人工智能及其应用9

第九章Agent（艾真体）学习内容分布式人工智能艾真体通信艾真体及其要素多艾真体技术艾真体的结构小结29.1分布式人工智能（DistributedArtificialIntelligence）分布式人工智能的特点分布性(Internet/)连接性协作性开放性容错性独立性分布式人工智能的分类/区别/联系•分布式问题求解（DPS）•多艾真体系统（MAS)39.2Agent及其要素（AgentandItsElements）Fig9.1Agent与环境的交互作用环境执行器作用感知传感器？4Agent的译法建议把agent译为“艾真体”艾真体的要素信念(Belief)、愿望(Desire)、意图(Intention)与行为的因果关系，如Fig9.2所示。9.2Agent及其要素Fig9.2BDI关系图…信念愿望意图行为5艾真体的特性行为自主性工作协调性作用交互性运行持续性环境协调性系统适应性面向目标性结构分布性存在社会性功能智能性9.2Agent及其要素69.3艾真体的结构（ArchitectureofAgent）艾真体的结构特点艾真体系统是个高度开放的智能系统。–艾真体相当于一个独立的功能模块–核心部分为决策生成器或问题求解器–一个或多个进程，并接受总体调度–多计算机上并行运行艾真体体系结构程序7艾真体的结构分类–反应式艾真体9.3艾真体的结构Fig9.3反应式艾真体结构作用决策条件-作用规则世界现状执行器传感器环境艾真体89.3艾真体的结构–慎思式艾真体(deliberativeagent)Fig9.4慎思式艾真体结构环境执行器传感器信息融合目标知识库状态作用决策规划99.3艾真体的结构–跟踪式艾真体Fig9.5具有内部状态的艾真体结构执行器传感器环境世界现状条件-作用规则作用决策艾真体影响世界信息世界发展艾真体信息原有内部状态艾真体109.3艾真体的结构–基于目标的艾真体Fig9.6一个具有显式目标的艾真体环境目标行为决策艾真体执行器传感器世界现状行为影响世界艾真体影响世界信息世界发展艾真体信息原有内部状态119.3艾真体的结构–基于效果的艾真体Fig9.7基于效果的艾真体结构传感器执行器环境艾真体影响世界信息世界发展艾真体信息原有内部状态艾真体行为影响世界世界现状效果满意程度行为决策129.3艾真体的结构–复合式艾真体艾真体建模反射决策生成通信Fig9.8复合式艾真体的结构环境其它Agent执行器感知器反射一般情况紧急和简单情况动作139.4艾真体通信（Communicationamongagents）通信的过程语言的发展：逻辑推理与不确定推理(p248)语言基础：形式语言和自然语言通信的组成–讲话者：意向、生成、综合–受话者：感知、分析、消歧、综合14一个典型的通信事件由7个过程组成。在该事件中,讲话者T要使用文字W向受话者H调查建议P。在讲话者身上发生三种作用:(1)意向:T要H相信P(T典型地相信P)。(2)生成:T选择文字W(因为它们表达意思P)。(3)综合:T说话W(经常对H说这些话)。在受话者身上发生4种作用:(1)感知:H感知W’(理想地W’=W,但错觉是可能的)。(2)分析:H推断,W’可能的含义为P1,…,Pn(文字和短语有多个意思)。(3)消歧:H推断,T要调查Pi(理想、地,Pi=P,但误解是可能的)。(4)总合:H决定相信Pi(或者,如果超出H已经信任的底线就反对)15意向生成综合讲话者Know(H,~Alive(Wumpus,S3))TheWumpusisdead.[thaxwahmphsihzdeye]感知分析消歧受话者TheWumpusS~Alive(Wumpus,S3)IsdeadNPVPArticleNounVerbAdjectiveTheWumpusisdead综合语法解释~Alive(Wumpus,Now)TELL（KB,Tired(Wumpus,Now)~Alive(Wumpus,S3)语义解释~Alive(Wumpus,S3)Tired(Wumpus,S3)图9.9说明通信的7个过程的例句16Agent语言使用的条件Agent只有与下面的对象通信时，才感受到语言：–（1）理解一个共同的语言；–（2）有一个共享上下文的会话基础；–（3）至少有些理性；179.4艾真体的通信艾真体通信的类型和方式–通信的类型•使用TELL和ASK通信（灵感通信，直接与对方知识库通信）；•使用形式语言通信（NLP，难点在于知识库的差别）；–通信的方式：黑板系统和消息对话系统行为感知艾真体A艾真体B通过界面TELL和ASK通信感知推理知识库知识库推理行为Fig9.10两艾真体通过TELL和ASK通信18交谈的规划与实现当一个艾真体采取某一动作以影响另一艾真体的认知结构时，就可以说该艾真体已参与了一个通信行为。艾真体可以通过两种方法有意地影响另一艾真体的行为或动作。交谈理论是艾真体通信的理论基础。对话理论研究集中在如何划分对话的类型。在艾真体通信语言研究中，对话理论主要用于考虑艾真体间交互信息的类型。一般把对话分为表示型（representative）和指示型（directive）两类191.交谈的规划能够像处理艾真体的其它动作一样对待交谈。艾真体能够使用一个规划产生系统制订由言语行为和其它动作构成的计划。为此，需要一个描述这些动作效果的模型。举例：一个表示型交谈TELL（，）–PC:Next_to()andand~K(,)–D:~K(,)–A:K(,)20问题：假定对于情况On(A,B）andOn(B,C)andOn(C,F1)；该艾真体的目标为积术世界On(B,F1)。还假设无论何时，积木B在积术C上,而且B上方为空,艾真体A1把B移到地板F1上。–根据STRIPS规划和前述TELL规则,可构造艾真体的规划如下：–{Move(A,B,F1),TELL(A1,Clear(B)andOn(B,C))}212.交谈的实现有两种可能性：其一是从讲话者到受话者的某个逻辑公式的直接传输；其二，受话者把讲话者所讲的一些符号串翻译为它的认知结构。如果交谈双方共享同类的基于特征的世界模型，使用相同符号的逻辑公式，那么该交谈就可以通过传输一个逻辑公式来实现。艾真体间的通信可以用某个一致的通用通信语言来进行。通过设计、使用和指导，通信艾真体知道在这种通用语言下传输的符号串是如何改变其它艾真体的认知结构的。22艾真体的通信语言–知识询问与操作语言（KnowledgeQueryandManipulationLanguage：KQML）•KQML的三个层次：通信、消息和内容。–通信层——技术通信参数协议；–消息层——规定言语行为的类型；–内容层——规定消息内容。–知识交换语言（KnowledgeInterchangeFormat：KIF）9.4艾真体的通信239.5多艾真体系统（MultiAgentSystem）多艾真体系统的模型和结构BDI模型(理论模型)协商模型(经济理论)协作规划模型讲话者(问题求解)协调模型(控制与优化)多艾真体系统的体系结构艾真体网络(物理连接)艾真体联盟(消息联系)黑板结构(数据共享)24多艾真体的协作、协商和协调–多艾真体的协作方法•决策网络和递归建模•Markov对策•艾真体学习方法•决策树和对策树–多艾真体的协商技术•协商协议•协商策略•协商处理9.5多艾真体系统25多艾真体的协作、协商和协调–多艾真体的协调方法•基于集中规划的协调•基于协商的协调•基于对策论的协调•基于社会规划的协调多艾真体的学习与规划–多艾真体的学习–多艾真体的规划9.5多艾真体系统26多艾真体系统的研究和应用领域–多机器人协调•足球机器人–过程智能控制•柔性制造系统（FMS）•计算机集成制造系统（CIMS）–网络通信与管理•电话网络•网络负荷平衡–交通控制–其它应用9.5多艾真体系统279.6小结（Conclusion）艾真体性质、结构、通信agent译法的讨论（艾真体的提出）艾真体的信念、愿望和意图反应式、慎思式、跟踪式艾真体，基于目标的、基于效果的和复合式艾真体艾真体的通信问题艾真体通信语言KQML和KIF多艾真体系统的基本模型和体系结构