الغرض من الأنظمة متعددة الوكلاء (MAS) هو تنسيق العمليات المستقلة. الوكيل هو كيان كمبيوتر في شكل برنامج أو روبوت. يمكن اعتبار الوكيل مستقلاً لأنه قادر على التكيف عندما تتغير بيئته. يتكون MAC من مجموعة من عمليات الكمبيوتر التي تحدث في نفس الوقت وتوجد في نفس الوقت ، وتتشارك في الموارد المشتركة وتتواصل مع بعضها البعض. المشكلة الرئيسية في MAC هي إضفاء الطابع الرسمي على التنسيق بين الوكلاء.
تحديد الأنظمة متعددة الوكلاء
MAC هو نهج تطلعي لتطوير البرامج للتطبيقات في المجالات المعقدة حيث تكون مكونات التطبيق التفاعلية مستقلة وموزعة ، وتعمل في بيئات ديناميكية وغير مؤكدة ، ويجب أن تمتثل لبعض القواعد والقوانين التنظيمية ، ويمكنها الانضمام والمغادرة نظام متعدد الوكلاء أثناء وقت التشغيل.
أمثلة على هذه التطبيقات هي الأنظمة التيإدارة وتحسين إنتاج وتوزيع الكهرباء بين المستهلكين أو الأنظمة التي تخطط على النحو الأمثل للأحمال في أنظمة النقل. يتطلب تطوير أنظمة متعددة الوكلاء إنشاء وكلاء ومؤسسات وبيئات منفصلة.
توفر لغات البرمجة تراكيب برمجة لتنفيذ العوامل الفردية من حيث المفاهيم الاجتماعية والمعرفية مثل المعلومات والأهداف والخيارات والمعايير والعواطف وقواعد القرار.
المنظمات متعددة الوكلاء من حيث المفاهيم الاجتماعية والتنظيمية لها أدوار ، تتمتع بالمعايير وبروتوكولات الاتصال والموارد التي تخضع للمراقبة. تُستخدم لغات وأطر البرمجة المطورة لإنشاء عمليات محاكاة قائمة على الوكيل للعديد من صناعات الإنتاج المستمر: الكهرباء ، والتعدين ، والرعاية الصحية ، والإنترنت ، والنقل ، وإدارة المرور ، والألعاب الجادة.
تختلف أنظمة MAS عن أنظمة الوكيل الفردي من حيث أن لديها العديد من الوكلاء الذين يصممون أهدافًا وإجراءات كل منهما. في السيناريو العام ، قد يكون هناك تفاعل مباشر بين الوكلاء. من وجهة نظر وكيل واحد ، تختلف الأنظمة متعددة الوكلاء بشكل كبير عن الأنظمة التي لها وكيل واحد حيث يمكن تحديد ديناميكيات البيئة بواسطة وكلاء آخرين. بالإضافة إلى حالة عدم اليقين التي يمكن أن تكون متأصلة في المجال ، يؤثر الوكلاء الآخرون عمداً على البيئة بطرق غير متوقعة.
وبالتالي ، يمكن اعتبار جميع أجهزة MAC تحتوي على بيئات ديناميكية ، وهو أمر نموذجي في العصر الحديثأنظمة متعددة العوامل. يمكن أن يكون هناك أي عدد من العوامل بدرجات متفاوتة من عدم التجانس ، مع أو بدون إمكانية الاتصال المباشر.
هندسة ماس
يجب أن يكون الوكلاء مجهزين بنموذج معرفي:
- معتقدات ؛
- تمنيات
- نوايا.
من جهة يقرأ "معتقدات" عن البيئة نتيجة معرفته وتصوراته ، ومن جهة أخرى يقرأ مجموعة من "الرغبات". يؤدي عبور هاتين المجموعتين إلى مجموعة جديدة من "النوايا" والتي تُترجم بعد ذلك مباشرةً إلى أفعال.
يجب أن يكون لدى الوكلاء نظام اتصالات. هناك العديد من اللغات المتخصصة لهذا الغرض: استعلام اللغة ولغة التلاعب (KQML). في الآونة الأخيرة ، تم تعميم معيار FIPA-ACL ، الذي أنشأته مؤسسة FIPA للوكلاء الفيزيائيين الأذكياء. هذا المبدأ الأخير لبناء أنظمة متعددة الوكلاء يقوم على نظرية أفعال الكلام.
مشكلة التكيف هي قضية شائكة تخضع حاليا للكثير من البحث. يمكن للمرء أن يعطي مثالاً على بعض الفيروسات ، البيولوجية والكمبيوتر ، القادرة على التكيف مع بيئة متحولة.
أخيرًا ، فإن التنفيذ الفعال لنظام التشغيل MAC ، على الرغم من أنه لا يمثل جزءًا من بنية النظام بشكل صارم ، يستحق الاهتمام في العديد من لغات البرمجة التي تم تطويرها لدراسة الذكاء الاصطناعي. على وجه الخصوص ، تم ذكر لغة LISP. يتم تطبيق هذه العناصر المعمارية على نظام يتكون من الإدراكوكلاء.
فئات أو نماذج الوكلاء
يعتمد تصنيف العوامل على معيارين: العوامل المعرفية أو الكواشف التي تظهر ، من ناحية ، السلوك عن بعد ، أو رد الفعل. التمييز الذي يمكن القيام به بين المعرفي ورد الفعل هو في الأساس تمثيل للعالم متاح للعامل. إذا تم منح الفرد "تمثيل رمزي" للعالم يمكنه من خلاله صياغة التفكير ، فعندئذ يتحدث المرء عن عامل معرفي ، بينما إذا كان لديه فقط "تمثيل رمزي" ، أي يقتصر على تصوراته ، يتحدث المرء عن عامل رد الفعل. يتوافق هذا التمييز المعرفي والتفاعلي مع مدرستين نظريتين للأنظمة متعددة العوامل.
الأول يدعم النهج الأساسي للوكلاء "الأذكياء" للتعاون من وجهة نظر اجتماعية. في الثانية ، تمت دراسة إمكانية ظهور السلوك "الذكي" لمجموعة من العوامل غير الذكية (نوع النمل). الفرق الثاني بين السلوك السلوكي ورد الفعل يفصل بين السلوك المتعمد ، والسعي وراء أهداف واضحة ، من السلوك الإدراكي. وبالتالي ، يمكن التعبير عن ميول الوكلاء صراحةً في الوكلاء أو ، على العكس ، تأتي من البيئة. جدول تجميع أنواع مختلفة من الوكلاء:
- عوامل معرفية.
- عوامل رد الفعل.
- سلوك Telenomic.
- عوامل مقصودة.
- وكلاء مُدارون.
- السلوك الانعكاسي.
- وكلاء "وحدات".
- عوامل استوائية.
العوامل المعرفية في الغالب مقصودة ، أيلديهم أهداف ثابتة يحاولون تحقيقها. ومع ذلك ، في بعض الأحيان يتم استخدام عوامل تسمى الوحدات النمطية ، والتي لديها فكرة عن "الكون" بدون أهداف محددة. يمكن أن يخدموا ، على سبيل المثال ، للإجابة على أسئلة من وكلاء آخرين في "الكون".
يمكن تقسيم الكواشف إلى مشغلات وعوامل استوائية. سيكون للعامل الغريزي مهمة ثابتة وسيطلق سلوكًا إذا رأى أن البيئة لم تعد تناسب الغرض المخصص له. يتفاعل العامل المداري فقط مع الحالة المحلية للبيئة ، على سبيل المثال إذا كان هناك ضوء ، فعندئذٍ يعمل. مصدر التحفيز في الحالة الداخلية لوكلاء القيادة الذين لديهم "مهمة" يشير فقط إلى البيئة.
النماذج التنظيمية
مع تطور مثل هذه الأنظمة ، تم تطوير نماذج تنظيمية مختلفة. تحدد هياكل الأنظمة متعددة الوكلاء إطار العمل للعلاقات والتفاعلات بين الوكلاء.
التسلسلات الهرمية. في هذا النموذج ، تكون الوكلاء هرميًا وفقًا لهيكل الشجرة حيث تكون كل عقدة وكيلًا ولها ارتباط إذن على العقد الفرعية الخاصة بها. هذا النموذج يدمر الغرض العام للنظام.
التسلسل الهرمي يقترب من التسلسل الهرمي. لا توجد علاقة مرجعية بين الوكيل ومجموعته الفرعية.
التحالف هو تحالف مؤقت للوكلاء الذين يجتمعون ويتعاونون لأن مصالحهم الشخصية تتلاقى. يجب أن تكون قيمة التحالف أكبر من مجموع القيم الفردية لمكونات الوكيل.
التجمعات تشبه إلى حد كبير الائتلافات وأوامر. ومع ذلك ، من المفترض أن تكون دائمة وعادة ما يكون لها أهداف متعددة لتحقيقها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للوكلاء الدخول والخروج من المصلين والانتماء إلى العديد في نفس الوقت.
المجتمع هو مجموعة متنوعة من الوكلاء الذين يتفاعلون ويتواصلون. لديهم أهداف مختلفة ، وليس لديهم نفس المستوى من العقلانية ونفس القدرات ، لكنهم جميعًا يخضعون للقوانين العامة (الأعراف).
يمنح وكلاء الاتحاد بعضًا من استقلاليتهم لمندوب مجموعتهم. يتفاعل وكلاء المجموعة فقط مع مفوضهم ، والذي بدوره يتفاعل مع المندوبين من المجموعات الأخرى.
يقدم وكلاء المبيعات عناصر يمكن لوكلاء المشترين المطالبة بها. هذا النوع من التنظيم يجعل من الممكن ، على سبيل المثال ، محاكاة الأسواق الحقيقية ومقارنة استراتيجيات التداول المختلفة.
وكلاء منظمة ماتريكس هرميون. ومع ذلك ، على عكس التسلسل الهرمي المذكور أعلاه ، حيث يكون الوكيل خاضعًا فقط لعدد قليل من الوكلاء الآخرين ، قد يخضع أولئك الموجودون في منظمة مصفوفة واحدة لعدة آخرين.
مجموعات - تمزج هذه المنظمة المدمجة العديد من الأنماط المذكورة أعلاه. يمكن أن يكون هذا ، على سبيل المثال ، تحالفًا أو تسلسلًا هرميًا للفرق.
الذكاء الاصطناعي
الهدف من العلوم المعرفية هو فهم طبيعة وعمل الذكاء الاصطناعي ، وهو ما يعالج المعلومات الداخلية لجعلها هادفة. تتناسب العديد من المفاهيم مع هذا الوصف: البشر ، وأجهزة الكمبيوتر ، والروبوتات ، والأنظمة الحسية ،القائمة لا حصر لها. أحد أنواع الأنظمة ذات الأهمية الخاصة للعلماء الإدراكيين هو العامل الذاتي الاصطناعي الذي يعمل على المعلومات.
الوكيل الذكي (IA) قادر على اتخاذ القرارات بناءً على خبرته ويمكنه اختيار الإجراءات في المواقف المختلفة. كما يوحي مصطلح "مصطنع" ، فإن نوع وكلاء المصلحة المستقلين ليس شيئًا من صنع الطبيعة. لذلك ، فإن الفاعل المصطنع هو كل ما يتم إنشاؤه من قبل الناس ، وقادر على التصرف على أساس المعلومات التي يتصورها ، وخبراته الخاصة ، وقراراته وأفعاله.
يوفر مجال الذكاء غير الطبيعي المهارات التقنية لترجمة الأنواع المرغوبة من الوكلاء إلى لغة برمجة ، والبرمجيات ذات الصلة ، والهندسة المناسبة (الأجهزة والبرامج ذات الصلة) لتنفيذ الوكيل في العالم الحقيقي أو المحاكى.
بيئة عالم الإدراك
الوكيل هو أي شيء يأخذ في البيئة من خلال أجهزة الاستشعار ويعمل عليها من خلال المؤثرات ، والتي تبدو بسيطة بما فيه الكفاية. يغطي هذا التعريف للعامل مجموعة واسعة من الآلات ، من منظمات الحرارة إلى الأشياء التي يمكن أن تتعلم في الواقع ذخيرة صغيرة من السلوك.
أجهزة الاستشعار هي أدوات يستخدمها الوكيل لجمع المعلومات حول عالمهم. يمكن أن تعمل لوحة المفاتيح وكاميرا الفيديو كمستشعرات إذا كانت مرتبطة بالوكيل. في نهاية استجابة النظام ، فنانو الأداء هم الأدوات التي يستخدمها الوكيل للتأثير على البيئة. أمثلة من المستجيباتشاشة وطابعة وذراع آلي.
عادةً ما تكون البيئة هي مجال الوكيل أو عالمه. يجب أن تقتصر هذه المجالات ، على الأقل في الوقت الحالي ، على أنواع معينة من المواقف من أجل تجنب الاحتمالات غير المحدودة للعالم اليومي.
نظام التأثير المستقل
الوكيل المستقل هو "نظام داخل وجزء من بيئة تدرك تلك البيئة ويعمل عليها بمرور الوقت من أجل تنفيذ أجندتها الخاصة ومن أجل التأثير على ما تختبره في المستقبل". يعكس هذا التعريف من قبل فرانكلين وجريسير جميع الوظائف الأساسية للوكلاء الأذكياء ، باستثناء مؤانستهم. يوفر هذا تقريبًا جيدًا للسمات الرئيسية لمجموعة متنوعة من أنظمة الذكاء الاصطناعي قيد التطوير.
يشعر هؤلاء العملاء ببيئتهم. ولكن هنا لا تتضمن البيانات أو التصورات الحسية بيانات حول الكائنات الأخرى فحسب ، بل تشمل أيضًا تأثير الوكيل نفسه على حالة الأمور في البيئة. يمكن أن تكون المستشعرات عضوية ، مثل العيون والأذنين ومعالجاتها العصبية ، أو اصطناعية ، مثل معالجات الفيديو والصوت المضمنة في جهاز كمبيوتر رقمي. يمكن أن تكون البيئة منطقة محدودة للغاية ، مثل مساحة مغلقة ، أو معقدة للغاية ، مثل سوق الأوراق المالية أو مجموعة من الكويكبات. يجب أن تتطابق المستشعرات مع أنواع الكائنات التي يتفاعل معها الوكيل.
نوع التفاعل الانعكاسي
عامل العاكس لديه آلية أكثر تعقيدًا. بدلا من الديناميكية المباشرةفيما يتعلق بالبيئة ، فهو يبحث عن ما يجب عليه فعله في قائمة القواعد. يستجيب العامل المنعكس لتصور معين باستجابة مبرمجة. حتى إذا كان هناك الآلاف من الاستجابات المحتملة لتصور معين ، فإن الوكيل لديه قائمة مضمنة بقواعد إجراءات الموقف لتنفيذ تلك الاستجابات التي تم النظر فيها بالفعل من قبل المبرمج. قاعدة عمل الموقف هي في الأساس ضرورة افتراضية.
عوامل الانعكاس ليست مشرقة جدًا في الحقيقة. هم فقط لا يستطيعون التعامل مع الجدة. يحتوي الوكيل الذكي على ميزات أبناء عمومته الأقل تعقيدًا ، ولكنه ليس محدودًا. يعمل وفقا لجدول الأعمال. لديها مجموعة من الأهداف التي تسعى بنشاط. الوكيل المعتمد على الهدف لديه فهم للحالة الحالية للبيئة وكيف تعمل هذه البيئة بشكل نموذجي. يتبع استراتيجيات أو أهدافًا رئيسية لا يمكن تحقيقها على الفور. هذا يجعل العامل نشطًا ، وليس مجرد رد فعل.
الهدف الوظيفة الوظيفية
في العوامل الأكثر تعقيدًا ، يتم تطبيق مقياس التدبير المنزلي على مختلف الإجراءات الممكنة التي يمكن تنفيذها في البيئة. هذا المجدول المعقد هو وكيل قائم على الخدمة. سيقوم الوكيل القائم على الخدمة بتقييم كل سيناريو لمعرفة مدى نجاحه في تحقيق معايير معينة للحصول على نتيجة جيدة. أشياء مثل احتمالية النجاح ، والموارد اللازمة لإكمال السيناريو ، وأهمية الهدف المراد تحقيقه ، والوقت الذي سيستغرقه ، يمكن أخذها في الاعتبار في حسابات دالة المنفعة.
لأننظرًا لأن المبرمج لا يمكنه عادةً التنبؤ بجميع حالات العالم التي سيواجهها الوكيل ، فإن عدد القواعد التي ستحتاج إلى كتابتها لعامل منعكس سيكون فلكيًا حتى في مجالات بسيطة جدًا مثل جدولة الاجتماعات أو تنظيم طرق النقل والإمدادات.
حلقة التحكم الأساسية
بالنظر إلى تعريف الوكيل الذكي ، ضع في اعتبارك حلقة التحكم الأساسية التي كتبها المنظر الوكيل مايكل فولادريش في عام 2000:
- حافظ على السلام
- تحديث النموذج العالمي الداخلي ؛
- تحقيق نية متعمدة ؛
- استخدام يعني / ينتهي للحصول على مخطط للنوايا ؛
- تنفيذ الخطة
- إنهاء العملية.
هذا النمط يحتاج إلى بعض التفسير. الوكيل يراقب العالم - وهذا يعني أنه باستخدام أجهزة الاستشعار الخاصة به ، يجمع التصورات. قد يكون المستشعر عبارة عن لوحة مفاتيح متصلة بجهاز كمبيوتر رقمي أو معالج مرئي متصل بإنسان آلي. يمكن أن يكون أي شيء يسمح للوكيل بجمع تمثيلات للعالم. تحديث النموذج الداخلي يعني أن الوكيل يضيف تصورًا جديدًا إلى تسلسل التصورات والمعلومات المبرمجة حول العالم.
منصات تطوير متعددة الوكلاء
AnyLogic هو برنامج محاكاة CORMAS مفتوح المصدر متعدد العوامل ومتعدد المكونات يعتمد على لغة البرمجة الشيئية SmallTalk.
DoMIS هي أداة تصميم أنظمة متعددة الوكلاء تركز على "التحكم التشغيلي للأنظمة المعقدة" وتعتمد على طريقة تصميم B-ADSC.
JACK هي لغة برمجة وبيئة تطوير للوكلاء الإدراكيين تم تطويرها بواسطة Agent Oriented Software كامتداد موجه للوكيل للغة Java.
GAMA عبارة عن منصة نمذجة مفتوحة المصدر (LGPL) توفر بيئة نمذجة قائمة على الوكيل مكانيًا صريحًا باستخدام بيانات GIS لوصف الوكلاء وبيئتهم.
JADE (تطوير وكيل جافا) هو إطار تطوير متعدد العوامل مفتوح المصدر يعتمد على لغة جافا.
سبعة نماذج للمعيار
في العملية التطورية للبحث ، هناك المزيد من المدخلات حول كيفية إنشاء نظام موثوق به ويمثل مستوى أعلى من الجودة. الاتجاه للاستمرار هو استكمال أو توسيع الأساليب الحالية التي تمكنت من تعزيز صنع القرار في التنمية.
يسمح المعيار المنهجي ، بطريقة مفهومة وبسيطة ، بإنشاء MAC ، ليس فقط باستخدام اللغة الطبيعية ، ولكن أيضًا باستخدام قوالب الوصف التي تساعد في مواصفات النظام.
يقدم المعيار المنهجي سبعة نماذج للمشكلات أو حلولها لبناء MAC:
- نموذج سيناريو يصف شركة أو مؤسسة.
- يحدد نموذج الأهداف والغايات الهيكل العضوي ويصفه.
- يحدد نموذج الوكيل البشر والأنظمة المستقلة.
- يربط نموذج الدور الأهداف والغايات بوكيل معين.
- يصف النموذج التنظيمي البيئة التي يرتبط بها الوكيل الفردي.
- يصف نموذج التفاعل العلاقة ، مع التركيز على تنسيق الوكلاء.
- يحدد نموذج التصميم الوكيل وبنية الشبكة.
أمثلة على التفاعل بين الوكلاء
تستخدم MAS لمحاكاة التفاعل بين العوامل المستقلة. إن استخدام الأنظمة متعددة الوكلاء ، على سبيل المثال ، في علم الاجتماع يجعل من الممكن تحديد العوامل المختلفة التي تشكل المجتمع. بإضافة قيود ، يمكنك محاولة فهم العنصر الأكثر فعالية لتحقيق النتيجة المتوقعة. يجب عليهم تجربة سيناريوهات لا يمكن تحقيقها من قبل أناس حقيقيين ، سواء لأسباب فنية أو أخلاقية.
تم إنشاء IA الموزع لحل تعقيد برامج الاستخبارات غير الطبيعية الكبيرة المتجانسة - التنفيذ والتوزيع والتحكم المركزي. لحل مشكلة معقدة ، يكون من الأسهل أحيانًا إنشاء برامج صغيرة نسبيًا (وكلاء) بالتعاون من برنامج واحد كبير مترابط. يسمح الاستقلالية للنظام بالتكيف ديناميكيًا مع التغييرات غير المتوقعة في البيئة.
أمثلة على الأنظمة متعددة الوكلاء في صناعة الألعاب عديدة ومتنوعة. يتم استخدامها في ألعاب الفيديو والأفلام ، بما في ذلك برنامج MASSIVE ، على سبيل المثال لمحاكاة حركة الجماهير في ثلاثية Lord of the Rings. يمكنهم أيضاتستخدمه الشركات ، على سبيل المثال ، لتتبع سلوك العملاء الذين يتصفحون المواقع.
تستخدم MAS أيضًا في عالم المال. على سبيل المثال ، تتيح منصة MetaTrader 4 استخدام وكلاء خبراء في التداول الآلي الذي يتبع أسعار الفوركس
فوائد استخدام النظام
في أبحاث IA ، تم تبني تقنية الأنظمة المستندة إلى الوكيل كنموذج جديد لوضع تصور لأنظمة البرامج وتصميمها وتنفيذها. فوائد نهج متعدد MAS:
- يشارك موارد وقدرات الحوسبة عبر شبكة من الوكلاء المترابطين.
- يسمح بالتوصيل البيني وقابلية التشغيل البيني للعديد من الأنظمة القديمة الحالية.
- يغطي مختلف المجالات بما في ذلك صيانة الطائرات ، والمحافظ الإلكترونية للكتاب ، وإزالة الألغام العسكرية ، والاتصالات اللاسلكية والاتصالات ، والتخطيط اللوجستي العسكري ، ونظام إدارة سلسلة التوريد ، والتخطيط التعاوني للمهمة ، وإدارة المحافظ المالية.
في مجال البحث ، تم تبني تقنية IA للأنظمة القائمة على الوكيل كنموذج جديد لتصور أنظمة البرمجيات وتصميمها وتنفيذها والتعلم متعدد الوكلاء.
وبالتالي ، فإن MAC عبارة عن شبكة مترابطة بشكل فضفاض من وكلاء البرامج الذين يتفاعلون لحل المشكلات التي تتجاوز القدرة الفردية أو المعرفة لكل صانع مشكلة.
