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多智能體 又名:一般專指多智能體系統(tǒng)(MAS,Multi-AgentSystem)或多智能體技術(shù)(MAT,Multi-AgentTechnology)。

一般專指多智能體系統(tǒng)(MAS, Multi-AgentSystem)或多智能體技術(shù)(MAT, Multi-Agent Technology)。多智能體系統(tǒng)是分布式人工智能(DAI,DistributedArtificial Intelligence)的一個重要分支,是20世紀末至21世紀初國際上人工智能的前沿學(xué)科。研究的目的在于解決大型、復(fù)雜的現(xiàn)實問題,而解決這類問題已超出了單個智能體的能力。
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isplay: block; font-family: 微軟雅黑, 黑體, Verdana; clear: both; font-size: 24px; overflow: hidden; font-weight: 500; padding-top: 0px">adius: 0px; border-top-right-radius: 2px; border-bottom-right-radius: 2px; border-bottom-left-radius: 0px">1簡介編輯

說到“多智能體”,一般專指多智能體系統(tǒng)(MAS, Multi-AgentSystem)或多智能體技術(shù)(MAT, Multi-Agent Technology)。多智能體系統(tǒng)是分布式人工智能(DAI,DistributedArtificial Intelligence)的一個重要分支,是20世紀末至21世紀初國際上人工智能的前沿學(xué)科。研究的目的在于解決大型、復(fù)雜的現(xiàn)實問題,而解決這類問題已超出了單個智能體的能力。

2定義編輯

智能體系統(tǒng)是多個智能體組成的集合,它的目標是將大而復(fù)雜的系統(tǒng)建設(shè)成小的、彼此互相通信和協(xié)調(diào)的,易于管理的系統(tǒng)。
它的研究涉及智能體的知識、目標、技能、規(guī)劃以及如何使智能體采取協(xié)調(diào)行動解決問題等。研究者主要研究智能體之間的交互通信、協(xié)調(diào)合作、沖突消解等方面,強調(diào)多個智能體之間的緊密群體合作,而非個體能力的自治和發(fā)揮,主要說明如何分析、設(shè)計和集成多個智能體構(gòu)成相互協(xié)作的系統(tǒng)。
同時,人們也意識到,人類智能的本質(zhì)是一種社會性智能,人類絕大部分活動都涉及多個人構(gòu)成的社會團體,大型復(fù)雜問題的求解需要多個專業(yè)人員或組織協(xié)調(diào)完成。要對社會性的智能進行研究,構(gòu)成社會的基本構(gòu)件物——人的對應(yīng)物——智能體理所當然成為人工智能研究的基本對象,而社會的對應(yīng)物——多智能體系統(tǒng),也成為人工智能研究的基本對象,從而促進了對多智能體系統(tǒng)的行為理論、體系結(jié)構(gòu)和通信語言的深入研究,這極大的繁榮了智能體技術(shù)的研究與開發(fā)。ap; color: rgb(51,102,204); margin-left: 2px; vertical-align: baseline; cursor: pointer; padding-top: 0px; top: -0.5em">[1] 

3優(yōu)勢特點編輯

智能體系統(tǒng)在表達實際系統(tǒng)時, 通過各智能體間的通訊、合作、互解、協(xié)調(diào)、調(diào)度、管理及控制來表達系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及行為特性。
智能體系統(tǒng)具有自主性、分布性、協(xié)調(diào)性, 并具有自組織能力、學(xué)習(xí)能力和推理能力。采用多智能體系統(tǒng)解決實際應(yīng)用問題, 具有很強的魯棒性和可靠性, 并具有較高的問題求解效率。
智能體系統(tǒng)是智能體技術(shù)應(yīng)用及研究上的一個質(zhì)的飛躍,不同行業(yè)的專家學(xué)者對之進行了深入的研究并從多個角度闡述了多智能體系統(tǒng)用于解決實際問題的優(yōu)勢,歸納起來,主要有以下幾點:
(1) 在多智能體系統(tǒng)中,每個智能體具有獨立性和自主性,能夠解決給定的子問題,自主地推理和規(guī)劃并選擇適當?shù)牟呗裕⒁蕴囟ǖ姆绞接绊懎h(huán)境。
(2) 多智能體系統(tǒng)支持分布式應(yīng)用,所以具有良好的模塊性、易于擴展性和設(shè)計靈活簡單,克服了建設(shè)一個龐大的系統(tǒng)所造成的管理和擴展的困難,能有效降低系統(tǒng)的總成本;
(4) 多智能體系統(tǒng)是一個講究協(xié)調(diào)的系統(tǒng),各智能體通過互相協(xié)調(diào)去解決大規(guī)模的復(fù)雜問題;多智能體系統(tǒng)也是一個集成系統(tǒng),它采用信息集成技術(shù),將各子系統(tǒng)的信息集成在一起,完成復(fù)雜系統(tǒng)的集成;
(5) 在多智能體系統(tǒng)中,各智能體之間互相通信,彼此協(xié)調(diào),并行地求解問題,因此能有效地提高問題求解的能力;
(6) 多智能體技術(shù)打破了人工智能領(lǐng)域僅僅使用一個專家系統(tǒng)的限制,在MAS環(huán)境在,各領(lǐng)域的不同專家可能協(xié)作求解某一個專家無法解決或無法很好解決的問題,提高了系統(tǒng)解決問題的能力;
(7)Apple-converted-space"> 智能體是異質(zhì)的和分布的。它們可以是不同的個人或組織,采用不同的設(shè)計方法和計算機語言開發(fā)而成,因而可能是完全異質(zhì)的和分布的。
(8) 處理是異步的。由于各智能體是自治的,每個智能體都有自己的進程,按照自己的運行方式異步地進行。[1-2]   

4研究領(lǐng)域編輯

智能體系統(tǒng)研究領(lǐng)域,主要包括:多智能體規(guī)劃、學(xué)習(xí)、推理、協(xié)商、交互機制等等理論,及其實際應(yīng)用。

5實現(xiàn)編輯

智能體系統(tǒng)適合于復(fù)雜的、開放的分布式系統(tǒng)。它們通過智能體的合作來完成任務(wù)的求解,實現(xiàn)多智能體系統(tǒng)的關(guān)鍵是多個智能體之間的通信和協(xié)調(diào)。
最具影響力的通信語言是在ARPA主持下研究而成的ACL(智能體CommunicationLanguage)語言,它由KIF(KnowledgeInterchange Format)和KQML(KnowledgeQuery and Manipulation Language)等組成。[1] [3] 

6應(yīng)用領(lǐng)域編輯

(01)智能機器人

在智能機器人中,信息集成和協(xié)調(diào)是一項關(guān)鍵性技術(shù),它直接關(guān)系到機器人的性能和智能化程度。一個智能機器人應(yīng)包括多種信息處理子系統(tǒng),如二維或三維視覺處理、信息融合、規(guī)劃決策以及自動駕駛等。各子系統(tǒng)是相互依賴、互為條件的,它們需要共享信息、相互協(xié)調(diào),才能有效地完成總體任務(wù),其目標是用來結(jié)合、協(xié)調(diào)、集成智能機器人系統(tǒng)的各種關(guān)鍵技術(shù)及功能子系統(tǒng),使之成為一個整體以執(zhí)行各種自主任務(wù)。利用多智能體系統(tǒng),將每個機器人作為一個智能體,建立多智能體機器人協(xié)調(diào)系統(tǒng),可實現(xiàn)多個機器人的相互協(xié)調(diào)與合作,完成復(fù)雜的并行作業(yè)任務(wù)。

(02)交通控制

由于交通控制拓撲結(jié)構(gòu)的分布式特性,使其很適合于應(yīng)用多智能體技術(shù),尤其對于具有劇烈變化的交通情況(如交通事故),多智能體的分布式處理和協(xié)調(diào)技術(shù)更為適合。

(03)柔性制造

多智能體技術(shù)應(yīng)用在柔性制造領(lǐng)域,可表示制造系統(tǒng),并為解決動態(tài)問題的復(fù)雜性和不確定性提供新的思路。如在制造系統(tǒng)中,各加工單元可看作智能體,從而使加工過程構(gòu)成一個半自治的多智能體制造系統(tǒng),完成單元內(nèi)加工任務(wù)的監(jiān)督和控制。多智能體技術(shù)可用于制造系統(tǒng)的調(diào)度、制造過程中的分布式控制。

(04)協(xié)調(diào)專家系統(tǒng)

對于復(fù)雜的問題,采用單一的專家系統(tǒng)往往不能滿足要求,需要通過多個專家系統(tǒng)協(xié)作,共同解決問題。利用多智能體技術(shù),可實現(xiàn)多專家系統(tǒng)的協(xié)調(diào)求解。

(05)分布式預(yù)測、監(jiān)控及診斷

智能體具有意圖的性質(zhì),利用多智能體的聯(lián)合意圖機制可實現(xiàn)聯(lián)合行動,從而實現(xiàn)分布式預(yù)測與監(jiān)控。

(06)分布式智能決策

采用智能體技術(shù)將多個專家系統(tǒng)的決策方法有機地協(xié)調(diào)起來,可建立基于多智能體協(xié)調(diào)的環(huán)境決策支持系統(tǒng)。智能體采用基于規(guī)則的描述方法,可實現(xiàn)環(huán)境管理的分布式智能決策。

(07)軟件開發(fā)

利用計算機來開發(fā)多智能體系統(tǒng),稱為軟件智能體。軟件工程的研究從模型角度考察智能體,認為面向智能體的軟件開發(fā)方法是為更確切地描述復(fù)雜并發(fā)系統(tǒng)的行為而采用的一種抽象的描述形式,是觀察客觀世界和解決問題的一種方法。

(08)虛擬現(xiàn)實

采用虛擬智能體技術(shù)建立了電子市場的模擬系統(tǒng)(MA GMA),可實現(xiàn)電子市場中的貨物儲藏和買賣機制以及銀行信貸和金融管理機制,并設(shè)計買和賣智能體,提出兩類智能體間的直接交互和代理交互算法,并采用異質(zhì)智能體技術(shù)將模擬系統(tǒng)設(shè)計為開放式結(jié)構(gòu)。

(09)操作系統(tǒng)

利用擬人化的具有自學(xué)習(xí)能力的人機智能體(IPA I)技術(shù)設(shè)計VAX VM S操作系統(tǒng),利用智能體所具有的特性可實現(xiàn)操作系統(tǒng)的自適應(yīng)功能。智能體IPA I可通過接受用戶的反饋使操作系統(tǒng)適應(yīng)用戶的興趣和習(xí)慣,通過識別正確與錯誤的命令及與其它智能體進行網(wǎng)絡(luò)通訊實現(xiàn)系統(tǒng)的學(xué)習(xí),從而使操作系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下實現(xiàn)與用戶的交互。

(10)網(wǎng)絡(luò)自動化與智能化

利用多智能體一致性的組織、表示、通信等特點,通過定義不同類別的智能體,可構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的不同智能成員(包括網(wǎng)絡(luò)單元智能體、管理對象智能體和操作系統(tǒng)智能體),實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理。
2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同化
智能體技術(shù)具有在Internet上的協(xié)調(diào)功能,通過采用U nix命令實現(xiàn)用戶在Internet上廣泛的協(xié)調(diào)。將智能體技術(shù)與Internet技術(shù)相結(jié)合,建立基于客戶服務(wù)器的智能體結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)用WWW開發(fā)計算機支持的協(xié)同工作(CSCW),建立一個以WWW為基礎(chǔ)、以一組協(xié)同工作的智能體為核心的應(yīng)用環(huán)境(CAW),達到在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下更好地支持用戶之間的協(xié)同工作。
3)網(wǎng)絡(luò)信息處理
軟件智能體是指活動于軟件環(huán)境中的智能體,它通過下達命令和分析環(huán)境反饋同環(huán)境進行交互。利用軟件智能體技術(shù),可對Internet這一規(guī)模龐大、極度異質(zhì)、高度動態(tài)的軟件環(huán)境實現(xiàn)信息的收集、檢索、分析、綜合,從而實現(xiàn)高度智能行為的信息處理手段。

(11)分式布計算

用多智能體技術(shù)建立分布式計算環(huán)境的基本目標是建立各種客戶服務(wù)器應(yīng)用,其核心是基于智能體的服務(wù)請求代理機制,它分為兩部分:1)客戶環(huán)境:由客戶應(yīng)用和服務(wù)請求智能體組成;2)服務(wù)環(huán)境:由一組服務(wù)智能體組成。

(12)產(chǎn)品設(shè)計

目前,利用智能體技術(shù)來構(gòu)造設(shè)計系統(tǒng)已成為一個研究熱點。設(shè)計問題涉及到多目標的約束求解和設(shè)計過程的協(xié)調(diào)。以超大規(guī)模集成電路(VLSI)的設(shè)計為例,它需要有關(guān)電路、邏輯門、寄存器、指令集、結(jié)構(gòu)以及裝配技術(shù)等方面的知識。為了降低VL S I設(shè)計的耗費,提高設(shè)計的速度,利用多智能體系統(tǒng)的并行處理技術(shù)將不同的任務(wù)分解,分別分布在不同的智能體上。

(13)商業(yè)管理

目前,物資流通管理中存在以下幾方面問題:缺少公共的通訊結(jié)構(gòu);缺少集中管理機制;協(xié)調(diào)成本過高。利用移動智能體(MA)可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的物資購買與出售之間的管理。

(14)網(wǎng)絡(luò)化的辦公自動化

人可作為一類智能體存在于多智能體系統(tǒng)中。采用多智能體技術(shù)可實現(xiàn)辦公自動化系統(tǒng)的人機一體化,系統(tǒng)中各個智能體分別實現(xiàn)信息的采集、存儲、交換、加工和決策。

(15)網(wǎng)絡(luò)化計算機輔助教學(xué)及醫(yī)療

采用人機智能體技術(shù)可建立一個放射治療培訓(xùn)系統(tǒng)(RA TA PLAN),開發(fā)用于人機交互的窗口,實現(xiàn)了人機對話。每個用戶都有各自的人機智能體,各智能體通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通訊。
可把智能體技術(shù)應(yīng)用于智能教學(xué)系統(tǒng)開發(fā),如:遠程教學(xué)和健康信息系統(tǒng)。
可以預(yù)見,在網(wǎng)上智能學(xué)校和網(wǎng)上智能醫(yī)院的設(shè)計和開發(fā)中,多智能體技術(shù)將發(fā)揮潛在的不可估量的作用。

(16)控制

利用MAS技術(shù)可建立一個多智能體控制系統(tǒng)框架,包括三層:最底層為控制層,具有實時控制能力;中間層為管理層;最上層為多智能體協(xié)調(diào)與通訊層。該框架可解決航行器機翼的伺服控制問題,框架內(nèi)每個智能體負責各自的控制任務(wù)。例如:采用多智能體技術(shù);建立混雜控制系統(tǒng)、板材自適應(yīng)控制模型等。[4] 
 
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參考資料
詞條標簽:
middle">計算機學(xué) , 計算機術(shù)語

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