人工智能及其应用蔡自兴第四.ppt

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1、人 工 智 能1第九章 Agent（艾真体）分布式人工智能 艾真体通信 艾真体及其要素 多艾真体技术 艾真体的结构 小结29.1 分布式人工智能（Distributed Artificial Intelligence）w 分布式人工智能的特点 分布性(Internet/WWW)连接性 协作性 开放性 容错性 独立性w 分布式人工智能的分类/区别/联系 分布式问题求解（DPS）多艾真体系统（MAS)39.2 Agent及其要素（Agent and Its Elements）Fig9.1 Agent与环境的交互作用 环 境执行器作 用感 知传感器？4v Agent的译法 建议把agent译为“艾真

2、体”v艾真体的要素 信念(Belief)、愿望(Desire)、意图(Intention)与行为的因果关系，如 Fig9.2所示。9.2 Agent及其要素Fig9.2 BDI关系图 信念 愿望 意图 行为5w 艾真体的特性行为自主性 工作协调性作用交互性 运行持续性环境协调性 系统适应性面向目标性 结构分布性存在社会性 功能智能性 9.2 Agent及其要素69.3 艾真体的结构（Architecture of Agent）w 艾真体的结构特点 艾真体系统是个高度开放的智能系统。艾真体相当于一个独立的功能模块 核心部分为决策生成器或问题求解器 一个或多个进程，并接受总体调度 多计算机上并行运

3、行艾 真 体体系结构程 序7w 艾真体的结构分类 反应式艾真体9.3 艾真体的结构Fig 9.3 反应式艾真体结构作用决策条件-作用规则 世界现状执行器传感器环境艾真体89.3 艾真体的结构 慎思式艾真体(deliberative agent)Fig 9.4 慎思式艾真体结构环境 执行器传感器信息融合目 标 知识库 状 态作用决策 规 划99.3 艾真体的结构 跟踪式艾真体 Fig 9.5 具有内部状态的艾真体结构执行器传感器环境世 界 现 状条件-作用规则作用决策艾真体影响世界信息世界发展艾真体信息原有内部状态艾真体109.3 艾真体的结构 基于目标的艾真体Fig 9.6 一个具有显式目标的

4、艾真体环境目 标行为决策艾真体执行器传感器世界现状 行为影响世界艾真体影响世界信息世界发展艾真体信息原有内部状态119.3 艾真体的结构 基于效果的艾真体Fig 9.7 基于效果的艾真体结构传感器执行器环境艾真体影响世界信息世界发展艾真体信息原有内部状态艾真体行为影响世界 世界现状效果满意程度行为决策129.3 艾真体的结构 复合式艾真体艾真体建 模反 射决策生成 通 信Fig 9.8 复合式艾真体的结构环境 其它Agent执行器 感知器 反射一般情况紧急和简单情况动作139.4 艾真体通信（Communication among agents）w 通信的过程w 语言的发展：逻辑推理与不确定推

5、理(p248)w 语言基础：形式语言和自然语言w 通信的组成 讲话者：意向、生成、综合 受话者：感知、分析、消歧、综合14w 一个典型的通信事件由 7 个过程组成。在该事件中,讲话者 T 要使用文字 W 向受话者 H 调查建议 P。在讲话者身上发生三种作用:(1)意向:T 要 H 相信 P(T 典型地相信 P)。(2)生成:T 选择文字 W(因为它们表达意思 P)。(3)综合:T 说话 W(经常对 H 说这些话)。在受话者身上发生 4 种作用:(1)感知:H 感知 W(理想地 W=W,但错觉是可能的)。(2)分析:H 推断,W 可能的含义为 P1,Pn(文字和短语有多个意思)。(3)消歧:H

6、推断,T 要调查 Pi(理想、地,Pi=P,但误解是可能的)。(4)总合:H决定相信Pi(或者,如果超出H已经信任的底线就反对)15意向 生成 综合 讲话者Know(H,Alive(Wumpus,S3)The Wumpus is dead.thaxwahmphsihzdeye感知 分析 消歧 受话者The Wumpus S Alive(Wumpus,S3)Is dead NP VP Article Noun Verb Adjective The Wumpus is dead 综合 语法解释 Alive(Wumpus,Now)TELL（KB,Tired(Wumpus,Now)Alive(Wump

7、us,S3)语义解释 Alive(Wumpus,S3)Tired(Wumpus,S3)图9.9 说明通信的7个过程的例句16Agent语言使用的条件w Agent只有与下面的对象通信时，才感受到语言：（1）理解一个共同的语言；（2）有一个共享上下文的会话基础；（3）至少有些理性；179.4 艾真体的通信w 艾真体通信的类型和方式 通信的类型 使用TELL和ASK通信（灵感通信，直接与对方知识库通信）；使用形式语言通信（NLP，难点在于知识库的差别）；通信的方式：黑板系统和消息对话系统行为 感知艾真体A 艾真体B通过界面TELL和ASK通信感知推 理知识库 知识库推 理行为Fig 9.10 两艾

8、真体通过TELL和ASK通信18交谈的规划与实现w 当一个艾真体采取某一动作以影响另一艾真体的认知结构时，就可以说该艾真体已参与了一个通信行为。w 艾真体可以通过两种方法有意地影响另一艾真体的行为或动作。w 交谈理论是艾真体通信的理论基础。w 对话理论研究集中在如何划分对话的类型。在艾真体通信语言研究中，对话理论主要用于考虑艾真体间交互信息的类型。一般把对话分为表示型（representative）和指示型（directive）两类191.交谈的规划w 能够像处理艾真体的其它动作一样对待交谈。艾真体能够使用一个规划产生系统制订由言语行为和其它动作构成的计划。为此，需要一个描述这些动作效果的模型

9、。w 举例：一个表示型交谈TELL（，）PC:Next_to()and and K(,)D:K(,)A:K(,)20w 问题：假定对于情况 On(A,B）and On(B,C)and On(C,F1)；该艾真体的目标为积术世界 On(B,F1)。还假设无论何时，积木 B 在积术 C 上,而且 B 上方为空,艾真体 A1 把 B 移到地板 F1 上。根据 STRIPS 规划和 前述 TELL 规则,可构造艾真体的规划如下：Move(A,B,F1),TELL(A1,Clear(B)and On(B,C)212.交谈的实现w 有两种可能性：其一是从讲话者到受话者的某个逻辑公式的直接传输；其二，受话者

10、把讲话者所讲的一些符号串翻译为它的认知结构。w 如果交谈双方共享同类的基于特征的世界模型，使用相同符号的逻辑公式，那么该交谈就可以通过传输一个逻辑公式来实现。w 艾真体间的通信可以用某个一致的通用通信语言来进行。通过设计、使用和指导，通信艾真体知道在这种通用语言下传输的符号串是如何改变其它艾真体的认知结构的。22w 艾真体的通信语言 知识询问与操作语言（Knowledge Query and Manipulation Language：KQML）KQML的三个层次：通信、消息和内容。通信层技术通信参数协议；消息层规定言语行为的类型；内容层规定消息内容。知识交换语言（Knowledge Inte

11、rchange Format：KIF）9.4 艾真体的通信239.5 多艾真体系统（Multi Agent System）w 多艾真体系统的模型和结构BDI模型(理论模型)协商模型(经济理论)协作规划模型讲话者(问题求解)协调模型(控制与优化)w 多艾真体系统的体系结构 艾真体网络(物理连接)艾真体联盟(消息联系)黑板结构(数据共享)24w 多艾真体的协作、协商和协调 多艾真体的协作方法 决策网络和递归建模 Markov对策 艾真体学习方法 决策树和对策树 多艾真体的协商技术 协商协议 协商策略 协商处理9.5 多艾真体系统25w 多艾真体的协作、协商和协调 多艾真体的协调方法 基于集中规划的

12、协调 基于协商的协调 基于对策论的协调 基于社会规划的协调w 多艾真体的学习与规划 多艾真体的学习 多艾真体的规划9.5 多艾真体系统26w 多艾真体系统的研究和应用领域 多机器人协调 足球机器人 过程智能控制 柔性制造系统（FMS）计算机集成制造系统（CIMS）网络通信与管理 电话网络 网络负荷平衡 交通控制 其它应用9.5 多艾真体系统279.6 小结（Conclusion）w 艾真体性质、结构、通信w agent译法的讨论（艾真体的提出）w 艾真体的信念、愿望和意图w 反应式、慎思式、跟踪式艾真体，基于目标的、基于效果的和复合式艾真体w 艾真体的通信问题w 艾真体通信语言KQML和KIFw 多艾真体系统的基本模型和体系结构28