.
Ένα σύστημα πολλαπλών πρακτόρων (Πολυπρακτορικό Σύστημα, MAS ή "αυτο-οργανωμένο σύστημα") είναι ένα ηλεκτρονικό σύστημα που αποτελείται από πολλαπλούς αλληλεπιδρώντες ευφυείς πράκτορες.[1] Τα συστήματα πολλαπλών πρακτόρων μπορούν να λύσουν προβλήματα που είναι δύσκολο ή αδύνατο να λυθούν από έναν μεμονωμένο πράκτορα ή ένα μονολιθικό σύστημα.[2] Η νοημοσύνη μπορεί να περιλαμβάνει μεθοδικές, λειτουργικές, διαδικαστικές προσεγγίσεις, αλγοριθμική αναζήτηση ή ενισχυτική μάθηση.[3][4]
Παρά τη σημαντική επικάλυψη, ένα σύστημα πολλαπλών πρακτόρων δεν είναι πάντα το ίδιο με ένα μοντέλο που βασίζεται σε πράκτορες (ABM). Ο στόχος ενός ABM είναι να αναζητήσει επεξηγηματική εικόνα για τη συλλογική συμπεριφορά των πρακτόρων (που δεν χρειάζεται απαραίτητα να είναι «έξυπνοι») υπακούοντας σε απλούς κανόνες, συνήθως σε φυσικά συστήματα, αντί για την επίλυση συγκεκριμένων πρακτικών ή μηχανικών προβλημάτων. Η ορολογία του ABM τείνει να χρησιμοποιείται πιο συχνά στην επιστήμη και το MAS στη μηχανική και την τεχνολογία.[5] Εφαρμογές όπου η έρευνα συστημάτων πολλαπλών πρακτόρων μπορεί να προσφέρει μια κατάλληλη προσέγγιση περιλαμβάνουν διαδικτυακές συναλλαγές,[6] αντιμετώπιση καταστροφών,[7][8] επιτήρηση στόχων [9] και μοντελοποίηση κοινωνικής δομής[10].
Εννοια
Τα συστήματα πολλαπλών πρακτόρων αποτελούνται από πράκτορες και το περιβάλλον τους. Συνήθως η έρευνα συστημάτων πολλαπλών πρακτόρων αναφέρεται σε πράκτορες λογισμικού. Ωστόσο, οι πράκτορες σε ένα σύστημα πολλαπλών πρακτόρων θα μπορούσαν εξίσου να είναι ρομπότ, άνθρωποι ή ανθρώπινες ομάδες. Ένα σύστημα πολλαπλών πρακτόρων μπορεί να περιέχει συνδυασμένες ομάδες ανθρώπου-πρακτόρων.
Οι πράκτορες μπορούν να χωριστούν σε τύπους που εκτείνονται από απλούς έως πολύπλοκους. Οι κατηγορίες περιλαμβάνουν:
Παθητικοί πράκτορες[11] ή "πράκτορες χωρίς στόχους" (όπως εμπόδιο, μήλο ή κλειδί σε οποιαδήποτε απλή προσομοίωση)
Ενεργοί πράκτορες[11] με απλούς στόχους (όπως πτηνά στο κοπάδι ή λύκος-πρόβατο θήραμα-αρπακτικό)
Γνωστικοί παράγοντες (σύνθετοι υπολογισμοί)
Τα περιβάλλοντα πρακτόρων μπορούν να χωριστούν σε:
Εικονικός
Διακεκριμένος
Συνεχής
Τα περιβάλλοντα πρακτόρων μπορούν επίσης να οργανωθούν σύμφωνα με ιδιότητες όπως η προσβασιμότητα (αν είναι δυνατή η συλλογή πλήρεις πληροφορίες για το περιβάλλον), ο ντετερμινισμός (αν μια ενέργεια προκαλεί ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα), η δυναμική (πόσες οντότητες επηρεάζουν το περιβάλλον αυτή τη στιγμή), διακριτικότητα (αν ο αριθμός των πιθανών ενεργειών στο περιβάλλον είναι πεπερασμένος), επεισοδικότητα (αν οι ενέργειες των πρακτόρων σε συγκεκριμένες χρονικές περιόδους επηρεάζουν άλλες περιόδους),[12] και διαστάσεις (αν τα χωρικά χαρακτηριστικά είναι σημαντικοί παράγοντες του περιβάλλοντος και ο πράκτορας λαμβάνει υπόψη το χώρο σε λήψη αποφάσεών του).[13] Οι ενέργειες του πράκτορα συνήθως διαμεσολαβούνται μέσω ενός κατάλληλου ενδιάμεσου λογισμικού. Αυτό το ενδιάμεσο λογισμικό προσφέρει μια πρώτης τάξεως αφαίρεση σχεδίασης για συστήματα πολλαπλών πρακτόρων, παρέχοντας μέσα διαχείρισης της πρόσβασης στους πόρους και του συντονισμού των πρακτόρων.[14]
Χαρακτηριστικά
Οι πράκτορες σε ένα σύστημα πολλαπλών πρακτόρων έχουν πολλά σημαντικά χαρακτηριστικά:[15]
Αυτονομία: πράκτορες τουλάχιστον εν μέρει ανεξάρτητοι, αυτοσυνείδητοι, αυτόνομοι
Τοπική θέα: κανένας πράκτορας δεν έχει πλήρη καθολική θέα ή το σύστημα είναι πολύ περίπλοκο ώστε ένας πράκτορας να εκμεταλλευτεί αυτή τη γνώση
Αποκέντρωση: κανένας πράκτορας δεν ορίζεται ως έλεγχος (ή το σύστημα έχει ουσιαστικά μειωθεί σε μονολιθικό σύστημα)[16]
Αυτο-οργάνωση και αυτοδιεύθυνση
Τα συστήματα πολλαπλών πρακτόρων μπορούν να εκδηλώσουν αυτο-οργάνωση καθώς και άλλα παραδείγματα αυτοκατεύθυνσης και ελέγχου και σχετικές σύνθετες συμπεριφορές, ακόμη και όταν οι επιμέρους στρατηγικές όλων των πρακτόρων τους είναι απλές. τους περιορισμούς του πρωτοκόλλου επικοινωνίας του συστήματος, η προσέγγιση μπορεί να οδηγήσει σε μια κοινή βελτίωση. Παραδείγματα γλωσσών είναι η Γλώσσα χειρισμού ερωτημάτων γνώσης (KQML) ή η γλώσσα επικοινωνίας με πράκτορα (ACL).
Παραδείγματα συστήματος
Πολλά MAS υλοποιούνται σε προσομοιώσεις υπολογιστή, περνώντας το σύστημα μέσω διακριτών «χρονικών βημάτων». Τα στοιχεία MAS επικοινωνούν τυπικά χρησιμοποιώντας έναν σταθμισμένο πίνακα αιτημάτων, π.χ.
Speed-VERY_IMPORTANT: min=45 mph, Path length-MEDIUM_IMPORTANCE: max=60 expectedMax=40, Max-Weight-UNIMPORTANT Contract Priority-REGULAR
και έναν σταθμισμένο πίνακα απόκρισης, π.χ.
Speed-min:50 but only if weather sunny, Path length:25 for sunny / 46 for rainy Contract Priority-REGULAR note – ambulance will override this priority and you'll have to wait
Ένα σχέδιο συμβάσεων πρόκλησης-απόκρισης είναι κοινό στα συστήματα MAS, όπου
Πρώτα ένα "Ποιος μπορεί;" η ερώτηση διανέμεται.
Μόνο τα σχετικά εξαρτήματα απαντούν: «Μπορώ, σε αυτή την τιμή».
Τέλος, συντάσσεται ένα συμβόλαιο, συνήθως σε πολλά σύντομα βήματα επικοινωνίας μεταξύ των πλευρών,
λαμβάνοντας επίσης υπόψη άλλα στοιχεία, τις εξελισσόμενες «συμβάσεις» και τα σύνολα περιορισμών των αλγορίθμων στοιχείων.
Ένα άλλο παράδειγμα που χρησιμοποιείται συνήθως με το MAS είναι η "φερομόνη", όπου τα συστατικά αφήνουν πληροφορίες για άλλα κοντινά εξαρτήματα. Αυτές οι φερομόνες μπορεί να εξατμιστούν/συγκεντρωθούν με το χρόνο, δηλαδή οι τιμές τους μπορεί να μειωθούν (ή να αυξηθούν).
Ιδιότητες
Τα MAS τείνουν να βρίσκουν την καλύτερη λύση για τα προβλήματά τους χωρίς παρέμβαση. Υπάρχει μεγάλη ομοιότητα εδώ με φυσικά φαινόμενα, όπως η ελαχιστοποίηση της ενέργειας, όπου τα φυσικά αντικείμενα τείνουν να φτάνουν τη χαμηλότερη δυνατή ενέργεια εντός του φυσικώς περιορισμένου κόσμου. Για παράδειγμα: πολλά από τα αυτοκίνητα που εισέρχονται σε μια μητρόπολη το πρωί θα είναι διαθέσιμα για έξοδο από την ίδια μητρόπολη το βράδυ.
Τα συστήματα τείνουν επίσης να αποτρέπουν τη διάδοση βλαβών, να αυτοανακτούνται και να είναι ανεκτικά σε σφάλματα, κυρίως λόγω του πλεονασμού των εξαρτημάτων.
Ερευνα
Η μελέτη των συστημάτων πολλαπλών πρακτόρων «αφορά την ανάπτυξη και την ανάλυση εξελιγμένων αρχιτεκτονικών επίλυσης προβλημάτων και ελέγχου τεχνητής νοημοσύνης τόσο για συστήματα ενός παράγοντα όσο και για συστήματα πολλαπλών πρακτόρων».[17] Τα ερευνητικά θέματα περιλαμβάνουν:
μηχανική λογισμικού προσανατολισμένη σε πράκτορες
πεποιθήσεις, επιθυμίες και προθέσεις (BDI)
συνεργασίας και συντονισμού
Βελτιστοποίηση κατανεμημένων περιορισμών (DCOP)
οργάνωση
επικοινωνία
διαπραγμάτευση
κατανεμημένη επίλυση προβλημάτων
μάθηση πολλαπλών παραγόντων[18]
agent mining
επιστημονικές κοινότητες (π.χ. σχετικά με το βιολογικό σμήνος, την εξέλιξη της γλώσσας και τα οικονομικά)[19][20]
αξιοπιστία και ανοχή σε σφάλματα
ρομποτική,[21] συστήματα πολλαπλών ρομπότ (MRS), ρομποτικά συμπλέγματα
πλαίσια
Έχουν προκύψει πλαίσια που εφαρμόζουν κοινά πρότυπα (όπως τα πρότυπα FIPA και OMG MASIF[22]). Αυτά τα πλαίσια π.χ. JADE, εξοικονομήστε χρόνο και βοηθήστε στην τυποποίηση της ανάπτυξης MAS.[23]
Επί του παρόντος, ωστόσο, κανένα πρότυπο δεν διατηρείται ενεργά από τη FIPA ή την OMG. Οι προσπάθειες για περαιτέρω ανάπτυξη πρακτόρων λογισμικού σε βιομηχανικό πλαίσιο πραγματοποιούνται στην τεχνική επιτροπή IEEE IES για τους Industrial Agents.[24]
Εφαρμογές
Τα MAS δεν έχουν εφαρμοστεί μόνο στην ακαδημαϊκή έρευνα, αλλά και στη βιομηχανία.[25] Τα MAS εφαρμόζονται στον πραγματικό κόσμο σε γραφικές εφαρμογές όπως τα παιχνίδια υπολογιστών. Τα συστήματα αντιπροσώπων έχουν χρησιμοποιηθεί σε ταινίες.[26] Συνιστάται ευρέως για χρήση σε τεχνολογίες δικτύωσης και κινητής τηλεφωνίας, για την επίτευξη αυτόματης και δυναμικής εξισορρόπησης φορτίου, υψηλής επεκτασιμότητας και δικτύων αυτοθεραπείας. Χρησιμοποιούνται για συντονισμένα αμυντικά συστήματα.
Άλλες εφαρμογές[27] περιλαμβάνουν τις μεταφορές,[28] logistics,[29] γραφικά, κατασκευή, συστήματα ισχύος,[30] έξυπνα δίκτυα[31] και GIS.
Επίσης, η Τεχνητή Νοημοσύνη Συστημάτων πολλαπλών πρακτόρων (MAAI) χρησιμοποιούνται για την προσομοίωση κοινωνιών, με σκοπό να είναι χρήσιμος στους τομείς του κλίματος, της ενέργειας, της επιδημιολογίας, της διαχείρισης συγκρούσεων, της κακοποίησης παιδιών, ....[32] Ορισμένοι οργανισμοί που εργάζονται στη χρήση μοντέλων συστημάτων πολλαπλών πρακτόρων περιλαμβάνουν το Center for Modeling Social Systems, το Center for Research in Social Simulation, το Center for Policy Modelling, το Society for Modeling και το Simulation International.[32] Hallerbach et al. συζήτησε την εφαρμογή προσεγγίσεων που βασίζονται σε πράκτορες για την ανάπτυξη και την επικύρωση αυτοματοποιημένων συστημάτων οδήγησης μέσω ενός ψηφιακού διπλού του οχήματος υπό δοκιμή και της μικροσκοπικής προσομοίωσης κυκλοφορίας που βασίζεται σε ανεξάρτητους πράκτορες.[33] Η Waymo δημιούργησε ένα περιβάλλον προσομοίωσης πολλαπλών πρακτόρων Carcraft για να δοκιμάσει αλγόριθμους για αυτοοδηγούμενα αυτοκίνητα.[34][35] Προσομοιώνει τις αλληλεπιδράσεις κυκλοφορίας μεταξύ ανθρώπων οδηγών, πεζών και αυτοματοποιημένων οχημάτων. Η συμπεριφορά των ανθρώπων μιμείται από τεχνητούς παράγοντες με βάση δεδομένα πραγματικής ανθρώπινης συμπεριφοράς.
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
