1、第六章 DAI與MAS第一節分布式人工智能(DAI)一、基本概念 研究在邏輯上或物理上分散的智能系統如何并行地、相互協作地實現問題求解。第六章 DAI與MAS第一節 分布式人工智能(DAI)二、特點 a)系統中的數據、知識以及控制不但在邏輯上，而且在物理上分布的，既沒有全局控制，也沒有全局的數據存儲。 B)各個求解機構由計算機網絡互連，在問題求解過程中，通信代價要比求解問題的代價低得多。 C)系統中諸機構能夠相互協作，來求解單個機構難以解決，甚至不能解決的任務。 注：DAI的實現可克服原有專家系統、學習系統等弱點，極大提高知識系統的性能，可提高問題求解能力和效率，擴大應用范圍、降低軟件復雜性。

2、第六章 DAI與MAS第一節分布式人工智能(DAI)三、主要內容 分布式問題求解(DPS)和多Agent系統(MAS)。A)分布式問題求解(DPS) 主要考慮怎樣將一個特殊問題求解工作在多個合作的、知識共享的模塊或結點之間劃分。B)多Agent系統(MAS) 主要研究自主的智能Agent之間智能行為的協調，為了一個共同的全局目標，也可能是關于各自的不同目標，共享有關問題和求解方法的知識，協作進行問題求解。 注：基于Agent的計算將成為軟件開發的下一個重要的突破口。第六章 DAI與MAS第二節 分布式問題求解(DPS)一、協作方式 任務分擔(task sharing)和結果共享(results

3、 sharing)二、求解過程1、任務分解2、任務分配3、子問題求解4、結果綜合注：1)典型的任務分解和任務分配的方法有：合同網絡(類似于“招標”)、動態層次控制、自然分解、固定分解、部分全局規劃； 2)在DPS中常用的通信方式有：共享全局存儲器、消息傳遞及二者的結合。 3)黑板模型是DPS中使用較多的框架結構。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統一、Agent 能夠自主連續地在一可動態變化的、存在其它Agent的環境中運行的，并可與環境進行交互的實體，稱為Agent。 廣義地講，Agent是具有自主性、社會能力(交互性)和反應特征的計算機軟/硬件系統。二、簡單分類1、軟

4、件Agent2、智能Agent3、移動Agent4、WebAgent第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統三、Agent特性1、自治性 對自己的行為和內部狀態有一定的控制權。2、社會性或稱可通信性 能夠通過某種Agent通信語言與其它Agent進行信息交換。 注：任務的承接、多Agent的協作、協商等均以通信為基礎。3、交互性 對環境的感知，并通過行為改變環境。4、主動性 主動感知周圍環境的變化，并作出基于目標的行為。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統三、Agent特性5、協作性 通過協作提高多Agent系統的性能。6、持久性 在“相當長”的時間內連

5、續運行。7、自適應性 根據過去的經驗積累知識，并且修改其行為以適應新的環境。8、情態特性 具有信念、意圖、愿望等情態。9、可推理性 可根據當前知識和經驗，以理性的方式進行推理或預測。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統三、Agent特性10、可移動性 可從一個地方移動到另一個地方而保持其內部狀態不變。注：Agent可以攜帶數據，且可在遠處執行智能指令。11、誠實性 不會故意提供錯誤信息。12、友善性 Agent之間不存在互相沖突的目標，總是盡力幫助其它Agent。13、理性總是盡力實現自己的目標。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統四、主要研究內容1

6、、微觀 Agent本身，包括Agent基本特性、相應理論、內部實現框架。2、宏觀 Agent與環境及其它Agent的關系，包括，多Agent系統體系結構、Agent通信語言、Agent交互與協商、Agent協作與合作、多Agent知識交互與信息共享、多Agent學習。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統五、Agent理論1、理性Agent 只有保持信念(Belief)、愿望(Desire)和意圖(Intention)的理性平衡，才能有效地解決問題，使理性Agent的行為符合環境的特性。其中環境特性不僅僅指環境的客觀條件，同時也包含環境中的社會團體因素。 所謂理性Agent

7、是指：對于每種可能的感知序列，在所提供的證據和Agent內部知識的基礎上，應該做的動作是使該Agent的性能測度(效用，utility)為最大。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統五、Agent理論2、BDI Agent模型3、動作理論 情景演算(Situation Calculus)是主要的描述動作的形式邏輯框架，其中主要是使用狀態和動作兩個概念，并有兩條公理來描述動作與狀態的關系(動作在滿足什么條件的狀態下可能發生，在一個狀態下某個動作發生以后當前狀態如何改變)。 第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統五、Agent理論4、基于演算的Agent模型

8、 演算是一種基于命名概念的并發計算模型，可很自然地表示具有動態結構的進程內及進程間的交互，是一種刻劃通信系統的進程演算。 引入演算可用于描述Agent行為的并發性5、次協調理論 為了克服“邏輯全知”，同時又保留合理的推理能力。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統六、Agent結構1、反應Agent(Reactive Agent) 只是簡單地對外部刺激產生反應，沒有任何內部狀態。2、認知Agent(Cognitive Agent) 是具有內部狀態的主動軟件，與具體的領域知識不同，具有知識表示、問題求解表示、環境表示、具體通信協議等。注：認知Agent是一種基于知識的系統，可

9、包括環境描述和豐富的智能行為的邏輯推理能力。3、混合結構第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統七、Agent通信1、KQML(知識查詢與處理語言)和KIF(知識交互格式) KQML定義了一種Agent之間傳遞消息的標準語法以及一些“動作表達式”，如，Tell、Perform、Reply等。KIF則給信息的內容提供一種語法。2、ACL 通過Agent的情態來描述Agent的抽象特性，即沒有預先規定任何具體的Agent執行模式和認知結構。具體地，可包括傳遞的消息格式及類型含義描述和交互協議描述。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統七、Agent通信3、Sp

10、eech Acts 一個Agent通過交互影響另一Agent的動作并改變相應Agent的認知結構，稱為Speech Act理論。這相當于一個在說，另一個在聽，其中有一個Agent稱為Speaker，另一個稱為Listener。其種類有：命題、命令、承諾、表達、描述。 注：1)Speech Act總是假設對Listener的知識有影響 2)可將Speech Act看成Listener的動作 Tell(, ) (是Listener) 前提：Next_to() K(, ) 刪除： K(, ) 增加： K(, ) 第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統八、Agent的協調與協作1、

11、協調 是指一組Agent完成一些集體活動時相互作用的性質。注：1)協調是對環境的適應2)協調一般會改變Agent的意圖3)協調的原因是由于其它Agent的意圖存在4)協調是為了解決沖突第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統八、Agent的協調與協作2、協作 是非對抗的Agent之間保持行為協調的一個特例。注：1)當單個Agent無法獨立完成目標，需要其它Agent幫助時，就需要協作。2)協作不僅能提高單個Agent以及相應多Agent系統的整體行為的性能和解決問題的能力，而且可使系統具有更好的靈活性。3)通過協作，可使多Agent系統能解決更多的實際問題，拓寬應用。4)協作

12、可分為協作型、自私型、完全自私型、完全協作型和協作與自私結合型。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統八、Agent的協調與協作3、基于計算生態學的協作 計算生態學是研究關于開放系統中決定計算結點的行為與資源使用的交互過程的學科。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統九、協商1、協商 在多Agent系統中，協商包含兩種含義：一種是子問題和資源的指派；另一種是Agent之間一對一直接協商。注：1)協商是建立在Agent通信語言之上的Agent之間的交互機制，通過協商對于某些問題達成一致意見2)Agent在協商中要采取有效的協商策略，提高自己的意見被其他Ag

13、ent接受的可能性，進而使協商的結果對自己有利3)Agent采取的協商策略與目前對于環境和對手的認識有關，是依賴于狀態的第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統九、協商1、協商 在多Agent系統中，協商包含兩種含義：一種是子問題和資源的指派；另一種是Agent之間一對一直接協商。注：4)所有協商活動的目的是在一組獨立工作的Agent之間建立協作。5)協商時，Agent可有自己的目標6)協商協議要提供可能的協商形式的基本規則、協商過程和通信基礎。7)協商策略取決于具體的Agent.8)一個策略的好壞，環境因素是一個主要的評價指標第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Ag

14、ent系統九、協商2、協商過程 兩個Agent x和y之間的協商過程如下： 1）x作出提議給y; 2）y評價該提議，若滿意則接受，否則設計出一個新的提議給x； 3）x重復2)的過程，直到雙方滿意或達到約定時間為止。注：1)在協商過程中，時間、代價(協商過程中的資源開銷)和對方的行為是影響協商的因素；2)協商機制要保證單調性(逐步作出讓步)、收斂性、理性(協商的結果對于Agent而言是有利的)第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統九、協商3、協商方法 A)基于對策論的協商方法 以效用集為基礎。 B)面向領域的協商方法 若存在雙方滿意的效用分配，則可得到一個聯合規劃。 C)最佳

15、平衡協商方法 所有Agent均使用最佳平衡策略。 D)集中式協商方法 用一個“master agent”或組投票機制以達成協議。 E)基于意圖的協商 F)基于范例推理的合同網協商第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統九、協商3、協商方法G)基于勸說的協商 一個Agent做出一個提議的同時要將該提議產生的理由告訴接受方，這樣，接受方就可理解提議方的思維狀態，進而在比較完全信息的基礎上做出更好的反應，加快協商進程。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統十、移動Agent 是傳統的C/S分布計算的擴展方式，可以在執行過程中，有目的地、自治地在網絡中移動，利用與

16、分布資源的局部交互而完成分布任務的軟件實體。注：1)移動Agent是代碼、數據及執行環境的軟件包；2)移動Agent在稱為位置(place)的執行環境中移動，位置提供了移動Agent執行的語境，這個語境提供了諸如訪問控制和資源限制這樣的功能；3)Telescript是比較著名的移動Agent系統。4)便攜性與安全性是對移動Agent系統的最基本的要求，實現方案基本是利用虛擬機。第六章 DAI與MAS第三節 Agent及多Agent系統十一、Agent應用 、工作流和業務過程管理Agent 、分布式感知Agent 、信息檢索和管理Agent 、電子商務Agent 、人機界面Agent 、虛擬環境

17、Agent 、社會仿真Agent 、工業控制Agent 9、機器人足球賽第六章 DAI與MAS第四節 WebAgent技術在電子商務中的應用一、WebAgent 是能夠以自治、主動、交互和適應方式執行功能的Web軟件程序。二、應用方式1、比較 價格、產品等比較2、學習3、協商4、協作5、搜索第六章 DAI與MAS第四節 WebAgent技術在電子商務中的應用三、應用實例1、協作過濾/搜索Agent 如，FastSearch，Google，NorthernLight2、Web接口Agent3、移動Agent4、信息/Internet Agent 如，Dogpile，MetaCrawler，Tot

18、alNEWS5、事件Agent 如，Mind-it，javElink，CyberAlert，Enfish tracker，Eomonitor，MorningPaper第六章 DAI與MAS第四節 WebAgent技術在電子商務中的應用四、IBM Web Browser Intelligence1、基本框架User EMUser modelG AAThe WebE：EDIT Agent， M：Monitor Agent ,G：Generator AgentA：Autonomous(independent of Request-Response stream) Agent，(d)alert use

19、r(a)monitor web access(e)lists of new pagesWeb searchsearch for new pages(b)cluster & extract keyword第六章 DAI與MAS第四節 WebAgent技術在電子商務中的應用四、IBM Web Browser Intelligence2、商務應用 a)系統和網絡管理 在更高抽象層次進行過濾和動作的自動執行，對系統行為模式進行檢測和響應。 B)移動訪問/管理 駐留在網絡中，并在數據源端進行數據處理，只將壓縮的結果傳遞給用戶。 C)Mail和Messaging 以一定的組織方式訪問郵件，而不是只

20、訪問個人電子郵件。(Mail Agent)d)信息訪問和管理 搜索、過濾、分類、協作共享信息、注解、有選擇的信息傳遞第六章 DAI與MAS第四節 WebAgent技術在電子商務中的應用四、IBM Web Browser Intelligence2、商務應用e)協作 為資源共享和組工作模式建立和管理協作組 f)工作流和監督管理 計算機/電話服務集成 g)電子商貿 買方和賣方匹配、客戶支持、決策支持(E-bay、Price、Time)等 h)自適應的用戶接口 學習用戶的習慣和偏愛，適應特定人員(個性化)第六章 DAI與MAS第四節 WebAgent技術在電子商務中的應用五、Personal Com

21、parison Shopping Agent UserPersonal Shopper AgentDirectoryA1A2AnMailboxCommunicate needs 0123456Collect第六章 DAI與MAS第四節 WebAgent技術在電子商務中的應用六、Agents and E-Brokers1、E-Brokers E-Brokers 能夠根據我們的要求在規定的時間內從最合適的地方購買貨物或服務。2、消費者的需要處理 消費者可以設置與購買決策相關的產品或服務需求，如，價格、服務、配送時間、質量。3、Agent處理需求的方法 使用約束滿足問題求解方法。對于約束可有硬約束(

22、如，“我想購買一張價格不超過700元到北京的機票”)和軟約束(如，“我想要12月25日的機票，但時間比日期更重要”)。 第六章 DAI與MAS第四節 WebAgent技術在電子商務中的應用七、Agent-Mediated Commerce Seller BuyerMatchmakerSearch EngineSearch EngineAuctioneerNegotiatorNegotiatorTime PlannerTime Planner:individual:software agent第六章 DAI與MAS第四節 WebAgent技術在電子商務中的應用八、基于Agent的電子商貿 在商貿活動中，買賣雙方可以直接接觸，進行商貿活動，但為了提高效率和效益，還需要有中間人，如，中介公司、超市。此時，就會涉及到三方：買方、賣方和中介。基于Agent的電子商貿應用系統就是一個多Agent系統或一個Agent社會，其中每個Agent要不斷監察其環境，并根據相應用戶的需求進行工作。對于需要買賣貨物的用戶可以創建具有自己策略傾向的Agent，并將它連接到相應Agent社會中。買賣Agent采用的策略可包括貪心策略(非常慢地改變自己的價格)、著急策略(非常快地改變自己的價格)和冷靜策略(適當改變自己的價格)。對于中介A