Мультиагентный подход и МАS

Предпосылки развития мультиагентного подхода на базе специализированных компьютерных программ

В основе мультиагентного подхода, как будет более подробно описано ниже, лежит понятие мобильного программного агента, который представляет собой компьютерную программу, или элемент искусственного интеллекта. Однако истоки развития этого термина лежат совсем не в области высоких технологий, понятие мобильного агента пришло из человеческих отношений. Изначально агент был человеком, которому делегировалась часть полномочий как в выполнении конкретных функций, так и в принятии решений.

В целом системы агентов можно представить с двух сторон: как агентов людей и как компьютерную технологию. В первых MAS агенты представляли людей, от лица и по поручению которых они взаимодействовали между собой (как, например агенты покупателя и продавца в сети Интернет), и наследовали многие черты «бюрократической» организации, включая централизацию управления, статическую структуру и узко специализированную функциональность. В частности, один агент получал задачу, осуществлял ее декомпозицию и распределял подзадачи между другими агентами, а далее получал результат и принимал решение.

Однако на смену этим системам быстро пришли распределенные системы, в которых знания и ресурсы распределялись между агентами, но сохранялся общий орган командного управления, принимающий решения в критических или конфликтных ситуациях. Дальнейшим шагом в этом направлении стала парадигма полностью децентрализованных систем, в которых управление происходит только за счет локальных взаимодействий между агентами. При этом узкая функциональная ориентация агента на решение какой-то одной отдельной части «общей» задачи постепенно стала уступать место универсальной «целостности» (автономности). Примерами таких децентрализованных организаций отчасти могут служить колонии насекомых, например, пчел или муравьев.

Программные агенты не являются абсолютно новым направлением в науке и технике. Их предшественниками можно считать адаптивные системы, то есть системы, которые умеют подстраиваться под ситуацию или обстоятельства и принципиальным образом менять свое поведение или характеристики, для того чтобы обеспечить решение стоящих перед ними задач. Однако в тех случаях, когда агент функционирует в сложной внешней среде, взаимодействуя при этом с другими агентами, такая мультиагентная система является значительно сложнее просто адаптивной системы.

Сложные системы часто рассматривают как среду действия агентов. Изучением поведения сложных систем впервые всерьез стали заниматься в институте Санта-Фе (Santa Fe Institute, SFI). «Сложностью называют состояние мира, который настолько многофункционален и изменчив, что обычными способами разобраться в его поведении невозможно». С понятием сложных систем, как правило, связаны следующие фундаментальные идеи, которые непосредственно влияют на функционирование МАS:

· В сложных системах существуют автономные объекты, которые взаимодействуют друг с другом при выполнении своих определенных задач.

· Агенты должны иметь возможность реагировать на свою среду и, возможно, изменять свое поведение на основе полученной информации.

· Сложные системы характеризуются своими возникающими структурами (логически связанными схемами, которые формируется в результате взаимодействия между агентами).

· Успешные системы с возникающими структурами часто существуют на грани порядка и хаоса.

· Законы природы. При создании систем на базе агентов, имеет смысл рассматривать паразитизм, симбиоз, репродукцию, генетику, митоз и естественный отбор. Например, British Telecom использует модель муравьев в своей сети направления звонков.

Основы мультиагентного подхода

Концепция агентов, разработанная в рамках мультиагентных технологий и мультиагентных систем (МАS), предполагает наличие активности, то есть способности компьютерной программы самостоятельно реагировать на внешние события и выбирать соответствующие действия. Сегодня агентные технологии предлагают различные типы агентов, модели их поведения и свойства, семейство архитектур и библиотеки компонентов, ориентированные на современные требования.

В настоящее время не существует устоявшегося определения агента. Ниже перечислены некоторые из них:

Агент - это аппаратная или программная сущность, способная действовать в интересах достижения целей, поставленных пользователем. Под агентом можно также понимать самостоятельную программную систему, имеющую возможность принимать воздействие из внешнего мира, определять свою реакцию на это воздействие и осуществлять эту реакцию. В программистском же понимании, агенты - объекты-программы, способные действовать, ”рассуждать” и обмениваться данными друг с другом в сети. Можно дать еще такое определение агента: агенты - программные объекты, которые выполняют некие упреждающие и корректирующие действия (то есть, преследуют определенные цели) в соответствии с заданиями, делегированными человеком. Алан Кэй, который начал первым продвигать теорию агентов, определил агент как программу, которая после получения задания способна поставить себя на место пользователя. Если агент попадает в тупик, он может задать пользователю вопрос, чтобы определить, каким образом ему необходимо действовать дальше.