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1、人工智能 Artificial Intelligence 第九章史忠植中国科学院计算技术研究所 http:/ Distributed AI do options := option-generator(event-queue, B, G, I); selected-options := deliberate(options, B, G, I); update-intentions(selected-options, I); execute(I); get-new-external-events(); drop-successful-attitudes(B,G,I); drop-impossib
2、le-attitudes(B,G,I); until quit*史忠植 人工智能：DAI与智能体 24内容提要9.1 概述 9.2 分布式问题求解 9.3 智能体理论 9.4 智能体结构 9.5 智能体通信语言ACL 9.6 协调和协作 9.7 移动智能体 9.8 多智能体环境MAGE 9.9 小结*史忠植 人工智能：DAI与智能体 25智能体结构智能体结构需要解决的问题包括：智能体由那些模块组成，模块之间如何交互信息，智能体感知到的信息如何影响它的行为和内部状态，如何将这些模块用软件或硬件的方式组合起来形成一个有机的整体。*史忠植 人工智能：DAI与智能体 26智能体基本结构环境智能体感知作
3、用黑箱软件智能体*史忠植 人工智能：DAI与智能体 27智能智能体的工作过程环境交互信息融合信息处理作用交互感知作用*史忠植 人工智能：DAI与智能体 28智能体骨架程序function Skeleton-Agent(percept) return actionstatic: memory /* 智能体的世界记忆 */memory Update-Memory(memory,percept)action Choose-Best-Action(memory)memory Update-Memory(memory,action)return action*史忠植 人工智能：DAI与智能体 29智能体
4、的分类根据人类思维的层次模型，可以将智能体分成四类：反应智能体形象思维智能体抽象思维智能体复合式智能体形象思维智能体和抽象思维智能体也可以合称为认知智能体*史忠植 人工智能：DAI与智能体 30反应智能体环境当前世界传感器动 作效应器条件-动作 规则智能体*史忠植 人工智能：DAI与智能体 31反应智能体程序function Reactive-Agent(percept) returns actionstatic: rules, /* 一组条件-动作规则 */ state Interpret-Input(percept)rule Rule-Match(state,rules)action Ru
5、le-Actionrulereturn action*史忠植 人工智能：DAI与智能体 32认知智能体环境信息融合传感器动 作效应器智能体规 划知识库目标内部状态*史忠植 人工智能：DAI与智能体 33认知智能体程序function Cognitive-Agent(percept) returns action static: environment, /* 描述当前世界环境 */ kb, /* 知识库 */ environment Update-World-Model(environment,percept)state Update-Mental-State(environment,stat
6、e)action Decision-Making(state,kb)environment Update-World-Model(environment,action)return action*史忠植 人工智能：DAI与智能体 34BDI结构知识信念规划意 图目 标愿 望*史忠植 人工智能：DAI与智能体 35复合式智能体决策生成规 划反 射建 模通 信感 知行 动其他 智能智能体智能智能体外部世界预测协作与协商动作请求或应答信息一 般 情 况紧急情 况和简 单情况*史忠植 人工智能：DAI与智能体 36规划模块世界的模型 （包括其他 智能体的模型）经 验 库目标集合局 部 规 划 器决 策
7、 生 成重新 规划规划规划目标*史忠植 人工智能：DAI与智能体 37建模模块世界的模型 （包括其他 智能体的模型）模 型 库模 型 生 成 和 维 护预 测规划决策生成感 知通 信建模*史忠植 人工智能：DAI与智能体 38通信模块词 法 库语 法 库词 义 库物理通信语言生成语言理解通信*史忠植 人工智能：DAI与智能体 39智能体通信策 略对 话消 息黑 板协 议通信协 作协 议*史忠植 人工智能：DAI与智能体 40智能体通信中的主要问题语义：全部有关的智能体必须知道通信语言的语义，消 息的语义内容知识是分布式问题求解的核心部分。 言语行为：通信语言也是一种动作，说话是为了使世界 的状
8、态发生改变。 交互协议：智能体之间消息交换的典型模式 通信语言：传递消息的标准语法。Foundation for Intelligent Physical Agents http:/www.fipa.org*史忠植 人工智能：DAI与智能体 41智能体间的消息传递消息发送/传输服务器转换到传输格式从传输格式转换消息M言语行为意图I目标GAgent i消息MAgent i*史忠植 人工智能：DAI与智能体 42内容提要9.1 概述 9.2 分布式问题求解 9.3 智能体理论 9.4 智能体结构 9.5 智能体通信语言ACL 9.6 协调和协作 9.7 移动智能体 9.8 多智能体环境MAGE 9
9、.9 小结*史忠植 人工智能：DAI与智能体 43言语行为有关言语行为理论的研究主要集中在如何划分不同类型的言语行为。在智能体通信语言的研究中，言语行为理论主要用来考虑智能体之间可以交互的信息类型。*史忠植 人工智能：DAI与智能体 44通信语言KQML：由美国ARPA的知识共享计划中提出，规定了消息格式和消息传送系统，为多智能体系统通信和协商提供了一种通用框架。ACL：由FIPA制定的一种规范。与KQML非常相似*史忠植 人工智能：DAI与智能体 45KQML一个例子： (ask-all : senderA : receiverB : in-reply-toido : reply-withi
10、dl : languageProlog : ontologyfoo : content“bar (X, Y)”)*史忠植 人工智能：DAI与智能体 46FIPA ACL(inform : sender agent1 : receiver hpl-auction-server : content(price (bid good02) 150) : in-reply-to round-4 : reply-with bid04 : language s1 : ontology hpl-auction )消息结构开始通信动作类型消息参数消息内容表达式参数表达式*史忠植 人工智能：DAI与智能体 47F
11、IPA通信动作库Accept Proposal接受提议 Agree同意 Cancel取消 Call for Proposal要求提议 Confirm确认 Disconfirm确认为否定 Failure失败 Inform通知 Inform If通知 是否 Inform Ref通知 有关对象 Not Understood不理解*史忠植 人工智能：DAI与智能体 48Propagate传播 Propose提议 Proxy代理 Query If询问 是否 Query Ref询问 有关对象 Refuse拒绝（请求） Reject Proposal拒绝提议 Request请求 Request When请求
12、 某个条件下执行 Request Whenever请求 一旦某个条件成立就执行 Subscribe预定详细说明： http:/www.fipa.org/repository/cas.htmlFIPA通信动作库*史忠植 人工智能：DAI与智能体 49XML可扩展标记语言XML是用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言。XML文件本身只是将文件资料结构化。例如：下面的ACL消息(inform :sender jklabrou :receiver grosof :content (CPU libretto50 pentium) :ontology laptop :language kif)*史忠植
13、人工智能：DAI与智能体 50informjklabrougrosof转换为XML格式*史忠植 人工智能：DAI与智能体 51laptop(CPU libretto50 pentium)kif转换为XML格式*史忠植 人工智能：DAI与智能体 52内容提要9.1 概述 9.2 分布式问题求解 9.3 智能体理论 9.4 智能体结构 9.5 智能体通信语言ACL 9.6 协调和协作 9.7 移动智能体 9.8 多智能体环境MAGE 9.9 小结*史忠植 人工智能：DAI与智能体 53智能体的协调与协作协调(coordination)与协作(cooperation)是多智能体研究的核心问题之一。协
14、调是指一组智能智能体完成一些集体活动时相互作用的性质。协作是非对抗的智能体之间保持行为协调的一个特例。*史忠植 人工智能：DAI与智能体 54协 调多智能体系统中的协调是指多个智能体为了以一致、和谐的方式工作而进行交互的过程。进行协调是希望避免智能体之间的死锁或活锁。死锁指多个智能体无法进行各自的下一步动作；活锁指多个智能体不断工作却无任何进展。*史忠植 人工智能：DAI与智能体 55协作目前针对智能体协作的研究大体上可分为两类：1) 将其它领域研究多实体行为的方法和技术用于智能体协作的研究。如对策论和力学研究。2) 从智能体的目标、意图、规划等心智态度出发来研究多智能体间的协作。*史忠植 人
15、工智能：DAI与智能体 56协作协作的动机：1) 某个智能体相信通过协作能带来好处（如提高效率，完成以往单独无法完成的任务）2) 多个智能体在交流的过程中，发现它们能够通过协作来实现更大的目标。*史忠植 人工智能：DAI与智能体 57协作过程1) 产生需求、确定目标2) 协作规划、求解协作结构3) 寻求协作伙伴4) 选择协作方案5) 实现目标6) 评估结果*史忠植 人工智能：DAI与智能体 58协作模式从社会心理学的角度看，多智能体之间的协作情形大致可分为：协作型：同时将自己的利益放在第二位。自私型：同时将协作放在第二位。完全自私型：不考虑任何协作。完全协作型：不考虑自身利益。协作与自私相混合型。*史忠植 人工智能：DAI与智能体 59协作策略计算生态学对策论规划*史忠植 人工智能：DAI与智能体 60计算生态学80年代末，在计算机中出现了一个崭新的学科- -计算生态学(the ecolog of computation)。计 算生态学是研究关于开放系统中诀定计算结点的 行为与资源使用的交互过程的学科。它摒弃了封 闭、静止地处理问题的传统算法，将世界看作是 开放的、进化的、并发的, 通过多种协作处理问 题的生态系统(ecosystem)加以研究。它的进 展与开放信息系统的研究息息相关。*史忠植 人工智能：DAI与智能体 61计算生态学计算生态学将计算系统看作是一个生态系统
