9.2. Мультиагентные системы

Мультиагентные системы состоят из следующих компонентов:

• множество системных единиц, в котором выделяется подмножество активных единиц-агентов, манипулирующих подмножеством пассивных единиц-объектов;

• среда – некоторое пространство, в котором существуют агенты и объекты;

• множество задач (функций, ролей), которые поручаются агентам;

• множество отношений (взаимодействий) между агентами;

• множество организационных структур (конфигураций), формируемых агентами;

• множество действий агентов.

Возникновение, структура и динамика МАС как класса (сообщества агентов) определяются ситуацией взаимодействия агентов в зависимости от совместимости целей, уровня взаимных обязательств и ответственности, ограниченности ресурсов (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Классификация МАС

Распределенный ИИ: МАС образуется для решения некоторой задачи. Осуществляется централизованное управление и координация действий нескольких интеллектуальных агентов.

Децентрализованный ИИ: исследуется деятельность автономного агента в динамической многоагентной среде.

Искусственная жизнь: исследуются и моделируются процессы децентрализованного управления, эволюции, адаптации и кооперации в МАС, состоящей из большого числа реактивных агентов.

Основными направлениями в разработке МАС являются распределенный ИИ и искусственная жизнь.

Главная проблема в РИИ  разработка интеллектуальных групп и организаций, способных решать задачи путем рассуждений, связанных с обработкой символов. Групповое интеллектуальное поведение образуется на основе индивидуальных интеллектуальных поведений, в связи с чем необходимо согласование целей, интересов и стратегий отдельных агентов, координация их действий, разрешение конфликтов путем переговоров.

Системы РИИ определяются тремя основными характеристиками:

• способ распределения задач между агентами;

• способ распределения властных полномочий;

• способ коммуникации агентов.

Искусственная жизнь (ИЖ) в большей степени связана с трактовкой интеллектуального поведения в контексте выживания, адаптации и самоорганизации в динамичной, враждебной среде. Глобальное интеллектуальное поведение всей системы рассматривается как результат локальных взаимодействий большого числа простых агентов. Основные положения:

• МАС – популяция простых и зависимых друг от друга агентов;

• каждый агент самостоятельно определяет свои реакции на события в локальной среде и взаимодействия с другими агентами;

• связи между агентами являются горизонтальными, т.е. не существует агента-супервизора, управляющего взаимодействием других агентов;

• нет точных правил, чтобы определить глобальное поведение агентов;

• поведение, свойства и структура на коллективном уровне порождаются только локальными взаимодействиями агентов.

В децентрализованных ИИ управление происходит только за счет локальных взаимодействий между агентами. Наряду с распределенными знаниями и ресурсами описываются локальные задачи отдельных агентов, решаемые на базе локальных концептуальных моделей и локальных критериев.

В целом задачи агентов в МАС могут изменяться от чисто индивидуальных до совместных, а сами агенты – от узкоспециализированных до универсальных (автономных). По этим критериям можно выделить следующие ситуации взаимодействия агентов в МАС: сосуществование (автономные агенты, индивидуальные задачи); сотрудничество (автономные агенты, совместная задача); совместная работа (специализированные агенты, совместная задача), распределенная работа (специализированные агенты, индивидуальные задачи).

Типичная схема распределенного решения задач несколькими агентами включает этапы:

• декомпозиция исходной проблемы на отдельные задачи (агент-субординатор);

• распределение задач между агентами-исполнителями;

• решение подзадач;

• интеграция частных результатов (агент-интегратор).

ИЖ в узком смысле есть раздел теории и приложений МАС, где изучаются вопросы возникновения интеллектуального поведения на основе локальных взаимодействий агентов. При этом сами агенты могут быть не обязательно интеллектуальными. Искусственный рой – множество агентов, способных взаимодействовать друг с другом, формировать и перестраивать функциональные паттерны (образы ситуации) и совместно решать различные задачи путем параллельных действий. Таким образом, рой представляет собой динамическую сеть взаимодействующих агентов, в которой происходят согласованное восприятие сигналов и воздействие на среду. Основные принципы формирования интеллекта роя: соседства; определения качества среды обитания; разнообразия ответных реакций в рое; устойчивости роя; адаптации.

ИЖ в широком смысле есть очень обширная междисциплинарная научно-техническая область, в которой проводятся работы по созданию и исследованию искусственных организмов и систем, реализующих принципы и механизмы организации живого.