologjik lejon, në një mënyrë të kuptueshme dhe të thjeshtë, krijimin e një MAC, jo vetëm duke përdorur gjuhën natyrore, por edhe duke përdorur shabllone përshkrimi që ndihmojnë në specifikimin e sistemit.
Standardi metodologjik ofron shtatë modele të problemeve ose zgjidhjet e tyre për ndërtimin e MAC:
- Një model skenari që përshkruan një kompani ose organizatë.
- Modeli i qëllimeve dhe objektivave përcakton dhe përshkruan strukturën organike.
- Modeli i agjentit përcakton njerëzit dhe sistemet autonome.
- Modeli i roleve lidh qëllimet dhe objektivat me një agjent të caktuar.
- Modeli organizativ përshkruan mjedisin me të cilin lidhet një agjent individual.
- Modeli i ndërveprimit përshkruan marrëdhënien, duke theksuar koordinimin e tyre të agjentëve.
- Modeli i projektimit përcakton arkitekturën e agjentit dhe rrjetit.
Shembuj të ndërveprimit ndërmjet agjentëve
MAS përdoren për të simuluar ndërveprimin midis agjentëve autonome. Përdorimi i sistemeve me shumë agjentë, për shembull, në sociologji bën të mundur parametrizimin e agjentëve të ndryshëm që përbëjnë komunitetin. Duke shtuar kufizime, mund të përpiqeni të kuptoni se cili do të jetë komponenti më efektiv për të arritur rezultatin e pritur. Ata duhet të eksperimentojnë me skenarë që nuk do të ishin të arritshëm nga njerëzit e vërtetë, qoftë për arsye teknike apo etike.
IA e shpërndarë u krijua për të zgjidhur kompleksitetin e programeve të mëdha monolitike të inteligjencës jonatyrore - ekzekutimi, shpërndarja dhe kontrolli i centralizuar. Për të zgjidhur një problem kompleks, ndonjëherë është më e lehtë të krijohen programe (agjentë) relativisht të vegjël në bashkëpunim sesa një program i madh monolit. Autonomia lejon që sistemi të përshtatet në mënyrë dinamike ndaj ndryshimeve të paparashikuara në mjedis.
Shembuj të sistemeve me shumë agjentë në industrinë e lojërave janë të shumtë dhe të ndryshëm. Ato përdoren në lojëra video dhe filma, duke përfshirë softuerin MASSIVE, për shembull për të simuluar lëvizjen e turmës në trilogjinë e Zotit të unazave. Ata gjithashtu mund tëpërdoret nga kompanitë, për shembull, për të gjurmuar sjelljen e klientëve që shfletojnë faqet e internetit.
MAS përdoren gjithashtu në botën e financave. Për shembull, platforma MetaTrader 4 lejon përdorimin e agjentëve ekspertë në tregtimin e automatizuar që ndjekin tarifat Forex
Përfitimet e përdorimit të sistemit
Në kërkimin e IA, teknologjia e sistemeve të bazuara në agjentë është përqafuar si një paradigmë e re për konceptimin, projektimin dhe zbatimin e sistemeve softuerike. Përfitimet e qasjes multi-MAS:
- Ndan burimet dhe aftësitë kompjuterike nëpër një rrjet agjentësh të ndërlidhur.
- Lejon ndërlidhjen dhe ndërveprimin e sistemeve të shumta ekzistuese të trashëgimisë.
- Mbulon fusha të ndryshme duke përfshirë mirëmbajtjen e avionëve, kuletat elektronike të librave, pastrimin e minave ushtarake, komunikimet me valë dhe komunikimin, planifikimin e logjistikës ushtarake, sistemin e menaxhimit të zinxhirit të furnizimit, planifikimin e misionit bashkëpunues, menaxhimin e portofolit financiar.
Në kërkime, teknologjia IA për sistemet e bazuara në agjentë është përqafuar si një paradigmë e re për konceptimin, projektimin, zbatimin dhe mësimin me shumë agjentë të sistemeve softuerike.
Kështu, MAC është një rrjet i lidhur lirshëm agjentësh softuerësh që ndërveprojnë për të zgjidhur problemet përtej aftësive individuale ose njohurive të secilit krijues të problemeve.
