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多智能體

一般專指多智能體系統(tǒng)（MAS， Multi-AgentSystem）或多智能體技術(shù)（MAT， Multi-Agent Technology）。多智能體系統(tǒng)是分布式人工智能（DAI，DistributedArtificial Intelligence）的一個重要分支，是20世紀末至21世紀初國際上人工智能的前沿學科。研究的目的在于解決大型、復雜的現(xiàn)實問題，而解決這類問題已超出了單個智能體的能力。
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isplay: block; font-family: 微軟雅黑, 黑體, Verdana; clear: both; font-size: 24px; overflow: hidden; font-weight: 500; padding-top: 0px">adius: 0px; border-top-right-radius: 2px; border-bottom-right-radius: 2px; border-bottom-left-radius: 0px">1簡介編輯

說到“多智能體”，一般專指多智能體系統(tǒng)（MAS， Multi-AgentSystem）或多智能體技術(shù)（MAT， Multi-Agent Technology）。多智能體系統(tǒng)是分布式人工智能（DAI，DistributedArtificial Intelligence）的一個重要分支，是20世紀末至21世紀初國際上人工智能的前沿學科。研究的目的在于解決大型、復雜的現(xiàn)實問題，而解決這類問題已超出了單個智能體的能力。

2定義編輯

多智能體系統(tǒng)是多個智能體組成的集合，它的目標是將大而復雜的系統(tǒng)建設(shè)成小的、彼此互相通信和協(xié)調(diào)的，易于管理的系統(tǒng)。
它的研究涉及智能體的知識、目標、技能、規(guī)劃以及如何使智能體采取協(xié)調(diào)行動解決問題等。研究者主要研究智能體之間的交互通信、協(xié)調(diào)合作、沖突消解等方面，強調(diào)多個智能體之間的緊密群體合作，而非個體能力的自治和發(fā)揮，主要說明如何分析、設(shè)計和集成多個智能體構(gòu)成相互協(xié)作的系統(tǒng)。
同時，人們也意識到，人類智能的本質(zhì)是一種社會性智能，人類絕大部分活動都涉及多個人構(gòu)成的社會團體，大型復雜問題的求解需要多個專業(yè)人員或組織協(xié)調(diào)完成。要對社會性的智能進行研究，構(gòu)成社會的基本構(gòu)件物——人的對應(yīng)物——智能體理所當然成為人工智能研究的基本對象，而社會的對應(yīng)物——多智能體系統(tǒng)，也成為人工智能研究的基本對象，從而促進了對多智能體系統(tǒng)的行為理論、體系結(jié)構(gòu)和通信語言的深入研究，這極大的繁榮了智能體技術(shù)的研究與開發(fā)。ap; color: rgb(51,102,204); margin-left: 2px; vertical-align: baseline; cursor: pointer; padding-top: 0px; top: -0.5em">[1] 

3優(yōu)勢特點編輯

多智能體系統(tǒng)在表達實際系統(tǒng)時， 通過各智能體間的通訊、合作、互解、協(xié)調(diào)、調(diào)度、管理及控制來表達系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及行為特性。
多智能體系統(tǒng)具有自主性、分布性、協(xié)調(diào)性， 并具有自組織能力、學習能力和推理能力。采用多智能體系統(tǒng)解決實際應(yīng)用問題， 具有很強的魯棒性和可靠性， 并具有較高的問題求解效率。
多智能體系統(tǒng)是智能體技術(shù)應(yīng)用及研究上的一個質(zhì)的飛躍，不同行業(yè)的專家學者對之進行了深入的研究并從多個角度闡述了多智能體系統(tǒng)用于解決實際問題的優(yōu)勢，歸納起來，主要有以下幾點：
（1） 在多智能體系統(tǒng)中，每個智能體具有獨立性和自主性，能夠解決給定的子問題，自主地推理和規(guī)劃并選擇適當?shù)牟呗裕⒁蕴囟ǖ姆绞接绊懎h(huán)境。
（2） 多智能體系統(tǒng)支持分布式應(yīng)用，所以具有良好的模塊性、易于擴展性和設(shè)計靈活簡單，克服了建設(shè)一個龐大的系統(tǒng)所造成的管理和擴展的困難，能有效降低系統(tǒng)的總成本；
（4） 多智能體系統(tǒng)是一個講究協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，各智能體通過互相協(xié)調(diào)去解決大規(guī)模的復雜問題；多智能體系統(tǒng)也是一個集成系統(tǒng)，它采用信息集成技術(shù)，將各子系統(tǒng)的信息集成在一起，完成復雜系統(tǒng)的集成；
（5） 在多智能體系統(tǒng)中，各智能體之間互相通信，彼此協(xié)調(diào)，并行地求解問題，因此能有效地提高問題求解的能力；
（6） 多智能體技術(shù)打破了人工智能領(lǐng)域僅僅使用一個專家系統(tǒng)的限制，在MAS環(huán)境在，各領(lǐng)域的不同專家可能協(xié)作求解某一個專家無法解決或無法很好解決的問題，提高了系統(tǒng)解決問題的能力；
（7）Apple-converted-space"> 智能體是異質(zhì)的和分布的。它們可以是不同的個人或組織，采用不同的設(shè)計方法和計算機語言開發(fā)而成，因而可能是完全異質(zhì)的和分布的。
（8） 處理是異步的。由于各智能體是自治的，每個智能體都有自己的進程，按照自己的運行方式異步地進行。[1-2]   

4研究領(lǐng)域編輯

多智能體系統(tǒng)研究領(lǐng)域，主要包括：多智能體規(guī)劃、學習、推理、協(xié)商、交互機制等等理論，及其實際應(yīng)用。

5實現(xiàn)編輯

多智能體系統(tǒng)適合于復雜的、開放的分布式系統(tǒng)。它們通過智能體的合作來完成任務(wù)的求解，實現(xiàn)多智能體系統(tǒng)的關(guān)鍵是多個智能體之間的通信和協(xié)調(diào)。
最具影響力的通信語言是在ARPA主持下研究而成的ACL（智能體CommunicationLanguage）語言，它由KIF（KnowledgeInterchange Format）和KQML（KnowledgeQuery and Manipulation Language）等組成。[1] [3] 

6應(yīng)用領(lǐng)域編輯

（01）智能機器人

在智能機器人中，信息集成和協(xié)調(diào)是一項關(guān)鍵性技術(shù)，它直接關(guān)系到機器人的性能和智能化程度。一個智能機器人應(yīng)包括多種信息處理子系統(tǒng)，如二維或三維視覺處理、信息融合、規(guī)劃決策以及自動駕駛等。各子系統(tǒng)是相互依賴、互為條件的，它們需要共享信息、相互協(xié)調(diào)，才能有效地完成總體任務(wù)，其目標是用來結(jié)合、協(xié)調(diào)、集成智能機器人系統(tǒng)的各種關(guān)鍵技術(shù)及功能子系統(tǒng)，使之成為一個整體以執(zhí)行各種自主任務(wù)。利用多智能體系統(tǒng)，將每個機器人作為一個智能體，建立多智能體機器人協(xié)調(diào)系統(tǒng)，可實現(xiàn)多個機器人的相互協(xié)調(diào)與合作，完成復雜的并行作業(yè)任務(wù)。

（02）交通控制

由于交通控制拓撲結(jié)構(gòu)的分布式特性，使其很適合于應(yīng)用多智能體技術(shù)，尤其對于具有劇烈變化的交通情況(如交通事故)，多智能體的分布式處理和協(xié)調(diào)技術(shù)更為適合。

（03）柔性制造

多智能體技術(shù)應(yīng)用在柔性制造領(lǐng)域，可表示制造系統(tǒng)，并為解決動態(tài)問題的復雜性和不確定性提供新的思路。如在制造系統(tǒng)中，各加工單元可看作智能體，從而使加工過程構(gòu)成一個半自治的多智能體制造系統(tǒng)，完成單元內(nèi)加工任務(wù)的監(jiān)督和控制。多智能體技術(shù)可用于制造系統(tǒng)的調(diào)度、制造過程中的分布式控制。

（04）協(xié)調(diào)專家系統(tǒng)

對于復雜的問題，采用單一的專家系統(tǒng)往往不能滿足要求，需要通過多個專家系統(tǒng)協(xié)作，共同解決問題。利用多智能體技術(shù)，可實現(xiàn)多專家系統(tǒng)的協(xié)調(diào)求解。

（05）分布式預(yù)測、監(jiān)控及診斷

智能體具有意圖的性質(zhì)，利用多智能體的聯(lián)合意圖機制可實現(xiàn)聯(lián)合行動，從而實現(xiàn)分布式預(yù)測與監(jiān)控。

（06）分布式智能決策

采用智能體技術(shù)將多個專家系統(tǒng)的決策方法有機地協(xié)調(diào)起來，可建立基于多智能體協(xié)調(diào)的環(huán)境決策支持系統(tǒng)。智能體采用基于規(guī)則的描述方法，可實現(xiàn)環(huán)境管理的分布式智能決策。

（07）軟件開發(fā)

利用計算機來開發(fā)多智能體系統(tǒng)，稱為軟件智能體。軟件工程的研究從模型角度考察智能體，認為面向智能體的軟件開發(fā)方法是為更確切地描述復雜并發(fā)系統(tǒng)的行為而采用的一種抽象的描述形式，是觀察客觀世界和解決問題的一種方法。

（08）虛擬現(xiàn)實

采用虛擬智能體技術(shù)建立了電子市場的模擬系統(tǒng)(MA GMA)，可實現(xiàn)電子市場中的貨物儲藏和買賣機制以及銀行信貸和金融管理機制，并設(shè)計買和賣智能體，提出兩類智能體間的直接交互和代理交互算法，并采用異質(zhì)智能體技術(shù)將模擬系統(tǒng)設(shè)計為開放式結(jié)構(gòu)。

（09）操作系統(tǒng)

利用擬人化的具有自學習能力的人機智能體(IPA I)技術(shù)設(shè)計VAX VM S操作系統(tǒng)，利用智能體所具有的特性可實現(xiàn)操作系統(tǒng)的自適應(yīng)功能。智能體IPA I可通過接受用戶的反饋使操作系統(tǒng)適應(yīng)用戶的興趣和習慣，通過識別正確與錯誤的命令及與其它智能體進行網(wǎng)絡(luò)通訊實現(xiàn)系統(tǒng)的學習，從而使操作系統(tǒng)在復雜環(huán)境下實現(xiàn)與用戶的交互。

（10）網(wǎng)絡(luò)自動化與智能化

利用多智能體一致性的組織、表示、通信等特點，通過定義不同類別的智能體，可構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的不同智能成員(包括網(wǎng)絡(luò)單元智能體、管理對象智能體和操作系統(tǒng)智能體)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理。
2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同化
智能體技術(shù)具有在Internet上的協(xié)調(diào)功能，通過采用U nix命令實現(xiàn)用戶在Internet上廣泛的協(xié)調(diào)。將智能體技術(shù)與Internet技術(shù)相結(jié)合，建立基于客戶服務(wù)器的智能體結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)用WWW開發(fā)計算機支持的協(xié)同工作(CSCW)，建立一個以WWW為基礎(chǔ)、以一組協(xié)同工作的智能體為核心的應(yīng)用環(huán)境(CAW)，達到在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下更好地支持用戶之間的協(xié)同工作。
3)網(wǎng)絡(luò)信息處理
軟件智能體是指活動于軟件環(huán)境中的智能體，它通過下達命令和分析環(huán)境反饋同環(huán)境進行交互。利用軟件智能體技術(shù)，可對Internet這一規(guī)模龐大、極度異質(zhì)、高度動態(tài)的軟件環(huán)境實現(xiàn)信息的收集、檢索、分析、綜合，從而實現(xiàn)高度智能行為的信息處理手段。

（11）分式布計算

用多智能體技術(shù)建立分布式計算環(huán)境的基本目標是建立各種客戶服務(wù)器應(yīng)用，其核心是基于智能體的服務(wù)請求代理機制，它分為兩部分：1)客戶環(huán)境:由客戶應(yīng)用和服務(wù)請求智能體組成；2)服務(wù)環(huán)境:由一組服務(wù)智能體組成。

（12）產(chǎn)品設(shè)計

目前，利用智能體技術(shù)來構(gòu)造設(shè)計系統(tǒng)已成為一個研究熱點。設(shè)計問題涉及到多目標的約束求解和設(shè)計過程的協(xié)調(diào)。以超大規(guī)模集成電路(VLSI)的設(shè)計為例，它需要有關(guān)電路、邏輯門、寄存器、指令集、結(jié)構(gòu)以及裝配技術(shù)等方面的知識。為了降低VL S I設(shè)計的耗費，提高設(shè)計的速度，利用多智能體系統(tǒng)的并行處理技術(shù)將不同的任務(wù)分解，分別分布在不同的智能體上。

（13）商業(yè)管理

目前，物資流通管理中存在以下幾方面問題：缺少公共的通訊結(jié)構(gòu)；缺少集中管理機制；協(xié)調(diào)成本過高。利用移動智能體(MA)可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的物資購買與出售之間的管理。

（14）網(wǎng)絡(luò)化的辦公自動化

人可作為一類智能體存在于多智能體系統(tǒng)中。采用多智能體技術(shù)可實現(xiàn)辦公自動化系統(tǒng)的人機一體化,系統(tǒng)中各個智能體分別實現(xiàn)信息的采集、存儲、交換、加工和決策。

（15）網(wǎng)絡(luò)化計算機輔助教學及醫(yī)療

采用人機智能體技術(shù)可建立一個放射治療培訓系統(tǒng)(RA TA PLAN)，開發(fā)用于人機交互的窗口，實現(xiàn)了人機對話。每個用戶都有各自的人機智能體，各智能體通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通訊。
可把智能體技術(shù)應(yīng)用于智能教學系統(tǒng)開發(fā)，如：遠程教學和健康信息系統(tǒng)。
可以預(yù)見，在網(wǎng)上智能學校和網(wǎng)上智能醫(yī)院的設(shè)計和開發(fā)中，多智能體技術(shù)將發(fā)揮潛在的不可估量的作用。

（16）控制

利用MAS技術(shù)可建立一個多智能體控制系統(tǒng)框架，包括三層:最底層為控制層，具有實時控制能力；中間層為管理層；最上層為多智能體協(xié)調(diào)與通訊層。該框架可解決航行器機翼的伺服控制問題，框架內(nèi)每個智能體負責各自的控制任務(wù)。例如：采用多智能體技術(shù);建立混雜控制系統(tǒng)、板材自適應(yīng)控制模型等。[4] 
 
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參考資料
詞條標簽：
middle">計算機學 ， 計算機術(shù)語

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