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多Agent系統定義、概念、特點及概念模型

1. 多Agent系統(MAS)

1) 定義

分佈在網路上的多個問題求解器鬆散耦合而成的大型複雜系統,這些問題求解器相互作用以解決由單一個體的能力知識所不能處理的複雜問題。

2) 特點

  • 每一主體具有有限資訊資源問題求解能力,缺乏實現協作的全域性觀點。
  • 系統不存在全域性控制,即控制分佈
  • 知識與資料都是分散的。
  • 計算非同步執行的。

3) 分類

1. 根據主體的自主性進行分類

1) 由控制主體被控主體構成的系統:主體之間存在較強的控制關係,每個主體或對其他主體具有控制作用,或受控於對它具有權威的主體。在這類系統中,被控主體的行為受到約束,自主程度較低。
2) 自主主體構成的系統:主體自主地決策,產生計劃,採取行動。主體之間具有鬆散
社會性聯絡。主體通過與外界的互動,瞭解外部世界的變化,並從經驗中學習增強其求解問題的能力以及與相識者建立良好的協作關係。在這類系統中,自主主體之間的協作關係是互利互惠的關係,當目標發生衝突時,通過協商來解決。

3) 靈活主體(即半自主的主體)構成的系統:主體進行決策時,某些問題在一定程度上需要受控於其他主體,大部分情況下要求主體完全自主地工作。在這類系統中,主體之間通常是鬆散耦合具有一定的組織結構,通過承諾組織約束相互聯絡。

2. 根據對動態性的適應方法分類

1) 系統拓撲結構不變,即主體數目、主體之間的社會關係等都不變
(1)主體內部結構固定,基本技能不變,通過重構求解問題的方式來適應環境

(2)主體通過自重組來適應環境,例如修改調整自己的知識結構、目標、選擇等。
2) 系統拓撲結構改變
(1)主體數目不變,每個主體的微結構穩定,可以修改主體間的關係組織形式
(2)可增減主體數目,可以動態建立和動態刪除主體

3. 按系統功能結構分類

1) 同構型系統,每個主體功能結構相同的系統。
2) 異構型系統,主體的結構、功能、目標都可以不同,由通訊協議保證主體間協調與合作的實現。

4. 按主體關於世界知識的儲存分類

1) 反應式多主體系統
2) 黑板模式的多主體系統
3) 分佈儲存的多主體系統

5. 按控制結構分類

1) 集中控制:由一箇中心主體負責整個系統的控制、協調工作。
2) 層次控制
:每個主體控制處於其下層的主體的行為,同時又受控於其上層的其他主體。

3) 網路控制:由資訊傳遞構成的控制結構,且該控制結構是可以動態改變的,可以實現靈活控制。

2. 多Agent系統的主體概念模型

多主體系統的主體概念模型是對系統中受組織約束的每一個主體進行定義和說明,從概念級描述主體知識行為在計算機內的表示和實現。多主體系統的全域性承諾是一組有關組織結構、組織過程的約束和策略的集合。系統中每一主體clip_image002須滿足這組約束和策略中與clip_image004相關的部分。

系統的全域性承諾如下:

clip_image006

clip_image008:組織模型

clip_image010:組織結構

clip_image012:組織原則

 

clip_image014

 

clip_image065

clip_image067

clip_image069:知識分佈策略

clip_image071:任務分佈策略

clip_image073:協作控制策略

clip_image075:通訊控制策略

clip_image077:衝突消解策略

clip_image079:可靠性策略 

 

clip_image081表示clip_image004[1]的概念模型,clip_image084表示MAS組織模型clip_image008[1]中與clip_image004[2]相關的部分承諾,則MAS系統可形式化地表示如下:

clip_image087

即:一個MAS系統由滿足組織模型定義的全域性承諾所有主體構成。

主體德的內部狀態和主要智慧活動表示如下:

clip_image089

clip_image081[1]滿足clip_image084[1]