Моделирование взаимодействия в мультиагентных системах

Рассматривая проблему моделирования взаимодействия агентов друг с другом и с окружающей средой, Д.А.Поспелов выделил следующие основные признаки естественных систем, которые необходимо учитывать при моделировании виртуальных сред.

1. Конечность времени существования любого агента. Длительность жизни агента зависит от различных обстоятельств, в частности от поставленной перед ним задачи, от величины доступных ресурсов и т.п.

2. Использование механизма биологического отбора в моделях искусственной жизни. Естественный отбор эффективных агентов может осуществляться в адаптивных системах с использованием различных эволюционных механизмов (обучаемых нейронных сетей, генетических алгоритмов, автоматов с перестраиваемой структурой и т.д.).

3. Учет уровня организации сообщества агентов. Если модель описывает взаимодействие сложных организмов, имеющих социальную организацию, то помимо реактивности, активности и когнитивности (способность к рассуждениям) агенты приобретают еще одно свойство_– социальность. В таких моделях возникает необходимость учета социального статуса и социальных отношений. Распределение труда в обществе служит основой для выделения классов агентов, выполняющих специализированные функции, в том числе функции управления искусственной средой. Задача распределения функций приводит к необходимости реализации механизма социального отбора, который принципиально отличается от биологического принципа.

Вопросы организации сообщества искусственных организмов по образу и подобию человеческого общества связывают теорию MAC с системным анализом, теорией организаций, теорией административного управления и т.п. Серьезной и пока не решенной проблемой является морально-этическая основа организации мультиагентных систем, связанная с формированием понятий об основных ценностях и нормах, принятых в обществе. Ориентация на модели нормативного поведения агентов вызывает дискуссии, так как наряду с нормативным в реальном обществе имеет место и ненормативное поведение.

Коллективное поведение агентов в MAC предполагает кооперацию агентов при коллективном решении задач. В процессе работы мультиагентной системы агент может обращаться за помощью к другим агентам, если не в состоянии решить поставленную перед ним задачу самостоятельно. При этом агенты могут строить планы совместных действий, не только полагаясь на свои возможности, но анализируя планы и намерения других членов коллектива. Моделирование коллективного поведения необходимо также в случаях, когда агенты для решения своих задач используют общий ограниченный ресурс. Каждый агент вынужден учитывать наличие других агентов, а выбор стратегии действий одного агента обычно зависит от поведения остальных.

Проблемы коллективного поведения рассматриваются в теории систем, в теории управления и в теории игр. Основной идеей системного анализа является применение декомпозиции исходной задачи на более простые, из решения которых может быть найдено решение задачи в целом. В мультиагентных системах идея декомпозиции воплотилась в принцип распределенного решения подзадач с их координацией для получения стратегии коллективного поведения.

В процессе моделирования коллективной работы агентов возникает множество проблем:

• распознавание необходимости кооперации;

• выбор подходящих партнеров;

• возможность учета интересов партнеров;

• организация переговоров о совместных действиях;

• формирование планов совместных действий;

• синхронизация совместных действий;

• декомпозиция задач и разделение обязанностей;

• выявление конфликтующих целей;

• конкуренция за совместные ресурсы;

• формирование правил поведения в коллективе;

• обучение поведению в коллективе и т. д.

Особенностью коллективного поведения агентов является то, что их взаимодействие в процессе решения частных задач (или одной общей) порождает новое качество решения этих задач. При этом в моделях координации поведения агентов используются следующие основные идеи.

1. Отказ от поиска наилучшего решения в пользу «хорошего», что приводит к переходу от процедуры строгой оптимизации к поиску приемлемого компромисса, реализующего тот или иной принцип координации.

2. Использование самоорганизации в качестве устойчивого механизма формирования коллективного поведения.

3. Применение рандомизации (случайно-вероятностного способа выбора решений) в механизмах координации для разрешения конфликтов.

4. Реализация рефлексивного управления, сущность которого заключается в том, чтобы заставить субъекта осознанно подчиняться влиянию извне, т.е. сформировать у него такие желания и намерения (интенции), которые совпадают с требованиями окружения.

Дата добавления: 2014-01-05