Часть 3.

<<ров ><уже ><сгенерированных ><сущностей ><состоит ><работа ><сверху ><вниз. ><Пытаясь ><идентифици><ровать ><и ><наладить ><отношения, ><уже ><существующие ><между ><объектами ><рабочего ><простран><ства, ><могут ><также ><работать ><снизу ><вверх.>

<По ><мере ><создания ><структур ><в ><рабочем ><пространстве ><повышается ><степень ><активации ><уз><лов, ><которые ><генерируют ><исполнительные ><коды. ><Это ><позволяет ><в ><контексте ><текущего ><со><стояния ><решения ><проблемы ><влиять ><на ><будущее ><поведение ><системы. ><Важным ><элементом ><ар><хитектуры ><является ><использование ><случайности. ><Большинство ><решений ><принима><ется ><случайно, ><а ><вероятность ><выбора ><действия ><или ><структуры ><определяется ><соответствием ><этой ><сущности ><текущему ><состоянию ><решения ><задачи. ><Фактор ><случайности ><также ><предохра><няет ><программу ><от ><попадания ><в ><"тупиковые ><ситуации". ><Более ><того, ><выбранный ><наугад ><"ошибочный" ><элемент ><(очевидно, ><не ><относящийся ><к ><текущему ><пути) ><открывает ><возмож><ность ><перехода ><к ><другим ><потенциальным ><путям ><решения. ><Это ><помогает ><решать ><проблему ><"эффекта ><горизонта" ><(раздел ><4.3), ><когда ><неудачность ><текущего ><пути ><изначально ><невидима. ><Случайность, ><таким ><образом, ><привносит ><неоднородность ><в ><пространство ><поиска, ><что ><явля><ется ><одним ><из ><преимуществ ><генетических ><алгоритмов ><(глава ><11).>

<И, ><наконец, ><температура ><служит ><механизмом ><обратной ><связи, ><определяющим ><степень ><"зацепления" ><структур, ><построенных ><в ><рабочем ><пространстве. ><При ><низкой ><степени ><заце><пления ><вероятностный ><характер ><выбора, ><сделанного ><системой, ><не ><столь ><важен, ><поскольку ><оба ><варианта ><одинаково ><приемлемы. ><При ><высокой ><степени ><зацепления ><с ><внутренне ><не><противоречивым ><решением ><влияние ><вероятностного ><выбора ><возрастает, ><поскольку ><вари><анты ><теснее ><связаны ><с ><формируемым ><решением.>

<представляет ><собой ><гибкую ><архитектуру, ><структуры ><которой ><развиваются ><как ><на ><основе ><данных, ><так ><и ><с ><учетом ><ожидаемого ><результата, ><поэтому ><отражают ><инварианты ><своего ><окружения. ><Однако ><эта ><архитектура ><имеет ><ряд ><недостатков. ><Во-первых, ><несмотря ><на ><то, ><что ><рассуждения ><по ><аналогии ><являются ><общей ><и ><важной ><особенностью ><интеллекта, ><алфавитная ><предметная ><область ><настолько ><семантически ><слаба, ><что ><результаты ><рассуждений ><по ><аналогии ><мало ><понятны. ><Это ><превращает ><данную ><архитектуру ><в ><игру><шечную ><систему. ><Во-вторых, ><не ><дообучается. ><С ><каждым ><новым ><образом ><она ><пы><тается ><сформировать ><строки ><шаблонов. ><Для ><рассуждений ><по ><аналогии ><требуется, ><чтобы ><система ><интегрировала ><новые ><знания ><в ><уже ><существующую ><в ><ней ><систему ><понятий, ><раз><вивая ><силу ><аналогии ><при ><каждом ><столкновении ><с ><окружающим ><миром.>

<Известно ><несколько ><новых ><проектов, ><развивающих ><и ><предназначенных ><для ><проверки ><архитектуры ><в ><более ><сложной ><среде. ><В ><[Marshall, ><1999] ><продолжено ><моделиро><вание ><связей ><по ><аналогии. ><В ><[Lewis ><и ><2000] ><архитектура ><расширена ><для ><использования ><в ><системе ><управления ><мобильным ><роботом. ><Таким ><образом, ><система ><значительно ><развита ><за ><счет ><взаимодействия ><с ><конкретным ><окружением ><с ><целью ><обучения. ><Результатом ><этого ><взаимодействия ><является ><карта ><пространства, ><исследуемого ><роботом. ><Объекты ><обнаруживаются ><и ><наносятся ><на ><карту, ><а ><заодно ><планируются ><и ><пере><планируются ><маршруты ><движения ><между ><объектами. ><В ><следующем ><разделе ><будут ><рас><смотрены ><агентно-ориентированный ><и ><компонентный ><подходы ><к ><решению ><задач.>

<6.4. ><Агентно-ориентированное ><и ><распределенное ><решение ><проблем>

<><В ><1980-е ><годы ><исследователями ><ИИ ><было ><сделано ><два ><открытия, ><которые ><имели ><важ><ное ><значение ><для ><последующего ><анализа ><роли ><представления ><в ><интеллектуальном ><реше-

261>

<<нии ><проблем. ><Первым ><было ><появление ><традиций ><распределенного ><искусственного ><>интеллекта< ><(РИИ). ><Первый ><рабочий ><семинар ><по ><РИИ ><состоялся ><в ><Массачусетсском ><>технологическом< ><институте ><в ><1980 ><году ><и ><был ><посвящен ><вопросам, ><связанным ><с ><интеллектуальным ><решением ><задач ><системами, ><состоящими ><из ><множества ><решателей. ><Исследователями ><РИИ ><было ><решено, ><что ><их ><не ><интересуют ><такие ><вопросы ><параллелизма ><низкого ><уровня, ><как ><распределенная ><обработка ><на ><нескольких ><машинах ><или ><распараллеливание ><сложных ><алгоритмов. ><Они ><хотели ><понять, ><как ><распределенные ><решатели ><можно ><эффективно ><>скоординировать< ><для ><интеллектуального ><решения ><проблем. ><Фактически ><это ><было ><началом ><эры ><распределенной ><обработки ><в ><искусственном ><интеллекте ><с ><использованием ><и ><>координацией< ><исполнителей ><(actor) ><и ><демонов ><(daemon) ><и ><разработкой ><систем ><классной ><доски, ><рассмотренных ><в ><разделе ><5.4.>

<Вторым ><открытием ><исследователей ><ИИ, ><уже ><представленным ><в ><разделе ><6.3, ><стали ><ра><боты ><Брукса ><и ><его ><группы. ><Работа ><Брукса ><оказала ><большое ><влияние ><на ><традиционный ><взгляд ><исследователей ><ИИ ><на ><представления ><и ><рассуждения ><(раздел ><6.3.1). ><Во-первых, ><понимание ><того, ><что ><интеллектуальное ><решение ><проблем ><не ><требует ><централизованного ><запоминания ><знаний, ><обрабатываемых ><некоторой ><общецелевой ><схемой ><вывода, ><привело ><к ><понятию ><распределенных ><и ><взаимодействующих ><моделей ><интеллекта, ><где ><каждый ><>элемент< ><распределенного ><представления ><отвечает ><за ><собственный ><компонент ><процесса ><ре><шения ><проблемы. ><Во-вторых, ><факт, ><что ><интеллект ><является ><ситуативным ><и ><активным, ><в ><контексте ><отдельных ><задач ><позволяет ><решателю ><перевести ><часть ><процесса ><решения ><в ><>окружающую< ><среду. ><Это ><дает ><возможность ><каждому ><решателю ><решать ><поступающую ><зада><чу, ><ничего ><не ><зная ><о ><процессе ><решения ><в ><остальной ><части ><системы. ><Таким ><образом, ><один ><-агент ><может ><проверять ><список ><товаров, ><в ><то ><время ><как ><другой ><проверяет ><кредито><способность ><заказчика. ><При ><этом ><оба ><агента ><не ><осведомлены ><о ><принятии ><решения ><на ><бо><лее ><высоком ><уровне, ><например: ><разрешить ><или ><не ><разрешить ><покупку.>

<Оба ><эти ><направления ><1980-х ><годов ><повлияли ><на ><текущее ><состояние ><разработок ><и ><ис><пользование ><интеллектуальных ><агентов.>

<6.4.1. ><Агентно-ориентированное ><решение ><задач: ><определение>

<Прежде ><чем ><двигаться ><дальше, ><определим, ><что ><мы ><подразумеваем ><под ><словами ><"агент", ><"агентно-ориентированная ><система" ><и ><"мультиагентная ><система". ><Однако ><это ><несколько ><проблематично, ><так ><как ><мнения ><различных ><групп ><исследователей ><по ><этому ><во><просу ><расходятся. ><Наше ><определение ><и ><обсуждение ><базируется ><на ><работах ><[Jennings, ><и ><1998], ><[Wooldridge, ><2000], ><[Lewis ><и ><2000].>

<Будем ><считать, ><что ><мультиагентная ><система ><- ><это ><вычислительная ><программа, ><блоки ><решения ><задач ><(решатели) ><которой ><расположены ><в ><некоторой ><среде, ><и ><каждый ><из ><них ><способен ><к ><гибким, ><автономным ><и ><социально ><организованным ><действиям, ><направленным ><(либо ><нет) ><на ><предопределенные ><реалии ><или ><цели. ><Таким ><образом, ><четырьмя ><свойствами ><интеллектуальной ><агентной ><системы, ><включающей ><программные ><решатели ><задач, ><явля><ются: ><ситуативностъ, ><автономность, ><гибкость ><и ><социальность.>

<Ситуативность ><(situatedness) ><интеллектуального ><агента ><означает, ><что ><он ><воспринимает ><окружение, ><в ><котором ><действует, ><и ><может ><изменять ><это ><окружение. ><Примеры ><окружения ><для ><ситуативных ><агентов ><- ><это ><среда ><ведения ><игры ><или ><"обитания" ><робота. ><Кон><кретным ><примером ><агента ><может ><служить ><игрок ><в ><виртуальный ><футбол ><в ><соревнованиях ><роботов ><[Veloco ><и ><др., ><2000], ><который ><должен ><взаимодействовать ><с ><мячом ><и ><противником, ><не ><зная ><размещения, ><намерений ><и ><успехов ><других ><игроков. ><Это ><понятие ><си-

262>

<<туативности ><отличается ><от ><принятого ><в ><более ><традиционных ><решателях ><задач, ><таких ><как ><планировщик ><(раздел ><7.4) ><или ><экспертная ><система ><(раздел ><7.3), ><которые ><поддерживали ><централизованные ><и ><исчерпывающие ><знания ><о ><своих ><прикладных ><областях.>

<Автономная ><система ><(autonomous ><может ><взаимодействовать ><со ><своим ><>окружением< ><без ><прямого ><вмешательства ><других ><агентов. ><Для ><этого ><она ><должна ><>контролировать< ><свои ><действия ><и ><внутренние ><состояния. ><Некоторые ><автономные ><агенты ><могут ><также ><обучаться ><на ><своем ><опыте, ><чтобы ><улучшить ><свое ><поведение ><в ><дальнейшем ><(см. ><часть ><В ><автономный ><агент ><мог ><бы ><распознавать ><кредитную ><карточку ><вне ><зависимости ><от ><решения ><других ><вопросов ><электронной ><коммерции. ><В ><системе ><агент ><дол><жен ><передать ><мяч ><партнеру ><или ><забить ><гол ><(в ><зависимости ><от ><конкретной ><ситуации).>

<Гибкий ><агент ><(flexible ><должен ><демонстрировать ><качества ><отзывчивости ><или ><пре><дусмотрительности ><(в ><зависимости ><от ><ситуации). ><Отзывчивый ><агент ><получает ><стимулы ><от ><своего ><окружения ><и ><вовремя ><отвечает ><на ><них ><соответствующим ><образом. ><Предусмотри><тельный ><агент ><не ><просто ><реагирует ><на ><ситуацию ><в ><своем ><окружении, ><но ><и ><адаптируется, ><це><ленаправленно ><действует ><и ><выбирает ><альтернативы ><в ><различных ><ситуациях. ><Агент ><по ><поис><ку ><кредитора, ><например, ><должен ><уметь ><предоставить ><пользователю ><несколько ><вариантов ><или ><найти ><другое ><кредитное ><агентство, ><если ><недостаточно ><одной ><альтернативы. ><Футболь><ный ><агент ><должен ><изменить ><свою ><тактику ><игры ><в ><зависимости ><от ><замысла ><противника.>

<И, ><наконец, ><агент ><является ><социальным ><(social ><если ><он ><может ><соответствую><щим ><образом ><взаимодействовать ><с ><другими ><программными ><или ><человеческими ><агентами. ><После ><всего ><сказанного ><становится ><ясно, ><что ><агент ><является ><лишь ><частью ><сложного ><про><цесса ><решения ><проблем. ><Взаимодействия ><социального ><агента ><ориентированы ><на ><дости><жение ><целей ><более ><крупной ><мультиагентной ><системы. ><Эта ><социальная ><направленность ><агентной ><системы ><должна ><решать ><много ><проблем, ><в ><том ><числе ><такие. ><Как ><различные ><агенты ><выделяют ><подзадачи ><при ><решении ><проблем? ><Как ><агенты ><могут ><взаимодействовать ><друг ><с ><другом, ><чтобы ><облегчить ><решение ><системной ><задачи ><более ><высокого ><уровня ><(в ><системе ><например, ><вести ><счет)? ><Как ><один ><агент ><может ><поддерживать ><цели ><другого ><агента ><(например, ><управлять ><вопросами ><безопасности ><в ><Все ><эти ><>вопросы< ><социальной ><направленности ><являются ><предметом ><современных ><исследований.>

<Мы ><описали ><основы ><создания ><мультиагентных ><систем. ><Мультиагентные ><системы ><иде><ально ><подходят ><для ><решения ><проблем, ><включающих ><большое ><количество ><методов ><реше><ния, ><точек ><зрения ><и ><сущностей. ><В ><этих ><областях ><мультиагентные ><системы ><имеют ><пре><имущества ><распределенного ><и ><конкурентного ><решения ><проблем, ><в ><том ><числе ><за ><счет ><реа><лизации ><сложных ><схем ><взаимодействия. ><Примеры ><взаимодействия ><показывают ><совместные ><действия ><по ><достижению ><общей ><цели. ><В ><этом ><и ><состоит ><гибкость ><социаль><ных ><взаимодействий, ><которая ><отличает ><мультиагентные ><системы ><от ><традиционного ><про><граммного ><обеспечения ><и ><обусловливает ><интерес ><к ><агентной ><парадигме.>

<В ><последние ><годы ><термин ><мультиагентная ><система ><относят ><ко ><всем ><типам ><про><граммных ><систем, ><составленных ><из ><множества ><полуавтономных ><компонентов. ><Распреде><ленная ><агентная ><система ><рассматривает ><пути ><решения ><частных ><задач ><с ><помощью ><ряда ><модулей ><(агентов), ><которые ><взаимодействуют ><на ><основе ><совместного ><использования ><зна><ний ><о ><задаче ><в ><процессе ><решения. ><Исследования ><в ><области ><мультиагентных ><систем ><со><средоточены ><на ><синтезе ><поведения ><множества ><иногда ><уже ><существующих ><автономных ><агентов, ><ориентированных ><на ><решение ><данной ><проблемы. ><Мультиагентная ><система ><мо><жет ><рассматриваться ><как ><сильно ><связанная ><сеть ><решателей, ><совместно ><работающих ><над ><проблемами, ><которые ><могут ><выходить ><за ><рамки ><возможностей ><индивидуальных ><агентов ><[Durfee ><и ><1989].

263>

<<Решатели ><мультиагентной ><системы, ><являясь ><автономными, ><могут ><в ><то ><же ><время ><быть ><не><однородными. ><На ><основе ><[Jennings, ><и ><1998] ><можно ><выделить ><четыре ><важ><ные ><характеристики ><мультиагентного ><решения ><проблем. ><Во-первых, ><каждый ><агент ><имеет ><не><полную ><информацию ><и ><недостаточные ><возможности ><для ><решения ><всей ><задачи, ><вследствие ><че><го ><страдает ><от ><ограниченности ><знаний. ><Во-вторых, ><не ><существует ><глобального ><системного ><контроллера ><для ><решения ><всей ><проблемы. ><В-третьих, ><знания ><и ><входные ><данные ><задачи ><тоже ><децентрализованы, ><и, ><в-четвертых, ><процесс ><рассуждения ><часто ><является ><асинхронным.>

<Наконец, ><разработчики ><традиционных ><объектно-ориентированных ><систем ><не ><видят ><ничего ><нового ><в ><агентно-ориентированной ><системе. ><Их ><можно ><понять, ><если ><рассматривать ><свойства ><отдельных ><агентов ><и ><объектов. ><Объекты ><определяются ><как ><вычислительные ><системы ><с ><инкап><сулированным ><состоянием, ><они ><обладают ><методами, ><связанными ><с ><этим ><состоянием, ><и ><совер><шают ><действия ><в ><окружающей ><среде, ><а ><также ><взаимодействуют, ><передавая ><сообщения.>

<Различие ><между ><объектами ><и ><агентами ><состоит ><в ><том, ><что ><объекты ><редко ><контролируют ><свое ><поведение. ><Агенты ><следует ><рассматривать ><не ><как ><сущности, ><вызывающие ><конкретные ><методы ><друг ><друга, ><а ><как ><субъекты, ><которые ><запрашивают ><выполнение ><необходимых ><дейст><вий. ><Далее, ><агенты ><являются ><гибкими, ><т.е. ><чутко ><реагирующими ><на ><изменение ><внешней ><среды, ><предусмотрительными ><и ><социально ><настроенными. ><И, ><наконец, ><при ><взаимодействии ><агентов ><зачастую ><можно ><выделить ><свои ><собственные ><потоки ><управления. ><Все ><эти ><различия ><не ><означа><ют, ><однако, ><что ><такой ><объектно-ориентированный ><язык, ><как ><рассматриваемый ><в ><разде><ле ><15.12, ><не ><является ><подходящей ><средой ><для ><построения ><агентной ><системы. ><Наоборот, ><сила ><и ><гибкость ><делает ><его ><идеальным ><для ><решения ><этой ><задачи.>

<6.4.2. ><Примеры ><и ><проблемы ><агентно-ориентированной ><парадигмы>

<Чтобы ><конкретизировать ><идеи ><предыдущего ><раздела, ><опишем ><ряд ><прикладных ><облас><тей, ><в ><которых ><целесообразно ><использовать ><агентно-ориентированное ><решение ><задач. ><За><одно ><приведем ><ссылки ><на ><исследования ><в ><этих ><проблемных ><областях.>

<Производство. ><Производственная ><область ><может ><моделироваться ><как ><иерархия

><рабочих ><областей. ><Можно ><рассматривать ><рабочие ><области ><для ><мукомольного ><>производства<, ><штукатурных, ><малярных ><работ, ><сборки ><и ><т.д. ><Эти ><рабочие ><области ><за><тем ><можно ><сгруппировать ><в ><производственные ><подсистемы. ><Каждая ><из ><подсистем><функционирует ><внутри ><некоторого ><производственного ><процесса. ><Впоследствии><эти ><подсистемы ><можно ><объединить ><в ><фабрику. ><Еще ><более ><крупная ><сущность ><-><компания ><- ><может ><контролировать ><деятельность ><каждой ><из ><этих ><фабрик, ><напри><мер, ><управлять ><заказами, ><учетом ><товаров, ><ростом ><производства, ><прибылью ><и ><т.п. ><Литературные ><ссылки ><на ><агентно-ориентированное ><производство ><включают ><>работы< ><по ><формированию ><последовательности ><производственных ><процессов ><[Chung ><и ><1997], ><производственных ><операций ><[Oliveira ><и ><др., ><1997] ><и ><совместному ><>созданию< ><продукции ><[Cutosky ><и ><др., ><1993], ><[Darr ><и ><1996].>

<Автоматическое ><управление. ><Поскольку ><контроллеры ><процессов ><обычно ><явля><ются ><автономными, ><реактивными ><и ><зачастую ><распределенными ><системами, ><не><удивительно, ><что ><агентные ><модели ><приобретают ><в ><этой ><области ><важное ><значение.><Существуют ><исследования ><по ><управлению ><транспортными ><системами ><[Согега ><и><др., ><1996], ><управлению ><космическими ><аппаратами ><[Schwuttke ><и ><1993], ><>электронно-лучевыми< ><ускорителями ><[Perriolat ><и ><др., ><1996], ><[Klein ><и ><др., ><2000], ><>управлению< ><воздушным ><транспортом ><[Ljunberg ><и ><1992] ><и ><другие.

264>

<<Телекоммуникации. ><Телекоммуникационные ><системы ><являются ><большими ><>распределенными< ><сетями, ><состоящими ><из ><взаимодействующих ><компонентов, ><которые><требуют ><мониторинга, ><и ><управления ><в ><реальном ><времени. ><Агентно-ориентированные><системы ><использовались ><для ><сетевого ><управления ><и ><менеджмента ><[Schoonderwoerd ><и ><др., ><1997], ><[Adler ><и ><др., ><1989], ><передачи ><информации, ><переключения ><[Nishibe ><и ><др., ><1993] ><и ><обслуживания ><[Busuoic ><и ><1994]. ><Более ><полный ><обзор ><>приложений< ><в ><этой ><области ><содержится ><в ><[Veloco ><и ><др., ><1994].>

<Транспортные ><системы. ><Системы ><грузоперевозок ><едва ><ли ><не ><по ><определению ><>являются< ><распределенными, ><ситуативными ><и ><автономными. ><Приложения ><в ><этой ><>области< ><включают ><управление ><пассажиропотоками ><и ><транспортом ><для ><транспортных><баз ><[Burmeister ><и ><др., ><1997] ><и ><кооперативное ><составление ><транспортных ><>расписаний< ><[Fischer ><и ><др., ><1996].>

<Информационный ><менеджмент. ><Изобилие, ><разнообразие ><и ><сложность ><>информации< ><в ><современном ><обществе ><почти ><безграничны. ><Агентные ><системы ><могут ><>обеспечить< ><интеллектуальный ><информационный ><менеджмент, ><особенно ><в ><Как ><человеческий ><фактор, ><так ><и ><информационная ><организация ><как ><будто ><сговорились ><против ><комфортного ><доступа ><к ><информации. ><Двумя ><критическими ><агентными ><за ><дачами ><являются ><фильтрация ><данных ><- ><получение ><из ><всей ><доступной ><информа><ции ><лишь ><той ><небольшой ><порции, ><которая ><нас ><действительно ><интересует, ><и ><сбор ><информации ><- ><задача ><накопления ><и ><определения ><приоритетов ><среди ><отобранных ><порций ><информации. ><Среди ><приложений ><можно ><отметить ><[Chen ><и ><1998], ><систему ><фильтрации ><электронной ><почты ><[Maes, ><1994], ><поиск ><в ><[Lieberman, ><1995] ><и ><агент ><поиска ><эксперта ><[Kautz ><и ><др., ><1997].>

<Электронная ><коммерция. ><Современная ><коммерческая ><деятельность ><>осуществляется< ><под ><управлением ><человека: ><мы ><решаем, ><когда ><купить ><или ><продать, ><какое ><>количество< ><и ><по ><каким ><ценам, ><и ><даже, ><какая ><информация ><необходима ><нам ><к ><>определенному< ><времени. ><Несомненно, ><коммерция ><является ><областью, ><подходящей ><для ><агентных ><моделей. ><Хотя ><полная ><разработка ><электронных ><коммерческих ><агентов ><может ><быть ><осуществлена ><только ><в ><будущем, ><несколько ><систем ><уже ><реализовано. ><Например, ><современные ><программы ><могут ><принимать ><решения ><по ><многим ><>покупкам< ><и ><продажам ><на ><основании ><большого ><количества ><разнородной ><и ><распределен><ной ><информации. ><Было ><разработано ><несколько ><агентных ><систем ><для ><управления><портфелем ><ценных ><бумаг ><[Sycara ><и ><др., ><1996], ><системы ><- ><помощники ><покупателя ><[Doorenbos ><и ><др., ><1997], ><[Krulwich, ><1996] ><и ><интерактивные ><каталоги ><[Schrooten ><и ><1997], ><[Takahashi ><и ><др., ><1997].>

<Интерактивные ><игры ><и ><театр. ><Участники ><игр ><и ><театральные ><герои ><>функционируют< ><в ><богатой ><интерактивной ><среде. ><Игровые ><агенты ><могут ><втягивать ><нас ><в ><воен><ные ><игры, ><в ><сценарии ><управления ><финансами ><и ><даже ><в ><спортивные ><состязания. ><Те><атральные ><агенты ><играют ><роль ><человеческих ><прототипов ><и ><могут ><создавать ><иллю><зию >< >< ><жизни >< >< ><в >< >< ><эмоциональных >< >< ><ситуациях, >< >< ><при >< >< ><моделировании >< >< ><критических ><ситуаций ><в ><медицине ><или ><при ><обучении ><разнородным ><задачам. ><Исследования ><в ><этой ><области ><включают ><компьютерные ><игры ><[Wavish ><и ><1996] ><и ><>интерактивные< ><модели ><личностей ><[Hayes-Roth, ><1995], ><[Trappl ><и ><1997].>

<Разумеется, ><существует ><много ><других ><областей, ><для ><которых ><подходит ><агентно><ориентированная ><парадигма ><реализации. ><Несмотря ><на ><то ><что ><агентная ><технология ><имеет ><много ><потенциальных ><преимуществ, ><для ><интеллектуального ><решения ><проблем ><еще ><необ-

265>

<<ходимо ><преодолеть ><ряд ><трудностей. ><Приведенный ><ниже ><список ><вопросов ><сформулирован ><на ><основе ><идей, ><изложенных ><в ><работах ><[Jennings ><и ><др., ><1998], ><[Bond ><и ><1988].>

<Как ><систематизировать, ><формализовать, ><распределить ><задачи ><агентов? ><Более ><того,

><как ><соответствующим ><образом ><синтезировать ><результаты ><их ><решения?>

<Как ><обеспечить ><передачу ><сообщений ><и ><взаимодействие ><агентов? ><Какие ><существу

><ют ><языки ><и ><протоколы ><передачи ><сообщений? ><Что ><и ><когда ><можно ><назвать ><>подходящей< ><информацией?>

<Как ><обеспечить ><согласованное ><поведение ><агентов ><при ><выборе ><действий ><и ><>принятии< ><решений? ><Как ><справляться ><с ><нелокализованными ><воздействиями ><и ><избегать ><вредных ><взаимодействий ><с ><агентами?>

<Как ><отдельные ><агенты ><могут ><представлять ><и ><обрабатывать ><информацию ><о ><>действиях<, ><планах ><и ><знаниях ><других ><агентов ><для ><их ><координации? ><Как ><агенты ><могут ><>судить< ><о ><состоянии ><координируемых ><ими ><процессов?>

<Как ><распознать ><и ><скоординировать ><различные ><точки ><зрения ><и ><конфликтные ><>намерения< ><агентов?>

<Как ><распознать ><опасное ><поведение ><всей ><системы, ><например, ><хаотичное ><или ><>вибрирующее<, ><и ><избежать ><его?>

<Как ><распределять ><и ><контролировать ><ограниченные ><ресурсы ><как ><отдельного ><агента,

><так ><и ><системы ><в ><целом?>

<И, ><наконец, ><какие ><технические ><средства ><и ><программные ><технологии ><существуют

><для ><разработки ><и ><поддержки ><агентных ><систем?>

<Методы ><разработки ><интеллектуального ><программного ><обеспечения, ><необходимые ><для ><поддержки ><агентных ><технологий ><решения ><проблем, ><можно ><встретить ><на ><протяжении ><всей ><книги. ><Во-первых, ><требования ><к ><представлению ><процесса ><интеллектуального ><решения ><проблем ><стали ><постоянной ><темой ><нашего ><изложения. ><Во-вторых, ><вопросы ><поиска, ><осо><бенно ><эвристического, ><можно ><найти ><в ><части ><В-третьих, ><область ><планирования, ><пред><ставленная ><в ><разделе ><7.4, ><обеспечивает ><технологию ><упорядочения ><и ><координацию ><подце><лей ><при ><организации ><решения ><проблем. ><В-четвертых, ><мы ><представляем ><идею ><стохастиче><ских ><агентных ><рассуждений ><в ><условиях ><неопределенности ><в ><разделе ><8.3. ><И, ><наконец, ><вопросы ><обучения ><в ><областях ><автоматизированных ><рассуждений ><и ><понимания ><естествен><ного ><языка ><рассматриваются ><в ><частях ><и ><Эти ><подобласти ><традиционного ><искусст><венного ><интеллекта ><важны ><для ><создания ><агентных ><архитектур.>

<Существует ><ряд ><других ><вопросов ><разработки ><агентных ><моделей, ><которые ><находятся ><вне ><сферы ><этой ><книги, ><например, ><языки ><коммуникаций, ><схемы ><взаимодействия ><и ><методы ><рас><пределенного ><управления. ><Они ><рассматриваются ><в ><[Jennings, ><и ><1998] ><и ><в ><трудах ><соответствующих ><конференций ><(AAAI, ><и >

<6.5. ><Резюме ><и ><дополнительная ><литература>

<><В ><этой ><главе ><рассмотрены ><многие ><из ><основных ><альтернатив ><для ><представления ><зна><ний, ><включая ><использование ><логики, ><правил, ><семантических ><сетей ><и ><фреймов. ><Кроме ><то><го, ><описаны ><системы ><без ><централизованной ><базы ><знаний ><или ><общецелевой ><схемы ><рассу><ждений. ><Наконец, ><мы ><рассмотрели ><распределенное ><решение ><проблем ><с ><агентами. ><Резуль-

266>

<<таты ><тщательного ><изучения ><показывают ><новый ><уровень ><понимания ><преимуществ ><и ><>ограничений< ><каждого ><из ><этих ><подходов ><к ><представлению. ><Тем ><не ><менее, ><дебаты ><по ><вопросам ><естественности, ><эффективности ><и ><соответствия ><каждого ><из ><подходов ><продолжаются. ><Мы ><заканчиваем ><эту ><главу ><кратким ><обсуждением ><нескольких ><важных ><подходов ><в ><области ><представления ><знаний.>

<Первый ><из ><них ><- ><это ><выбор ><и ><степень ><детализации ><атомарных ><символов ><для ><>представления< ><знаний. ><Объекты ><мира ><составляют ><область ><определения ><отображения; ><>вычислительные< ><объекты ><в ><базе ><знаний ><являются ><его ><областью ><значений. ><Природа ><атомарных ><элементов ><языка ><в ><значительной ><степени ><определяет ><форму ><описания ><мира, ><например, ><если ><"автомобиль" ><- ><это ><наименьший ><атом ><представления, ><то ><система ><не ><может ><>рассуждать< ><о ><двигателях, ><колесах ><и ><какой-либо ><другой ><части ><автомобиля. ><Однако, ><если ><этим ><частям ><соответствуют ><атомы, ><то ><для ><представления ><"автомобиля" ><как ><единого ><понятия ><может ><потребоваться ><более ><крупная ><структура ><со ><своими ><способами ><управления.>

<Другой ><пример ><компромиссного ><решения ><при ><выборе ><символов ><может ><быть ><найден ><в ><работах, ><посвященных ><пониманию ><естественного ><языка. ><Сложные ><понятия, ><значение ><ко><торых ><не ><описывается ><одним ><словом, ><нельзя ><представить ><с ><помощью ><программ, ><исполь><зующих ><отдельные ><слова ><в ><качестве ><элементов ><смысла. ><Существуют ><также ><определенные ><трудности ><в ><выделении ><разного ><смысла ><одного ><и ><того ><же ><слова ><или ><разных ><слов ><с ><одним ><и ><тем ><же ><смыслом. ><Один ><из ><подходов ><к ><этой ><проблеме ><заключается ><в ><использовании ><>семантических< ><примитивов ><- ><независимых ><от ><языка ><концептуальных ><единиц, ><используе><мых ><в ><качестве ><основы ><для ><представления ><естественного ><языка. ><Хотя ><эта ><точка ><зрения ><устраняет ><проблему ><использования ><отдельных ><слов ><как ><единиц ><смысла, ><возникают ><дру><гие ><проблемы: ><многие ><слова ><требуют ><сложных ><структур ><для ><их ><определения; ><кроме ><того, ><при ><небольшом ><множестве ><примитивов ><сложно ><уловить ><тонкие ><различия, ><такие ><как ><"push" ><и ><"shove" ><(толкать) ><или ><"yell" ><и ><"scream" ><(пронзительный ><крик).>

<Полнота ><- ><свойство ><базы ><знаний, ><которое ><обеспечивается ><подходящим ><>представлением<. ><Отображение ><является ><полным ><по ><отношению ><к ><свойству ><или ><классу ><объектов, ><если ><все ><вхождения ><точно ><соответствуют ><элементу ><представления. ><Предполагается, ><что ><>географические< ><карты ><должны ><быть ><полными ><на ><некотором ><уровне ><детализации. ><Карту, ><на ><которой ><упущен ><город ><или ><река, ><нельзя ><рассматривать ><как ><навигационную. ><Хотя ><большинство ><баз ><знаний ><не ><полны, ><полнота ><относительно ><определенных ><свойств ><или ><объектов ><является ><>обязательной<. ><Например, ><предположение ><полноты ><представления ><позволяет ><планировщику ><>игнорировать< ><возможные ><эффекты ><проблемы ><границ ><(frame >

<При ><описании ><задачи ><как ><последовательности ><состояний ><мира, ><вызываемых ><>некоторыми< ><действиями ><или ><событиями, ><нужно ><учитывать, ><что ><эти ><действия ><или ><события ><>изменяют< ><лишь ><небольшую ><часть ><компонентов ><описания. ><Программа ><должна ><иметь ><>возможность< ><выявить ><побочные ><эффекты ><и ><подразумеваемые ><изменения ><в ><описании ><мира. ><>Проблема< ><описания ><побочных ><явлений ><действий ><называется ><проблемой ><границ. ><Например, ><робот, ><складывающий ><тяжелые ><ящики ><на ><грузовик, ><должен ><учитывать ><понижение ><уровня ><дна ><автомобиля ><с ><каждым ><новым ><ящиком. ><Если ><представление ><является ><полным, ><то ><не><определенных ><побочных ><эффектов ><не ><будет, ><и ><проблема ><границ ><исчезает. ><Трудность ><проблемы ><границ ><является ><следствием ><того, ><что ><для ><большинства ><областей ><невозможно ><построить ><полную ><базу ><знаний. ><Язык ><представления ><должен ><помогать ><программисту ><в ><решении ><вопросов, ><какие ><знания ><можно ><опустить ><без ><потери ><информации.>

<С ><проблемой ><полноты ><связан ><вопрос ><пластичности ><или ><модифицируемости ><>представления<: ><при ><отсутствии ><полноты ><необходимо ><восполнить ><отсутствующие ><знания. ><>Поскольку< ><большинство ><баз ><знаний ><являются ><неполными, ><желательно, ><чтобы ><процесс ><мо-

267>

<<дификации ><или ><адаптации ><был ><простым. ><Кроме ><синтаксической ><простоты ><процесса ><>восполнения< ><знаний ><представление ><должно ><гарантировать ><непротиворечивость ><базы ><знаний ><при ><добавлении ><и ><удалении ><информации. ><Наследование ><является ><примером ><того, ><как ><схема ><представления ><может ><обеспечить ><непротиворечивость.>

<Несколько ><систем, ><включая ><[Mitchell, ><1993], ><решали ><вопрос ><пластичности ><за ><счет ><разработки ><сетевых ><структур, ><которые ><изменяются ><и ><развиваются, ><встречаясь ><с ><>ограничениями< ><естественного ><мира. ><В ><этих ><системах ><представление ><является ><результатом ><приобретения ><новых ><данных ><(построения ><снизу ><вверх) ><с ><учетом ><ожидаемого ><результата. ><Примером ><систем ><этого ><типа ><является ><рассуждение ><по ><аналогии.>

<Другим ><полезным ><свойством ><представления, ><связанным ><с ><отображением ><мира ><в ><базу ><знаний, ><является ><гомоморфизм. ><В ><данном ><случае ><гомоморфизм ><означает ><однозначное ><соответствие ><между ><объектами ><и ><действиями ><мира ><и ><вычислительными ><объектами ><и ><>операциями< ><языка. ><При ><гомоморфном ><отображении ><база ><знаний ><отражает ><воспринятую ><структуру ><области ><и ><может ><быть ><организована ><более ><естественным ><образом.>

<Кроме ><естественности, ><однозначности ><и ><легкости ><использования ><схемы ><>представления< ><могут ><быть ><оценены ><по ><их ><вычислительной ><эффективности. ><В ><[Levesque ><и ><1985] ><обсуждается ><компромисс ><между ><выразительностью ><и ><эффективностью. ><Когда ><в ><качестве ><схемы ><представления ><используется ><логика, ><система ><является ><высоко ><выразительной ><вследствие ><полноты. ><Однако ><системы, ><основанные ><на ><неограниченной ><логике, ><как ><правило, ><не ><очень ><эффективны ><(см. ><главу ><12).>

<Большинство ><вопросов ><представления ><относятся ><к ><любой ><информации, ><накапливаемой ><и ><используемой ><компьютером. ><Существует ><еще ><ряд ><вопросов, ><которые ><должны ><решаться ><>разработчиками< ><распределенных ><и ><агентных ><систем. ><Многие ><из ><этих ><вопросов ><относятся ><к ><>принятию< ><решений ><на ><основе ><частной ><(локальной) ><информации, ><распределенной ><относительно ><выполняемых ><задач. ><Эти ><вопросы ><решаются ><с ><помощью ><агентных ><языков ><передачи ><>сообщений< ><и ><разработки ><алгоритмов ><для ><кооперации ><и ><совместного ><использования ><информации ><агентами. ><Большинство ><этих ><вопросов ><представлено ><в ><разделе ><6.4. ><И, ><наконец, ><совершенно ><новые ><языки ><и ><представления ><могут ><потребоваться ><при ><реализации ><философских ><аспектов ><распределенного, ><основанного ><на ><окружении ><интеллекта, ><предложенных ><в ><[Clark, ><1997], ><[Haugeland, ><1997] ><и ><[Dennett, ><1991,1995], ><где ><так ><называемые ><"неплотные" ><системы ><>используют< ><окружение ><и ><других ><агентов ><в ><качестве ><критической ><среды ><для ><запоминания ><и ><использо><вания ><знаний. ><Необходимы ><также ><средства ><представления ><и ><поддержки, ><которые ><в ><>соответствии< ><с ><[Brooks, ><1991a] ><"используют ><мир ><в ><качестве ><модели".>

<В ><заключение ><расширим ><ссыпки ><на ><материалы, ><представленные ><в ><главе ><6. ><Ассоцианист><ские ><теории ><как ><модели ><компьютерной ><и ><человеческой ><памяти ><и ><рассуждений ><изучались ><в ><[Selz, ><1913,1922], ><[Anderson ><и ><1973], ><[Sowa, ><1984], ><[Collins ><и ><1069].>

<Важным ><результатом ><в ><области ><разработки ><языков ><структурированного ><представле><ния ><знаний ><являются ><языки ><представления ><[Bobrow ><и ><1977] ><и ><[Brachman, ><1979], ><которые ><играют ><особую ><роль ><как ><семантические ><основы ><структуриро><ванных ><представлений.>

<Наш ><обзор ><концептуальных ><графов ><в ><значительной ><степени ><основан ><на ><книге ><[Sowa, ><1984]. ><Отсылаем ><читателя ><к ><этому ><изданию ><для ><более ><детального ><знакомства. ><Согласно ><этой ><работе ><концептуальные ><графы ><сочетают ><выразительную ><силу ><исчисления ><предикатов, ><модальной ><ло><гики ><и ><логик ><более ><высоких ><порядков ><с ><богатством ><множества ><встроенных ><понятий ><и ><отно><шений, ><полученных ><из ><эпистемологии, ><психологии ><и ><лингвистики.>

<Существует ><ряд ><других ><интересных ><подходов ><к ><представлению. ><Например, ><Брахман, ><Файкс ><и ><Ливиски ><предложили ><представление, ><которое ><подчеркивает ><функциональную

268>

<<специфику, ><т.е. ><тип ><информации, ><запрашиваемой ><или ><хранимой ><в ><базе ><знаний ><[Brachman ><и ><др., ><1985], ><[Levesque, ><1984].>

<В ><более ><детальном ><изучении ><этих ><вопросов ><может ><помочь ><ряд ><книг. ><Издание ><[Brachman ><и ><1985] ><является ><компиляцией ><важных ><статей ><на ><эту ><тему. ><Многие ><из ><статей, ><на ><которые ><ссылается ><данная ><глава, ><могут ><быть ><найдены ><там, ><хотя ><ссылки ><на ><них ><даются ><как ><на ><первоисточники. ><Полезными ><могут ><стать ><[Bobrow ><и ><1975], ><[Devis, ><1990], ><[Weld ><и ><1990] ><и ><труды ><любой ><из ><конференций ><по ><ИИ ><вообще, ><или ><по ><представлению ><знаний ><в ><частности, ><например ><[Brachman ><и ><др., ><1990].>

<В ><настоящее ><время ><существует ><значительное ><количество ><статей, ><развивающих ><на><правления, ><предложенные ><Бруксом ><по ><категориальной ><архитектуре. ><Особое ><внимание ><стоит ><уделить ><работам ><[Brooks, ><1991a], ><[Brooks ><и ><1994], ><[Maes, ><1994], ><[Veloco ><и ><др., ><2000]. ><Дальнейшие ><исследования ><поддерживают ><философскую ><точку ><зрения ><о ><>распределенной< ><и ><материализованной ><природе ><знаний ><и ><интеллекта. ><Особый ><интерес ><>представляет< ><работа ><[Clark, ><1997].>

<Агентно-ориентированные ><исследования ><являются ><достаточно ><популярными ><в ><>современном< ><ИИ ><[Jennings ><и ><др., ><1998]. ><На ><ежегодных ><конференциях ><по ><ИИ ><(IAAI, ><агентным ><исследованиям ><посвящены ><целые ><секции. ><Для ><ознакомления ><с ><новейшими ><>достижениями< ><в ><этой ><области ><мы ><бы ><порекомендовали ><изучить ><последние ><труды ><этих ><>конференций<. ><Кроме ><того, ><следует ><ознакомиться ><с ><трудами ><конференции ><в ><области ><распре><деленного ><искусственного ><интеллекта ><(РИИ). ><Обзор ><и ><ссылки ><на ><важные ><прикладные ><>области< ><агентно-ориентированных ><исследований ><были ><представлены ><в ><разделе ><6.4.>

<Вопросы ><представления ><знаний ><находятся ><на ><стыке ><искусственного ><интеллекта ><и ><ког-><нитологии ><[Luger, ><1994] ><и ><[Clark, ><1997]. ><Книга ><[Luger, ><1995] ><объединяет ><классические ><статьи, ><которые ><освещают ><разработку ><многих ><схем ><представления ><знаний.>

<6.6. ><Упражнения>

<><В ><общесмысловых ><рассуждениях ><такие ><понятия, ><как ><причинность, ><аналогия, ><эквива><лентность ><используют ><не ><так, ><как ><в ><формальных ><языках. ><Например, ><если ><мы ><говорим ><"Инфляция ><заставила ><Джейн ><просить ><о ><повышении", ><то ><предполагаем ><более ><сложные

><причинные ><зависимости, ><чем ><в ><простых ><физических ><законах. ><Если ><мы ><говорим

><"Используйте ><нож ><или ><стамеску ><для ><подрезки ><дерева", ><то ><предполагаем ><важное ><>понятие< ><эквивалентности. ><Приведите ><примеры ><трансляции ><этих ><и ><других ><понятий ><в ><формальный ><язык.>

<В ><подразделе ><6.2.1 ><приведены ><некоторые ><аргументы ><против ><использования ><логики

><для ><представления ><общесмысловых ><знаний. ><Приведите ><аргумент ><в ><пользу ><>использования< ><логики ><для ><представления ><этих ><знаний.>

<Запищите ><каждое ><из ><этих ><выражений ><в ><терминах ><исчисления ><предикатов, ><>концептуальных< ><зависимостей ><и ><концептуальных ><графов.>

<"Jane ><("Джейн ><дала ><Тому ><порцию ><мороженого").>

<"Basketball ><("Баскетболисты ><высокие").>

<"Paul ><("Пол ><срубил ><дерево ><топором").>

<"Place ><("Поместите ><все ><ингредиенты ><в ><миску ><и ><тщательно ><перемешайте").