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1、1智能代理和协作学习一 关于 Agent 的基本概念1. Agent 的定义在计算机和人工智能领域中，Agent 可以看成是一个实体。它通过传感器感知环境，通过效应器作用于环境。Agent 为了达到一定的目标，有着自成规律地执行任务的工作模式。著名 Agent 理论研究者、英国的 Wooldridge 博士和 Jennings 教授认为：Agent 是一个具有自主性、社会能力、反应性和能动性等性质的基干硬件或（更经常的）基于软件的计算机系统，该定义允许在更宽范围的环境中设计 Agent，而且其中增加了通信要求。2. Agent 的性质(1)代理性(Agent)a 它是“代表用户“工作的;b 它
2、可以把其他资源包装起来,引导并代替用户对这些资源进行访问,成为便于通达这些资源的枢纽和中介。(2)智能性(Intelligence)在这方面,智能 Agent 可以做很多有高技术含量的工作。例如,理解用户用自然语言表达的对信息资源和计算资源的需求;帮助用户在一定程度上克服信息内容的语言障碍;捕捉用户的偏好和兴趣;推测用户的意图并为其代劳;等等。(3)自主性(Autonomy)一个智能 Agent 应该是一个独立自主的计算实体。它应能在无法事先建模的、动态变化的信息环境中,独立规划复杂的操作步骤,解决实际问题,在用户不参与的情况下,独立发现和索取符合用户需求的可利用资源与服务。最近 J.McCa
3、rthy 等人正在探讨如何构造能对自身状态有所感知的智能 Agent。2(4)机动性(Mobility)在网络计算环境下,一个 Agent 可以看成是代表用户驻网络的常设机构,它可以在网络上灵活机动地访问各种资源和服务,还可以就完成特定任务同其他智能 Agent进行协商和合作,甚至把自己“迁移“到网络中的其他主机上去执行任务。这样的“精灵“在网络上游弋 ,是对网络安全性、个人隐私性和管理方面的巨大挑战。3. Agent 的基本结构（1）。目标模块（2）。感知器（3）。信息处理器（4）。效应器（5）。通讯机制 4、Agent 功能的实现要求：跨平台一致语法，最小资源代价，支持移动语义 面向 Ag
4、ent 的编程技术（AOP，Agent Oriented Programming）Java Telescript5.智能 Agent 的应用意义智能 Agent 在许多方面有着重要的应用意义。信息服务 信息服务是最广大的用户群接触网络环境的首要渠道。对于信息内容已经相当丰富的英语文化圈来说,进一步提高信息服务的质量,改变目前信息服务中存在的 “信息过载“和“资源迷向“的状况,是信息服务业所面临的最紧迫的任务。智能 Agent 正好可以适应这方面的需要。具体地说,用于信息服务的智能 Agent 主3要完成以下功能:1 导航 ,即告诉用户所需要的资源在哪里;2 解惑,即根据网上资源回答用户关于特定
5、主题的问题 ;3 过滤,即按照用户指定的条件,从流向用户的大量信息中筛选符合条件的信息,并以不同级别(全文、详细摘要、简单摘要、标题)呈现给用户;4 整理,即为用户把已经下载的资源进行分门别类的组织;5 发现,即从大量的公共原始数据(比如股票行情等)中筛选和提炼有价值的信息,向有关用户发布。这些都是使信息服务走向个性化主动服务不可缺少的功能。目前在此方面已经有了一些能够使用的系统,但智能化的程度还远远不够,且主动有余过滤不足已经造成了一些负面的影响,亟待尽快发展更先进的人工智能技术予以解决。系统与网络管理 计算机系统本身的资源量就非常巨大，系统管理的整个趋势正在朝着“傻瓜化“的方向发展,其中很
6、大一部分原来由系统管理员手工干的事情,现在已经由计算机代管了。系统管理的界面变得更加友好,在系统本身的复杂性不断提高的情况下,驾驭系统资源的复杂性反而在不断降低,代管系统的自主性也在逐步提高。在网络管理方面,随着 Client/Server 计算成为主流,完成固定功能的 Agent的存在和应用已经成为事实,分布在不同设备上“监视“设备状况,并随时向主机报告数据的 Agent,已经是当今网管系统中很平常的一部分了。但是, 这些从事部分系统/网络管理的 Agent 目前还不能称为“智能 Agent“,它们的智能化程度仍然有待提高。即使作为非系统/网络管理员和操作员的用户,也会有为系统和网络设定常规
7、服务、向系统和网络预约特殊服务的需要,智能 Agent 是满足用户这种需要的最合适的帮手。电子商务 越来越多的人看好 Internet 上的商业机会。网上的商品越多,在网上寻找商品就越是买方的一大负担;同时,卖方商品的推销也有一个对客户实行因人而宜的主动服务问题。因此,采用智能 Agent 系统,代表买方去网上查看“广告牌“、逛“商店“寻找商品甚至讨价还价,代表卖方分析不同用户的消费倾向,并据此向特定的4潜在用户群主动推销特定的商品,都是非常有诱惑力的。协同工作 把 Internet 引入企业和机构、建立所谓“Intranet“的努力正方兴未艾。深层次的 Intranet 最终要改变的是人们的
8、工作方式、企业和组织机构的运作方式,把一切具有信息属性的、可以用符号等价物替代实物的工作流程,统统在网络计算环境中予以实现。在这样的大目标下,企业、机构的相当一部分管理职能,完全可以由网络上自主工作的一组智能 Agent 来协同实现;涉及到设计、写作、数据操纵、软件开发等许多符号性的工作岗位之间的协同工作,也同样可以靠智能 Agent 来协调并代理完成一些辅助性的工作。 “虚拟企业“、“虚拟车间“、“虚拟协同工作平?quot;、“电子秘书“等新鲜事物已经或正在网上出现。教育 远程教育是促进教育机会平等的重要手段。在网络环境下,可以调动多种教学手段,包括讲解、演示、练习、实验和考试等。其中,练习
9、和实验环节是智能 Agent可以大有作为的地方。智能 Agent 可以作为虚拟的教师、虚拟的学习伙伴、虚拟的实验室设备、虚拟的图书馆管理员等出现在远程教育系统中,增加教学内容的趣味性和人性化色彩,改善教学效果。单机系统中各种软件的“帮助“也可以设计成一个人性化的角色,实施对用户进行导航这种模式。娱乐 在网络娱乐系统中引入智能 Agent,可以增强娱乐效果,这也是娱乐系统开发新功能的一个很有希望的选择。目前智能 Agent 在娱乐方面可以做的事情有:1 个性化的节目点播服务;2 游戏和虚拟现实中更加人性化的机器角色的设计,比如决策的智能化(战争或经济活动)、动作的人性化(体育比赛)和自然语言对话
10、的使用;3网络社交场合(如聊天室 )中用来招徕用户,或以假乱真的机器对话角色的设计和使用,等等。Agent 在网络教学中的应用基于 agent 的网上协作学习环境5利用 agent 来构建网上协作环境，就是在协作学习的环境中嵌入 agent 模块来更好地实现各部分功能。基于 agent 的网上协作学习环境如图 1 所示：图 1 基于 agent 的网上协作学习环境 1).基于 agent 的协作学习区基于 agent 的协作学习区是一块虚拟的共享区域，支持在线协作学习者在各自的计算机上观看同一内容和讨论同一问题，协作学习者可以通过文字、绘图等形式进行信息交流。除了实现学习的协作外，协作学习区还
11、可以实现总任务的接受，据一定的原则划分成子任务，将所有登录的学习者划分成合理的协作学习小组等功能。协作学习区可以通过模拟现实工作中的黑板，即电子白板系统来实现。在此我们应用基于 agent 的电子白板系统。其模型如图 2 所示：图 2 基于 agent 的电子白板系统的模型管理 agent：负责整个系统的管理工作，包括用户的加入、登录，处理交互、协作信息，与存储模块相连进行数据的存储和检索。消息路由 agent：主要提供 agent 的注册服务，记录各 agent 的实际网络地址，实现动态维护 agent 与网络地址的联系；提供路由转发功能，分析 KQML 中的路由信息，依据注册 agent
12、进行各种信息的转发；以及提供消息的缓存功能 。KQML 是一种描述性的语言，定义了 agent 之间传递消息的格式和处理协议，通过提供一套标准的通信原语使得 agent 间可以交流和共享知识，已成为 agent 之间通信的事实6上的标准；KQML 语言采用了“协议栈“的思想，它携带的消息内容可以使用实现agent 的语言表达，即意味着 KQML 可以携带任何一种语言表示的信息。协作小组 agent协作小组 agent 实际上是由参与协作学习的学习者与终端计算机进行交互后，形成协作学习者 agent，协作区根据协作学习者 agent 中提供的关于学习者的个人特点，按照一定原则（如：学习水平、思维
13、方式倾向等）划分而成的。其模块图如图 3所示。当协作区分配任务时，按照协作学习小组 agent 的对外特性来确定任务的分配方式，而且，协作小组对外以一种整体的方式体现其功能。当然，当协作小组agent 接到任务后，通常会进行再次分配，将任务具体到协作学习者 agent，由学习者 agent 具体实施或通过协作完成任务。 协作学习者 agent协作学习者 agent 是指参与协作学习的个体 agent，它是协作小组 agent 的组成成员。基于 agent 的网上协作学习环境为每一位学习者提供了一个个体 agent。当学习者在此学习区注册时，个体 agent 随之生成；当学习者与协作学习区不断交
14、互进行学习时，个体 agent 将记录下学习者的一些个人特征，如：学习水平、前驱知识掌握程度、知识接受能力、思维倾向方式等，并将这些信息纪录入相应的参数库。当学习者再次登陆时，个体 agent 的这些参数将为下一步的学习提供指导，如学习内容的提供、学习路径的提供以及学习界面的提供等。如若学习者随着学习的不断深入，学习能力、学习水平、思维倾向性等积累到一定域值的变化，则个体agent 中的参数将随之更新。其模块图如图 4 所示。7控制器：协调各部分的工作，并负责分配任务以驱动其它模块工作； 任务接受器：负责接受经过分配后的子任务；规划：评判任务的标准、方法和原则以及评判学习者的标准、规则等；处理
15、器：解决控制器分配给它需要自动处理的任务；参数库：存放小组或成员执行、完成任务的情况，及学习小组或成员的学习风格、学习水平、学习能力等信息。通讯模块：与其它小组或成员进行信息交流和合作的渠道。具体运作过程如下：当任务接受器接受到需要完成的子任务后，送至控制器；控制器即根据规划库中的规则评判任务或学习内容的难易程度、难度系数、区分度等，并打上相应标记。通过通讯模块将其传送至学习者本人；当学习者完成任务时，规划模块将评判学习者的学习能力、学习水平等，并给出评判结果，分数值；若分数值达到或超出可以改变参数库域值得值，则修改参数库中的参数，否则不修改。 2）. 基于 agent 技术的网上协作学习环境
16、的运作方式大致来讲 ，整个基于 agent 的网上协作学习实施过程如下：当总任务提交给基于 agent 的协作学习区后，基于 agent 的协作学习区或参与协作学习的教师，将任务划分成相应个数的子任务，然后分配给各个协作学习小组 agent；协作学习小组agent 相互合作完成子任务后，将结果提交给协作区，由协作学习区将所有结果有机汇总、综合，形成最终成果，并提交给总任务结果接受器，之后由教师组织全体协作学习者对结果进行分析、评价以及各小组解决问题思路方式的评判、学习等。当然，如果有多个协作学习区，各协作区之间还可以进行交互、合作、交流等活动。8基于 agent 的网上的协作学习的具体实施过程主要有：学习者登录注册、小组划分、任务分配、协作学习的实施、成果汇总、评价几个阶段。学习者登录注册当学习者进入协作学习区后，首先要进行注册登记。具体过程是：当协作学习者agent 首次进入协作系统时，需要向消息路由 agent 提交注册信息，如：agent 的名字、密码、IP 地址等有关数据，并记录入 agent 注册表中。小组划分根据学习者的学习能力、学习水平、思维方式的倾向性等组成 2-6
