多智能体冰山理论现实例子转变成现实应用中存在哪些问题

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多智能体一致性的定义具体是什么?有哪些参考资料?我要写一篇论文该注意哪几方面?多谢!
方兴未艾的多智能体机器人技术薛宏涛 沈林成 常文森
机器人技术与应用前言 目前的工业系统正向大型、复杂、动态和开放的方向转变,传统的工业系统和多机器人技术在许多关键问题上遇到了严重的挑战。分布式人工智能(DAI,Distributed Artificial Intelligence)与多智能体系统(MAS,Multi-Agent System)理论为解决这些挑战提供了一种最佳途径。将DAT、MAS充分应用于工业系统和多机器人系统的结果,便产生了一门新兴的机器人技术领域一多智能体机器人系统(MARS,Multi-Agent Robot System),MARS技术正在蓬勃发展之中。 传统工业系统和多机器人技术遇到的挑战 为了在当今不断变化且难以预测的市场环境中有效地竞争,产品生产厂家必须能够迅速且廉价地设计、实现、改变生产结构和生产规模并维护制造工具。这就要求敏捷制造的能力,敏捷制造要求短的市场周期、高度部件化多样化的产品以及由人工完成任务的进一步自动化等。对于这些需求,工业机器人和制造设备的传统的、集中的、单一式控制结构因为它们固有的不灵活性而难以满足。传统工业系统中广泛应用的计算机集成制造系统(CIMS)也不能满足敏捷制造的要求。传统的计算机集成制造系统(CIMS)往往是高度集中的,至少有一个中心数据库,它提供一张企业状态的一致的全局视图,既用于内部访问又作为与组织的其他部分的接口。典型地,还有一台中心计算机,它为下层的制造工具计算调度方案、在整个工厂内指派活动并进行监控与规划。这种方法有三个特性妨碍灵机应变:它是集中的;它依赖于全局计划;它优先执行规划与调度。?机器人技术的发展使得机器人的应用领域和范围不断扩展,机器人面临着更复杂的作业,这些复杂的作业由单一机器人已难以完成,需要多个机器人协调与合作共同完成。另外,目前的由多台、几十台甚至上百台机器人组成的自动化生产线系统柔性较差,机器设备组织的改变既困难又昂贵,仅适于长周期、单一式产品的大批量生产,而难以适应小批量、多品种的生产,从而缺乏敏捷制造的能力,难以适应灵活多变的市场需求。因此,多机器人系统的组织与控制方法对系统性能的影响极大,如何组织由多个机器人构成的群体,以及在这样的群体中如何实现机器人的协调合作问题已成为当前的机器人研究领域的一个新课题,具有重要的理论和现实意义。传统的多机器人系统体系结构采用分层和集中的结构,采用从上到下的一个过程来进行规划和制定决策:一个全局任务路径规划器计算出基本的子目标、再由一个集中的全局路径规划器产生要执行的联合行动序列,最后由控制单元执行这些动作序列。这种集中式控制系统有许多致命的缺点限制了它们的应用:?
(1)全局路径规划很费时;
(2)系统被局限到一些数目固定的机器人中;
(3)系统的容错性只能限定在一些小范围的错误之中。
80年代末,受到分布式人工智能、多智能体系统研究的启发,一些学者针对集中式扩展的不足,提出了分散化和分布式的多机器人系统合作组织策略、方法和协调机制,这些研究正逐渐形成“协作机器人学报”(Cooperative Robotics),其中基于多智能体概念研究多机器人系统的多智能体机器人系统正逐渐成为研究的热点和方向。 分布式人工智能和多智能体系统理论发展概述 DAI和MAS是近二十年来蓬勃兴起的崭新的计算机学科,尽管这个领域还相对年轻,但它有着强劲的发展势头,目前是计算机科学发展最快的领域之一。DAI和MAS研究参与由人和计算机组成的社会的智能体所必须的知识模型、通讯和推理技术,关注几个智能体交互作用共同求解一个公共问题。DAI和MASA代表了一种分析、设计和实现大型、复杂系统的方法途径,基于智能体的观点提供了一种强有力的工具、技术和途径来提高人们概念化和实现许多类型系统的能力,也提供了一种自然和艺术的方式来表述一系列多样化的问题,并且它提供了很崐好的机会来处理由于工业和商业正在向更加模块化、分布和开放系统的发展趋势而引起的一系列新类型应用。智能体技术和方法正在被应用于迅速增长的广阔领域,从很小的个人电子邮件过滤器到大型、复杂和严格系统如空中交通控制。?目前,DAI和MAS的主要应用领域有:制造业、过程控制、远程通讯系统、控制交通控制、交通和运输管理、信息过滤和收集、电子商务、商业过程管理、娱乐业和医疗看护等。其中,在工业中的应用是被首先开发的,目前已经在很广泛的工业系统中获得应用并获得良好的经济和社会效益。? DAI、MAS在传统工业系统和多机器人系统中的应和以及智能体机器人技术? 与传统的CIMS相比,DAI与MAS方法中,每个智能体接近与现实世界的接触点,所以系统的计算状态非常密切地跟踪了世界的状态,而不需要集中的数据库。整个系统的行为根据局部决策形成,所以对环境噪声或智能体的删除或增加,系统自主地重新调整自身。对每个智能体的软件要比集中方式方法所需的简短得多,容易书写、调试和维护。因为系统运行时调度它自身,所以没有分离的操作调度阶段,故没有必要等待调度程序完成。因此,DAI与MAS方法为解决传统工业中遇到的挑战提供了一种最佳途径,它是分散的而不是集中的,应急的而不是计划好的,并发的而不是顺序的。DAd与MAS方法用一个智能体网络代替一个集中的数据库和控制计算机。每个智能体具有其环境的一个局部视图并对其环境具有局部地作了反应的能力和权利。整个系统的性能不是全局计划好的,而是通过这些智能体的实时动态相互作用表现出来。因此,系统没有调度与执行的交替循环。相反,根据局部智能体的并发独立的决策调度得以体现。与传统的采用多层和集中结构的多机器人体系结构相比,采用DAI和MAS的相关技术而建立的分布式式分散式控制结构的多智能体机器人系统有着明显的优点:
●模块化好
●分散的知识库
●容错性强和冗余度高
●集成能力强
●可扩展性强
因而,采用多智能体机器人系统的体系结构替代传统的集中式控制结构正在成为多机器人体系结构发展的一种必然趋势。
目前MARS正在蓬勃发展之中,在国际上代表性的研究工作有:
(1)Parunak在1987年提出应用合同网协议的制造系统;
(2)F. Perriolat等在1996年将建立多智能体系统的软件平台ARCHON应用到过程控制系统中;? (3)Liunberg和Lucas在1992年开发了一种复杂的多智能体实现的空中交通控制系统;
(4)B,Burmeister等于1997年开发了基于多智能体的交通和运输管理系统;
(5)R,Weihmayer等在1998年概括了远程通讯中多智能体技术的应用;
(6)德国Karlsruhe卡尔斯鲁厄大学IPR研究所开发了自主移动机器人(KAMRO)的多智能体机器人系统体系结构KAMARA;
(7)从1996年开始的机器人世界杯足球赛典型地应用了多智能体技术来构造多机器人系统。代表球队有:美国CMU大学的 CMUnited球队、德国汉堡大学队、及日本、韩国、荷兰等国的球队。 结束语 在多智能体机器人系统中,最集中和关键的问题表现在多智能体机器人系统的体系结构以及相应的协调合作机制上。我们应该根据国际上各国开发工业系统应用及多机器人系统的情况,提出我们的研究课题,针对多智能体机器人系统中的关键问题,主要针对多智能体机器人体系结构及与之相应的协调合作机制研究,还涉及多智能体学习、多智能体规划、多智能体协商等。遗憾的是,MARS在我国的研究十分有限,希望本文能对国内这方面的研究工作起到抛砖引玉的作用。
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多智能体系统及应用
《多智能体系统及应用》是2015年清华大学出版社出版的书籍,由高阳、安波、陈小平、毛新军编写。多智能体和多智能体技术是人工智能领域活跃的研究分支。本书在2014年度“中国智能体及多智能体系统”研讨会的基础上结集而成,全书共分12章,各章主题均是智能体领域的重点及热点问题,分别涉及智能体逻辑、一致性控制、拍卖、博弈论、复杂网络和自适应软件等。 本书可供高等院校、科研院所计算机、自动化及相关专业的师生、科技工作者及相关企业的工程技术人员阅读参考。
多智能体系统及应用前言
智能体和多智能体技术起源于分布式人工智能研究。自20世纪80年代末,该方向成为人工智能领域活跃的研究分支,与数学、控制、经济学、社会学等多个领域相互借鉴和融合,逐渐成为国际上备受重视的研究领域之一。国际学术界陆续创办了面向智能体和多智能体技术的专门国际学术期刊AutonomousAgentsandMulti?AgentSystems和学术会议TheInternationalConferenceonAutonomousAgentsandMulti?AgentSystems。除此之外,在相关国际学术期刊(如ArtificialIntelligence)和会议(如IJCAI和AAAI)上,智能体和多智能体的研究论文仍然占据了非常重要的地位。自20世纪90年代,中国学者即开始相关技术的跟踪和原创研究。其中以清华大学、中国科学院计算技术研究所等研究机构为代表,都取得了很好的研究成果。
2006年,中国计算机学会人工智能与模式识别专业委员会发起组织了“第一届Agent理论与应用学术会议”,特别关注和推动中国学术界智能体技术的研究和发展。是年8月,首届会议在烟台大学成功举办。其后,该系列会议每两年组织一次。至2012年,分别在南京大学、国防科技大学和吉林大学举办了三届。历次会议均有100余人参会。
中国计算机学会人工智能与模式识别专业委员会从2013年起举办两年一度的“中国计算机学会人工智能会议(CCF?AI)”,“Agent理论与应用学术会议”暂停举办。2014年3月初,为了进一步推动中国智能体和多智能体技术的发展,在中国科学院计算技术研究所举办了新形式的“中国智能体及多智能体系统”研讨会,由史忠植研究员、安波副研究员主持。会议采用了不征文、不收费、报告人由组织者邀请的新方式。此次研讨会邀请了清华大学、中国科学技术大学、微软亚洲研究院等15位专家与会做了报告。研讨会促进了国内智能体技术领域学者的交流。会中,与会者一致同意在中国计算机学会人工智能与模式识别专业委员指导下,申请成立“多智能体与智能系统学组”。后经中国计算机学会同意,在中国计算机学会人工智能与模式识别专业委员会下正式成立该学组,并决定每年举行“中国智能体及多智能体系统”研讨会。
本书是2014年度“中国智能体及多智能体系统”研讨会的部分专家将其报告内容总结成文而得的文集。书中每一章讨论一个技术主题或者应用,兼顾该主题的综述和报告人自身的研究成果。书中章节涉及智能体逻辑、一致性控制、拍卖、博弈论、复杂网络和自适应软件,内容广泛。章节内容既有传统人工智能学者的研究进展,也有软件工程学者的最新工作;不仅有从计算机科学视角的讨论,也有控制等其他学科的观点。本书的出版得到了中国计算机学会人工智能与模式识别专业委员会的支持和指导,在此谨表示衷心的感谢。[1]
多智能体系统及应用目录
智能体ABGP模型和协同史忠植,张建华,马刚,杨熙
2智能体ABGP模型
多智能体系统的一致性控制:基于采样协议的情形刘会央,谢广明
2单积分器系统
3双积分器系统
多智能体系统的描述、自动验证与自动修正吴骏,王崇骏,谢俊元
2多智能体系统的状态转换模型
6总结与展望
多智能体与社会网络蒋嶷川
2基于多智能体的社会网络模型
3满足社会网络结构约束的多智能体行为决策
4社会网络结构化多智能体系统的任务分配
网络结构分析与多智能体系统研究杨博
1网络结构分析的研究背景
目录多智能体系统及应用2网络结构分析的主要进展
3网络分析与多智能体系统研究
4多元结构发现方法
5基于自组织自适应多智能体的社区发现方法
6基于自治计算的流行病传播网络建模与推断方法
7网络分析与多智能体系统结合研究的展望
搜索广告拍卖机制设计的新进展陈薇,秦涛,马卫东,刘铁岩
1搜索广告简介
2广义二价拍卖机制
3从精确匹配机制到广义匹配机制
4从独立价值模型到非独立价值模型
5基于博弈机器学习技术的拍卖机制优化
双边拍卖市场中交易者报价策略和市场收费策略的博弈论分析石兵
3博弈论模型
4FictitiousPlay算法
博弈论用于安全资源的分配与调度安波
1安全领域的资源分配及博弈模型
2安全博弈论的成功应用
3保护公共活动
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2面向应急管理的PZE方法
3基于智能体的人工社会建模
4面向突发事件的应急管理政策制定与评估
多智能体与自适应软件刘璘
1软件自适应机制
2多智能体系统
3一个基于多智能体的软件服务自适应与监控系统
基于多智能体的软件集成开发与演化方法李青山
1面向智能体的软件工程方法学
2基于多智能体软件集成开发与演化体系结构
3基于多智能体开发与演化关键技术
4软件动态集成演化平台与工具
无中心式大规模多智能体系统知识共享方法徐杨,王晓峰
2分布式知识共享模型
3知识共享算法
4智能体局部知识的共享
5实验设计与分析
.清华大学出版社[引用日期]}

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