Типы взаимодействия агентов в многоагентной системе

Многоагентные системы: принципы построения и функционирования

МАС есть сеть слабо связанных решателей частных проблем (агентов), которые способны решать такие проблемы, которые не под силу ни одному из агентов системы в отдельности.

Многоагентная система обычно включает в себя несколько однотипных или разнотипных взаимодействующих интеллектуальных агентов, которые могут иметь общие и/или различные цели, могут быть распределенными по компьютерной сети, могут быть написаны на различных языках программирования и работать на различных операционных платформах. Агенты многоагентной системы взаимодействуют с помощью обмена сообщениями, и/или их взаимодействие осуществляется косвенным образом, когда агенты не обмениваются сообщениями напрямую, а воспринимают присутствие других агентов через изменения внешней среды, которую агенты воспринимают и на которую они воздействуют.

Обычно агенты взаимодействуют между собой на некотором языке достаточно высокого уровня в соответствии с некоторым протоколом^[6].

Взаимодействие агентов определяет их коллективное поведение. Взаимодействие агентов, а значит и их коллективное поведение, может иметь различный характер. Агенты могут взаимодействовать с целью кооперативного решения некоторой общей сложной или крупномасштабной задачи. В этом случае исходная задача разбивается некоторым образом на более простые, которые поручаются отдельным специализированным агентом. При этом взаимодействие агентов имеет целью координацию локальных решений для достижения некоторого требуемого качества решения задачи в целом. Эта координация может достигаться либо в полностью распределенном варианте, либо с помощью управления, осуществляемого специально выделенным для этих целей агентом. Качество решения исходной большой задачи при этом обычно оценивается с помощью некоторой глобальной функции (global utility function), значение которой зависит от локальных решений, возможно, достаточно сложным образом. В частности, такая функция может быть векторной. Заметим, что рассмотренный случай часто относят не к многоагентным системам, а к распределенному искусственному интеллекту.

Другой характер кооперации агентов имеет место тогда, когда каждый агент имеет свои цели, однако он по каким-либо причинам не в состоянии решить задачу самостоятельно, а потому вынужден прибегать к помощи других агентов. Например, он может не обладать необходимой информацией, а потому вынужден запрашивать ее у другого (других) агентов. Он может не обладать некоторой функциональностью. Агент может нуждаться также в каких-либо других ресурсах. Этот случай взаимодействия агентов тоже следует отнести к кооперации, однако, в отличие от предыдущего случая, агенту может быть отказано в кооперации. В таких задачах коллективное поведение агентов определяется некоторыми дополнительными соглашениями между агентами, которые принято называть взаимными обязательствами (commitments). Взаимные обязательства могут отвечать различным уровням обязательности их исполнения. Различают три типа объединений агентов, связанных взаимными обязательствами:

Альянс, когда взаимные обязательства агентов относительно слабы. В этом случае агенты "помогают" друг другу не в ущерб собственным интересам.

Коалиция, когда агенты, объединяются в группы с достаточно "сильными" взаимными обязательствами, как правило, чтобы помочь друг другу "выстоять" в конкурентной борьбе с другими агентами и/или коалициями. Агенты коалиции при этом не имеют общих целей, каждый из них имеет свой локальный показатель для оценки качества достижения своих целей, а также четко оговоренные условия, определяющие, в каких условиях и каким образом они помогают друг другу. Обычно коалиции создаются для обмена ресурсами, необходимыми им для решения своих задач. Условия, при которых агенты коалиции прекращают помогать друг другу также обычно четко оговариваются. Примером подобных объединений являются многоагентные системы, планирующие деятельность транспортных компаний в условиях конкурентной борьбы, объединяющихся для получения выгодных контрактов.

Команда, когда группа агентов решает общую задачу и при этом действует как один агент. При этом ни у одного агенты не существует каких-либо собственных глобальных целей, отличных от цели команды и динамически формируемые локальные цели направлены на достижение общей цели команды.

Еще один тип взаимодействия агентов имеет место тогда, когда агенты конкурируют друг с другом. В этом случае каждый агент имеет собственную цель и является, как принято говорить, самозаинтересованным ("эгоистичным"). Примеры таких моделей многоагентных систем дает электронная коммерция, процессы создания виртуальных предприятий и др.