Agent的概念和理论模型

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1 一、Agent的概念

Agent ——主体,智能主体。

1、Agent产生背景

(1)、程序设计思想。

模块化对象Agent

Agent是一种主动(Active)对象。(一般对象是被动的,即使它可以根据消息或事件而执行某些动作)

2)、软件从单一的计算到人格化、智能化、社会化的发展。

Agent是现实世界中生命个体及其智能性、社会性在计算机世界的反应。

Agent作为“智能主体”,是一些具有特别技能的、主动的软件实体。类似于对象(Object)、部件(Component)、进程(Process)的概念。可以看作这些概念的人格化。

特别地, Agent作为一个软件实体,可以用来体现用户的意图与爱好,作为用户与系统的接口。这类Agent在软件系统中代表用户,通常可以称为“接口Agent”,在早期的中文文献中,译为“代理”。

区别:Proxy代理服务器

2、Agent的三维属性

人格化概念的Agent具有三个最重要的属性,即智能性、社会性和移动性。

(1)智能Agent

智能主体强调心智要素,包括:

认知:信念(Belief)、学习、知识等。

情感:愿望(Desire)、偏好(Preference)、兴趣(interest)。

意向:目标(Goal),意图(Intention)、规划(Plan)、承诺(Commit)等。

典型代表:思考型Agent和学习型Agent。

“另类”应用如软件宠物(人工生命,Artificial life)。

(2)社会Agent

强调社会性,主要研究多Agent的通信与协作,以及MAS (Multi-Agent System)中Agent的自主性、反应性、预动性、社会性。

自主性(autonomy)——Agent在没有人或其他Agent直接干预的情况下运作,并对自身的行为和内部状态有某种控制能力。

反应性(reactivity)——Agent可以观察其所处的环境,并在一定时间内作出反应。

预动性(pro-activeness)——Agent以目标为导向,能够把握机会,主动采取行为。

社会性(social ability)——Agent可以与其他Agent进行交互,协作解决自身或其他Agent的问题。

(3)移动Agent

Mobile Agent能够在网络的不同主机之间任意迁移,相当于移动机器人。 百度文库 - 让每个人平等地提升自我

2 这类Agent需要解决的主要问题有:

(1)移动:移动策略(何时移动,何种状况下需要移动),代码、数据、状态的迁移,目的主机恢复Agent原状态并重启Agent。

(2)异构环境的适应性。

(3)与异构环境的关系:维持主机的策略和安全性(恶意Agent攻击主机),以及Agent的安全性(恶意主机攻击Agent)。

二、Agent的理论模型

1、模态逻辑(Modal Logic)

经典逻辑(命题逻辑和谓词逻辑)的断言类型是陈述句,即“什么是…”。

自然语言中表示事物的“势态”(例如必然、可能,应该、允许),人的“情态”(例如知道、认可、希望),以及过程的“变迁”(历史的、未来的),这些词称为模态词(Modalities)。

在模态逻辑中,引入两个模态词:

☐ “必然(necessarily)”

 “可能(possibly)”

模态词的语义:

“☐ A”(必然A)与“A”相同?

“┐A”(不可能A)与“┐A”相同?

问题:A真但是未必A必然真

A假但是未必不可能A真

直觉语义:

☐A(必然A):无论在什么场合,均有事实A

A(可能A):对某些场合,有事实A

直觉语义下的演算:

☐A→┐A,必然A当且仅当不可能┐A

 A→☐┐A,可能A当且仅当并非必然┐A

☐A→A,必然A真则A真

A → A,A真蕴含可能A真

☐ A→  A,必然A真蕴含可能A真

问题:  A ∨┐A,可能A或者可能┐A。

 A 与┐A能够同时成立,这与命题演算

不同,A 与┐A不能同时成立。因此,模态逻辑属于直觉主义逻辑。

直觉主义逻辑(intuitionistic logic)不接受“排中律”(排中律:对任一命题A,或者A真,或者A假,即A ∨ ┐A 等价T),其观点是:命题可以分为三种:真(A)、假( ┐A )、不假( ┐ ┐ A )。A真蕴涵A不假(A→┐┐A ),但其逆不成立(┐┐A →A不成立

对于模态词的直觉分析,在公式复杂时很难进行。例如,☐☐A,☐ A,☐☐☐A,直观理解较费劲。为此,必须清楚定义模态词的语义解释及模态公式的真值意义。

现代逻辑学创始人之一的莱布尼兹(Leibniz)首先用“可能世界”(possible worlds)来解释模态词。他认为: 百度文库 - 让每个人平等地提升自我

3 ☐A真就是在一切可能世界中A真;

A真就是存在可能世界使A在其中为真。

后来,人们把克里普克(Kripke)语义结构加以演化,来描述可能世界语义结构。

克里普克结构K是一个代数结构,由三部分构成, K =

U:非空集合,称为空间(Universe)。U上定义了一个偏序关系≤。U中元素称为阶段(Stages),用k,l,m,n等表示。

D:U到一非空集合簇上的映射。即对每一个 k ∈U, Dk为一非空集合,它被称为阶段k的个体域 。D还满足,对于任意k,l ∈ U,若k ≤ 1,那么Dk Dl。

I:U到“解释”(每个符号的“含义”,如取值)的集合上的映射。对于每一个k ∈U,Ik表示一个相关于阶段k的解释。

克里普克语义把逻辑结构看做是由事物发展的阶段组成的。 ┐A在某一阶段真并不意味在该阶段及以后各阶段均真,另一方面,A在某一阶段真则表示在该阶段及以后各阶段均真。因此,并不是在每一阶段均有A ∨ ┐A真。

克里普克语义把逻辑结构看做是由事物发展的“阶段”组成的,可以方便地描述模态逻辑的“可能世界” 。

对于克里普克结构K =,称w ∈U为“可能世界”,U上偏序关系≤为可能世界之间的“可达关系(accessible relation)”,D称为可能世界的个体域。I仍然是解释。

╞kwA:表示A在结构k的可能世界w中为真;

╞kw  A:当且仅当对于所有w'≥w有╞kw'A;

╞kw  A:当且仅当存在w'≥w,并且╞kw'A;