第七章Agent
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译文：
金山词霸：代理(商)；中介；密探。 网络管理：SNMP中的代理
高级人工智能
8
第六章 专家系统
Agent
主体；智能体；智能主体 艾真体 多主体系统主要研究在逻辑上或物理上分离的多
个主体协调其智能行为，即知识、目标、意图及 规划等，实现问题求解。可以看作是一种由底向 上设计的系统。
根据人类思维的层次模型，可以将 Agent 分成四 类：
反应主体。Reactive Agent 形象思维主体。 抽象思维主体。
形象思维主体和抽象思维主体也可以合称为认知主体 Cognitive Agent
复合式主体
高级人工智能
20
第六章 专家系统
Reactive Agent
环境
Agent
作用
高级人工智能
17
第六章 专家系统
Agent的工作过程
感知 环境
作用
交互 信息融合 信息处理
作用 交互
高级人工智能
18
第六章 专家系统
Agent骨架程序
function Skeleton-Agent(percept) return action static: memory /* Agent的世界记忆 */
</messageparameter>
<messageparameter>
<ontology
link="/˜jklabrou/ontology/laptop.ht
ml">
laptop
</ontology>
</messageparameter>
高级人工智能
9
第六章 专家系统
智能主体的几个典型的实例：
Microsoft的Office助手 计算机病毒（破坏主体） 计算机游戏或模拟中的智能角色 贸易和谈判主体（如Ebay的拍卖主体） 网络蜘蛛Web Spider 搜索引擎中的数据搜集和索引主体（如Google）
高级人工智能
连接性：在问题求解过程中，各个子系统和求 解机构通过计算机网络相互连接。
协作性：各子系统协调工作。
高级人工智能
2
第六章 专家系统
分布式人工智能
开放性：通过网络互连和系统的分布，便于扩充系统规模， 具有比单个系统广大得多的开发性和灵活性。
容错性：系统具有较多的冗余处理结点、通讯路径和知识， 能够使系统在出现故障时，仅仅降低响应速度或求解精度， 以保持系统正常工作，提高工作可靠性。
第六章 专家系统
第七章 Agent
分布式人工智能 分布式问题求解 Agent理论 Agent 结构 Agent 通信 Agent协调与协作 面向Agent的软件技术
高级人工智能
1
第六章 专家系统
分布式人工智能 特点:
分布性：整个系统的信息，包括数据、知识和 控制等，无论在逻辑上或者物理上都是分布的， 不存在全局控制和全局数据存储。
<?xml version="pre-1.0"?>
<!DOCTYPE fipa_acl SYSTEM "fipa_acl.dtd">
<message>
<messagetype>
inform
</messagetype>
<messageparameter>
<sender
link="/˜jklabrou">
高级人工智能
34
第六章 专家系统
<messageparameter>
<content>
(CPU libretto50 pentium)
</content>
</messageparameter>
<messageparameter>
<language link="/kif.html">
高级人工智能
13
第六章 专家系统
适应性或进化性。 可靠性 长寿性 诚实、善意、理性。
前五个属性是必备的
高级人工智能
14
第六章 专家系统
Agent理论
Agent的理论模型研究主要从逻辑、行为、心理、 社会等角度出发，对智能主体的本质进行描述， 为智能主体系统创建奠定基础。
理性主体（BDI主体）
感知能力或反应能力。及时感知和响应所处环境 的变化。Reactivity
能动性或自发行为。主动表现出目标驱动的行为， 能自行选择合适时机采取适宜动作。
高级人工智能
12
第六章 专家系统
Agent关键属性
持续性。是持续或连续运行的过程。其状态在运 行过程中应保持一致。
推理能力。Reasoning 规划能力。Planning 协作、合作、协同、协商能力。 移动性或机动性。Mobility
environment ← Update-World-Model(environment,percept) state ← Update-Mental-State(environment,state) action ← Decision-Making(state,kb) environment ← Update-World-Model(environment,action) return action
例如：下面的ACL消息 (inform :sender jklabrou :receiver grosof :content (CPU libretto50 pentium) :ontology laptop :language kif)
转换为XML格式后如下：
高级人工智能
32
第六章 专家系统
分布式问题求解系统中协作的分类
按节点间协作量的多少，协作分为三类：
全协作系统 无协作系统 半协作系统
常用的通信方式有：
共享全局存储器
信息传递
黑板模型
高级人工智能
7
第六章 专家系统
Agent
在计算机和人工智能领域中，主体可以看作是一 个实体，它通过传感器感知环境，通过效应器作 用于环境。
idl
: language
Prolog
: ontology
foo
: content
“bar (X, Y)”)
高级人工智能
30
第六章 专家系统
通信语言ACL
ACL：由FIPA制定的一种规范。与KQML相似
(inform
消息结构开始
: sender agent1
消息内容表达式
: receiver hpl-auction-server
高级人工智能
24
第六章 专家系统
复合式Agent
规划
预测 建模
一 般
紧急情
情 况和简
况 单情况
感知
协作与协商
决策生成
通信
请求或应答信息
人工智能
外部世界
其他 智能主体
25
第六章 专家系统
规划模块
世界的模型 （包括其他 主体的模型）
经验库
目标集合
局部规划器
重新 规划
规划 决策生成
变信念。
高级人工智能
16
第六章 专家系统
Agent 结构
Agent结构需要解决的问题包括：
Agent由那些模块组成， 模块之间如何交互信息， Agent感知到的信息如何影响它的行为和内部状态， 如何将这些模块用软件或硬件的方式组合，形成一个有
机的整体。
黑箱软件Agent
感知
两种协作方式：
任务分担 结果共享
高级人工智能
5
第六章 专家系统
分布式问题求解系统分类
根据组织结构，分布式问题求解系统可以分为 三类：
• 层次结构类； 平行结构类； 混合结构类
分布式问题求解过程可以分为四步：
任务分解； 任务分配 子问题求解； 结果综合
高级人工智能
6
第六章 专家系统
消息
信 协议
高级人工智能
29
第六章 专家系统
通信语言KQML
KQML：由美国ARPA的知识共享计划中提出，规定了消息格式和消 息传送系统，为多主体系统通信和协商提供了一种通用框架。
一个KQML例子：
(ask-all
: sender
A
: receiver
B
: in-reply-to
ido
: reply-with
规划 目标
高级人工智能
26
第六章 专家系统
建模模块
建模 模型库
世界的模型 （包括其他 主体的模型）
规划
模型生成和维护
预测
决策生成
感知
高级人工智能
通信
27
第六章 专家系统
通信模块
语言生成
词法库
语法库
词义库
物理通信
语言理解
通信
高级人工智能
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第六章 专家系统
Agent 通信
协
策略
作
协议
通 黑板
对话
独立性：系统把求解任务归约为几个相对独立的子任务， 从而降低了各个处理结点和子系统问题求解的复杂性，也
降低了软件设计开发的复杂性。
高级人工智能
3
第六章 专家系统
例：多领域专家系统可以协作求解单领域或者单 个专家系统无法解决的问题，提高求解能力，扩 大应用领域
分布式人工智能的分类
分布式问题求解（DPS：Distributed Problem Solving）
jklabrou
</sender>
</messageparameter>
高级人工智能
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第六章 专家系统
<messageparameter>
<receiver
link="/people/g/grosof/">
grosof
</receiver>
通信动作类型
: content
(price (bid good02) 150)
消息参数
: in-reply-to round-4 : reply-with bid04
参数表达式
: language s1
: ontology hpl-auction
)
高级人工智能
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第六章 专家系统
XML
XML是用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言。 XML文件本身只是将文件资料结构化。
Belief——信念，主体对环境的基本看法。 Desire——愿望，主体想要实现的状态，即目标。 Intention——意图，目标的子集。
高级人工智能
15
第六章 专家系统
BDI模型
BDI模型可以通过下列要素描述：
一组关于世界的信念； Agent当前打算达到的一组目标； 一个规划库，描述怎样达到目标和怎样改变信念； 一个意图结构，描述Agent当前怎样达到它的目标和改
10
第六章 专家系统
软件开发方法的进化
面向过程的方法 面向实体的方法 面向对象的方法 面向主体的方法
高级人工智能
11
第六章 专家系统
Agent关键属性
自治性。能自行控制其状态和行为，能在没有人 或其它程序介入时操作和运行。Autonomy
社会能力（通信能力）。能用某种通信语言与其 它Agent交换信息并相互作用。Sociality
高级人工智能
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第六章 专家系统
Cognitive Agent
主体 内部状态 知识库 目标
高级人工智能
传感器 信息融合
规划
动作 效应器
环 境
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第六章 专家系统
Cognitive Agent 程序
function Cognitive-Agent(percept) returns action static: environment, /* 描述当前世界环境 */ kb, /* 知识库 */
memory ← Update-Memory(memory,percept) action ← Choose-Best-Action(memory) memory ← Update-Memory(memory,action) return action
高级人工智能
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第六章 专家系统
Agent的分类
多Agent系统（MAS，Multi-agent System）
DPS与MAS的异同
共同点：研究如何对资源、知识、控制等进行划分。
不同点：概念模型和成功标准；研究目标；设计方法等
高级人工智能方面。
4
第六章 专家系统
分布式问题求解 特点：
数据、知识、控制均分布在系统的各节点上， 既无全局控制，也无全局数据和知识存储。
Agent
条件-动作 规则
传感器 当前世界
动作 效应器
高级人工智能
环 境
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第六章 专家系统
Reactive Agent 程序
function Reactive-Agent(percept) returns action static: rules, /* 一组条件-动作规则 */
state ← Interpret-Input(percept) rule ← Rule-Match(state,rules) action ← Rule-Action[rule] return action
金山词霸：代理(商)；中介；密探。 网络管理：SNMP中的代理
高级人工智能
8
第六章 专家系统
Agent
主体；智能体；智能主体 艾真体 多主体系统主要研究在逻辑上或物理上分离的多
个主体协调其智能行为，即知识、目标、意图及 规划等，实现问题求解。可以看作是一种由底向 上设计的系统。
根据人类思维的层次模型，可以将 Agent 分成四 类：
反应主体。Reactive Agent 形象思维主体。 抽象思维主体。
形象思维主体和抽象思维主体也可以合称为认知主体 Cognitive Agent
复合式主体
高级人工智能
20
第六章 专家系统
Reactive Agent
环境
Agent
作用
高级人工智能
17
第六章 专家系统
Agent的工作过程
感知 环境
作用
交互 信息融合 信息处理
作用 交互
高级人工智能
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第六章 专家系统
Agent骨架程序
function Skeleton-Agent(percept) return action static: memory /* Agent的世界记忆 */
</messageparameter>
<messageparameter>
<ontology
link="/˜jklabrou/ontology/laptop.ht
ml">
laptop
</ontology>
</messageparameter>
高级人工智能
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第六章 专家系统
智能主体的几个典型的实例：
Microsoft的Office助手 计算机病毒（破坏主体） 计算机游戏或模拟中的智能角色 贸易和谈判主体（如Ebay的拍卖主体） 网络蜘蛛Web Spider 搜索引擎中的数据搜集和索引主体（如Google）
高级人工智能
连接性：在问题求解过程中，各个子系统和求 解机构通过计算机网络相互连接。
协作性：各子系统协调工作。
高级人工智能
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第六章 专家系统
分布式人工智能
开放性：通过网络互连和系统的分布，便于扩充系统规模， 具有比单个系统广大得多的开发性和灵活性。
容错性：系统具有较多的冗余处理结点、通讯路径和知识， 能够使系统在出现故障时，仅仅降低响应速度或求解精度， 以保持系统正常工作，提高工作可靠性。
第六章 专家系统
第七章 Agent
分布式人工智能 分布式问题求解 Agent理论 Agent 结构 Agent 通信 Agent协调与协作 面向Agent的软件技术
高级人工智能
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第六章 专家系统
分布式人工智能 特点:
分布性：整个系统的信息，包括数据、知识和 控制等，无论在逻辑上或者物理上都是分布的， 不存在全局控制和全局数据存储。
<?xml version="pre-1.0"?>
<!DOCTYPE fipa_acl SYSTEM "fipa_acl.dtd">
<message>
<messagetype>
inform
</messagetype>
<messageparameter>
<sender
link="/˜jklabrou">
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第六章 专家系统
<messageparameter>
<content>
(CPU libretto50 pentium)
</content>
</messageparameter>
<messageparameter>
<language link="/kif.html">
高级人工智能
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第六章 专家系统
适应性或进化性。 可靠性 长寿性 诚实、善意、理性。
前五个属性是必备的
高级人工智能
14
第六章 专家系统
Agent理论
Agent的理论模型研究主要从逻辑、行为、心理、 社会等角度出发，对智能主体的本质进行描述， 为智能主体系统创建奠定基础。
理性主体（BDI主体）
感知能力或反应能力。及时感知和响应所处环境 的变化。Reactivity
能动性或自发行为。主动表现出目标驱动的行为， 能自行选择合适时机采取适宜动作。
高级人工智能
12
第六章 专家系统
Agent关键属性
持续性。是持续或连续运行的过程。其状态在运 行过程中应保持一致。
推理能力。Reasoning 规划能力。Planning 协作、合作、协同、协商能力。 移动性或机动性。Mobility
environment ← Update-World-Model(environment,percept) state ← Update-Mental-State(environment,state) action ← Decision-Making(state,kb) environment ← Update-World-Model(environment,action) return action
例如：下面的ACL消息 (inform :sender jklabrou :receiver grosof :content (CPU libretto50 pentium) :ontology laptop :language kif)
转换为XML格式后如下：
高级人工智能
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第六章 专家系统
分布式问题求解系统中协作的分类
按节点间协作量的多少，协作分为三类：
全协作系统 无协作系统 半协作系统
常用的通信方式有：
共享全局存储器
信息传递
黑板模型
高级人工智能
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第六章 专家系统
Agent
在计算机和人工智能领域中，主体可以看作是一 个实体，它通过传感器感知环境，通过效应器作 用于环境。
idl
: language
Prolog
: ontology
foo
: content
“bar (X, Y)”)
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第六章 专家系统
通信语言ACL
ACL：由FIPA制定的一种规范。与KQML相似
(inform
消息结构开始
: sender agent1
消息内容表达式
: receiver hpl-auction-server
高级人工智能
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第六章 专家系统
复合式Agent
规划
预测 建模
一 般
紧急情
情 况和简
况 单情况
感知
协作与协商
决策生成
通信
请求或应答信息
人工智能
外部世界
其他 智能主体
25
第六章 专家系统
规划模块
世界的模型 （包括其他 主体的模型）
经验库
目标集合
局部规划器
重新 规划
规划 决策生成
变信念。
高级人工智能
16
第六章 专家系统
Agent 结构
Agent结构需要解决的问题包括：
Agent由那些模块组成， 模块之间如何交互信息， Agent感知到的信息如何影响它的行为和内部状态， 如何将这些模块用软件或硬件的方式组合，形成一个有
机的整体。
黑箱软件Agent
感知
两种协作方式：
任务分担 结果共享
高级人工智能
5
第六章 专家系统
分布式问题求解系统分类
根据组织结构，分布式问题求解系统可以分为 三类：
• 层次结构类； 平行结构类； 混合结构类
分布式问题求解过程可以分为四步：
任务分解； 任务分配 子问题求解； 结果综合
高级人工智能
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第六章 专家系统
消息
信 协议
高级人工智能
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第六章 专家系统
通信语言KQML
KQML：由美国ARPA的知识共享计划中提出，规定了消息格式和消 息传送系统，为多主体系统通信和协商提供了一种通用框架。
一个KQML例子：
(ask-all
: sender
A
: receiver
B
: in-reply-to
ido
: reply-with
规划 目标
高级人工智能
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第六章 专家系统
建模模块
建模 模型库
世界的模型 （包括其他 主体的模型）
规划
模型生成和维护
预测
决策生成
感知
高级人工智能
通信
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第六章 专家系统
通信模块
语言生成
词法库
语法库
词义库
物理通信
语言理解
通信
高级人工智能
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第六章 专家系统
Agent 通信
协
策略
作
协议
通 黑板
对话
独立性：系统把求解任务归约为几个相对独立的子任务， 从而降低了各个处理结点和子系统问题求解的复杂性，也
降低了软件设计开发的复杂性。
高级人工智能
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第六章 专家系统
例：多领域专家系统可以协作求解单领域或者单 个专家系统无法解决的问题，提高求解能力，扩 大应用领域
分布式人工智能的分类
分布式问题求解（DPS：Distributed Problem Solving）
jklabrou
</sender>
</messageparameter>
高级人工智能
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第六章 专家系统
<messageparameter>
<receiver
link="/people/g/grosof/">
grosof
</receiver>
通信动作类型
: content
(price (bid good02) 150)
消息参数
: in-reply-to round-4 : reply-with bid04
参数表达式
: language s1
: ontology hpl-auction
)
高级人工智能
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第六章 专家系统
XML
XML是用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言。 XML文件本身只是将文件资料结构化。
Belief——信念，主体对环境的基本看法。 Desire——愿望，主体想要实现的状态，即目标。 Intention——意图，目标的子集。
高级人工智能
15
第六章 专家系统
BDI模型
BDI模型可以通过下列要素描述：
一组关于世界的信念； Agent当前打算达到的一组目标； 一个规划库，描述怎样达到目标和怎样改变信念； 一个意图结构，描述Agent当前怎样达到它的目标和改
10
第六章 专家系统
软件开发方法的进化
面向过程的方法 面向实体的方法 面向对象的方法 面向主体的方法
高级人工智能
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第六章 专家系统
Agent关键属性
自治性。能自行控制其状态和行为，能在没有人 或其它程序介入时操作和运行。Autonomy
社会能力（通信能力）。能用某种通信语言与其 它Agent交换信息并相互作用。Sociality
高级人工智能
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第六章 专家系统
Cognitive Agent
主体 内部状态 知识库 目标
高级人工智能
传感器 信息融合
规划
动作 效应器
环 境
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第六章 专家系统
Cognitive Agent 程序
function Cognitive-Agent(percept) returns action static: environment, /* 描述当前世界环境 */ kb, /* 知识库 */
memory ← Update-Memory(memory,percept) action ← Choose-Best-Action(memory) memory ← Update-Memory(memory,action) return action
高级人工智能
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第六章 专家系统
Agent的分类
多Agent系统（MAS，Multi-agent System）
DPS与MAS的异同
共同点：研究如何对资源、知识、控制等进行划分。
不同点：概念模型和成功标准；研究目标；设计方法等
高级人工智能方面。
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第六章 专家系统
分布式问题求解 特点：
数据、知识、控制均分布在系统的各节点上， 既无全局控制，也无全局数据和知识存储。
Agent
条件-动作 规则
传感器 当前世界
动作 效应器
高级人工智能
环 境
21
第六章 专家系统
Reactive Agent 程序
function Reactive-Agent(percept) returns action static: rules, /* 一组条件-动作规则 */
state ← Interpret-Input(percept) rule ← Rule-Match(state,rules) action ← Rule-Action[rule] return action