Лекция 8. Тема: Мультиагентные системы для информационного поиска в интернет

Тема: Мультиагентные системы для информационного поиска в интернет.

План.

1. Общие понятия о программных агентах.

2. Свойства программных агентов. Структура программного агента.

3. Перспективность применения интеллектуальных агентов для информационного поиска в Интернет.

4. Примеры использования интеллектуальных агентов для поиска в Интернет.

5. Мультиагентные системы.

6. Применение мультиагентных систем.

Ключевые слова.

Информационный поиск, поисковая система, программный агент, структура, иерархия, классификация интерфейсный агент, автономность, восприимчивость, целеориентированность, окружающая среда, коммуникабельность, адаптируемость, обучаемость, интеллектуальный агент, структура, решатель, восприятие, воздействие, принятие решений, мультиагентные системы, открытое образование, виртуальный мир, портал, портлет, аваторы.

В последние годы наблюдается повышенный интерес к применению для поисковых систем так называемых программных агентов и их разновидности – интеллектуальных агентов.

Общие понятия о программных агентах.

Программный агент (Software Agent) – это проблемно-ориентированная программа, которая может выполнить за человека рутинную работу.

Он обладает следующими свойствами.

· Автономность. Агент работает в окружающей среде, состояния которой он воспринимает с помощью сенсоров и может изменять средствами воздействия в процессе работы (воздействие для собственной цели).

· Восприимчивость. Агент наблюдает изменения окружающей среды и своевременно отвечает на них.

· Целеориентированность. Агент должен не только отвечать на внешние воздействия, но и выполнять поставленную задачу.

· Рациональность. Агент не должен делать действий, препятствующих выполнению поставленной задачи.

Кроме обязательных основных свойств агент может обладать дополнительными свойствами.

· Коммуникабельность. Возможность общаться с человеком и другими агентами для достижения своей цели и для помощи другим агентам.

· Предусмотрительность. Возможность не только выполнять поставленную задачу, но и должен собирать при этом полезную для пользователя информацию, относящуюся к запросу пользователя.

· Адаптируемость поведения. Агент должен настраиваться под привычки и методы конкретного пользователя.

· Мобильность - возможность перемещения агента в сети.

· Обучаемость – возможность приобретения агентом знаний в процессе работы с пользователем и с другими агентами.

Частным случаем программных агентов являются интеллектуальные агенты, т.е. агенты, обладающие свойством интеллектуальности, т.е. к способности к рассуждению и обучаемости. Интеллектуальность подразумевает, как минимум, возможность задавать пользовательские предпочтения агенту и наличия у агента механизма рассуждения, чтобы действовать в соответствии с этими предпочтениями. Более высокий уровень интеллектуальности подразумевает у агента модели пользовательских потребностей и механизмы поиска способа их удовлетворения. Дальнейшее развитие интеллектуальности связано с обучаемостью и адаптацией к окружающей среде, как с точки зрения пользовательских потребностей, так и с точки зрения доступных ресурсов.

Агенты в составе ПО портала называют также портлетами. Агент в распределенной системе постоянно готов к работе, к приему сообщений, их обработке и принятию решений.

Укрупненная структура типичного программного агента представлена на рис. 1. Входами являются внутренние параметры агента и данные о состоянии среды, выходами – параметры, воздействующие на среду и информирующие пользователя о состоянии среды и принятых решениях.

Рис. 1. Структура программного агента.

Решатель – процедура принятия решений. Решатель может быть реализацией достаточного простого алгоритма или системой искусственного интеллекта (например, системой продукционного типа).

Применение интеллектуальных агентов (ИА) для решения таких задач как:

· Обеспечение эффективного взаимодействия пользователя с ИПС (информирование запроса, настройка ИПС, и др.);

· Повышение качества поиска и индексирования документов ИПС;

· Накопление, обобщение и повторное использование опыта ИП различных пользователей является перспективным по следующим причинам.

· Свойства, которыми обладают ИА, необходимы для построения персональных помощников и интеллектуальных пользовательских интерфейсов.

· Свойства мобильности и автономности работы агентов позволяет предложить новый подход к поиску новых документов и индексированию документов в ИПС.

· Технология на основе взаимодействующих программных агентов представляет основу для моделирования систем высокой сложности, позволяя разбивать задачу на подзадачу меньшей сложности. Модель системы при этом близко соответствует модели реального мира за счет использования понятия агент.

· Агенты позволяют разрабатывать систему на высоком уровне.

· Каждая подзадача, которой соответствует агент, может быть легко решена и повторно использована.

Примеры использования интеллектуальных агентов для информационного

поиска в Интернет

Можно выделить следующие области применения ИА для ИП в Интернет.

· Фильтрация информации агент WebMate позволяет сократить количестко Web – серверов, просматриваемое пользователем в поисках новостей. Он формирует персональный дайджест по интересующим пользователя темам.

· Предоставление пользователю помощи при работе с некоторым информационным источником. Агент – гид является Web Watcher, который позволяет задать интересующую пользователя тему и в процессе навигации по Web – сайту рекомендует ссылки, которые относятся к этой теме.

· Формирование модели пользователя и повышение качества ИП на основе этой модели. Персональный информационный помощник Personal Web Watcher составляет модель информационных потребностей пользователя на основе наблюдения за навигацией пользователя по Интернет и потом использует эту модель для рекомендации потенциально интересных пользователю ссылок.

· Поиск информации по запросу пользователя. Агент CiteSeer позволяет частично автоматизировать процесс поиска научных статей в Интернет. Он ищет статьи, выкачивает их и сортирует по предполагаемой релевантности теме, заданной пользователем. Информационный помощник Softbot позволяет автоматизировать рутинные задачи пользователя по управлению файлами. При этом пользователь формирует задание в высокоуровневой форме, а агент формирует соответствующую цепочку действий и выполняет её.

· Повторное использование опыта пользователей по поиску информации. Основной идеей подхода является наличие у каждого пользователя персонального агента, накапливающего опыт поиска информации пользователя. При необходимости искать что-то новое агент использует опыт, накопленный другими агентами в ходе наблюдения за их пользователями

Мультиагентные системы.

В настоящее время одной из наиболее перспективных технологий интеллектуализации автоматизированных систем, в том числе и систем обучения, считается технология мультиагентных систем.

Технология мультиагентных систем развивается для применения в распределенных информационных и вычислительных системах. Использование централизованного управления в таких системах часто приводит к снижению надежности, излишним затратам ресурсов на реализацию управляющих функций. В мультиагентных системах управляющие функции распределены между агентами – программами, обладающими способностями автономной работы, общение с другими агентами, восприятие данных от управляемой среды и целенаправленного воздействия на среду.

В мультиагентных системах открытого образования агенты выполняют ряд ролей. Для каждой из функций обслуживания пользователей в ИОС может быть создан свой агент. Примерами агентов могут служить агенты персональные, интерфейсные, групповой работы, поиска информации и др.

Персональный агент предназначен для упрощения доступа пользователя к ИОС, напоминает ему о предстоящих мероприятиях, реализует индивидуальные требования пользователя к настройке среды.

Интерфейсный агент оживляет общение пользователя с ИОС. Агент типа «говорящая голова» создает на экране монитора изображение головы собеседника. С помощью мультимедийных средств имитируется речь. Дальнейшая интеллектуализация интерфейсных агентов позволит имитировать интеллектуального собеседника, способного к диалогу с пользователем на определенные темы.

Агент групповой работы предназначен для поддержки совместной работы нескольких пользователей над общим документом

Агент поиска информации помогает в отборе нужной информации, используемой из сети.

Одно из применений технологии мультиагентных систем связано с созданием разделяемых виртуальных миров, иначе называемых виртуальными распределенными средами DVE (Distributed Virtual Environment). В таких средах для более чем одного пользователя из разных узлов сети создаются возможности взаимодействия в общей виртуальной трехмерной среде. В среде DVE могут взаимодействовать объекты постоянные, автономные и аваторы. Постоянные объекты служат для представления ландшафта, зданий и т.п.

Автономные являются агентами. Аваторы – объекты, управляемые пользователями. Для создания трехмерных объектов в DVE используется язык виртуальной реальности VRML.

Математическое обеспечение DVE включает методы описания взаимодействий объектов в реальном времени, их перемещений в пространстве, представление сцен с различных точек зрения, имитация звука с учетом громкости, реверберации расстояния от источника до субъекта. В отличие от видеоконференций среда DVE позволяет имитировать нахождение всех участников конференции за одним столом, хотя физически они могут быть в разных точках земного шара.

Области применения DVE самые разнообразные: научные конференции, представления театра военных действий с имитацией военных баталий, разнообразные игровые ситуации, воспроизводимые в учебных целях (например, в тренажерах).

Обычно агенты связаны с браузерами пользователей, разрабатываются на языке Java и имеют доступ к определенному формату данных.

Примером мультиагентной системы может служить ПО Web Sphere Portal Server компании IBM, включающий средства привязки к порталу приложений и портлеты персонализации, документооборота, поиска, доставки, безопасности, управления дискуссионными и др.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте определение понятию «программный агент».

2. Какими свойствами обладает программный агент?

3. Что означает «интеллектуальный агент» в ИПС?

4. Дайте структуру программного агента и объясните функцию решателя.

5. Что называется портлетами?

6. Перечислите причины, по которым применение интеллектуальных агентов является перспективными.

7. Приведите примеры использования интеллектуальных агентов для информационного поиска в интернете.

8. Что означает термин «мультиагентная система»?

9. В каких системах могут служить агентами персональные, интерфейсные, групповые и другие агенты?

10. Для чего предназначены персональные интерфейсные агенты?

11. Что применяется в технологии мультиагентных систем?

Литература 2, 5, 13, 18.

Дата добавления: 2014-01-11