Мультиагентная система — это компьютерная система, которая состоит из большого количества взаимодействующих между собой интеллектуальных агентов.
Введение
Олимпийский спортивный девиз, который гласит: «Быстрее, выше, сильнее», в компьютерной сфере трансформировался в лозунг «Быстрее, мощнее, миниатюрнее». В реальности эти достаточно противоречивые цели можно достичь путем создания «мобильного» искусственного интеллекта. Уже не далеко то время, когда умное встроенное миниатюрное вычислительное оборудование, которое снабжено управляющими системами на базе мультиагентов, сможет исполнять те функции, которые несколько лет назад даже не могли себе представить пользователи больших компьютеров.
Под мультиагентными технологиями сегодня многие понимают технологии создания и применения мультиагентных систем MAC, в англоязычном варианте MAS (Multiagent Systems), и мультиагентное управление МАУ, в англоязычном варианте MAC (Multiagent Conrol) .
Задачи управления и распределенного взаимодействия в сетях динамических систем привлекли в последние годы внимание большого количества специалистов. Это можно объяснить повсеместным использованием мультиагентных систем в различных областях, в том числе в разработке автоматизированных систем управления, в автоматической подстройке нейронных сетей распознавания, в управлении формациями, в построении распределенных сенсорных сетей и так далее.
На практике стали часто использоваться распределенные системы, которые выполняют заданные действия параллельно и для которых является актуальной задача разделения пакета заданий среди нескольких вычислительных потоков (устройств). Такие задачи могут появиться не только в вычислительных сетях, но также и в производственных сетях, сетях обслуживания, транспортных и логистических сетях. Получается, что при наличии естественных ограничений на связи, децентрализованные стратегии могут с большой эффективностью выполнять оценку ситуации, подготовку и реализацию решений в условиях неопределености.
Мультиагентные системы
Основой мультиагентного подхода является понятие мобильного программного агента, реализованного и функционирующего в качестве самостоятельной специализированной компьютерной программы или элемента искусственного интеллекта. Первоначально, до того, как появились соответствующие информационные технологии, «агентом» был человек, которому предоставлялась часть полномочий в выполнении конкретных функций, а также и в принятии решений. В первых (не компьютерных) мультиагентных системах агенты должны были представить сотрудников организаций, от имени и по поручению которых они могли взаимодействовать между собой при исполнении определенной задачи. К примеру, это могли быть представители покупателя и продавца в торговой сети или в других формах бизнеса.
Подобные системы унаследовали ряд аспектов «бюрократической» организации, в том числе централизованное управление, статичность структуры и узконаправленную агентную функциональность. Например, базовый агент (резидент) мог получить задачу, декомпозировать ее и распределить на подзадачи среди других агентов. А затем он мог получить результат и принимать решение, причем обычно практически все агенты были заняты исключительно поиском и поставкой информации.
На смену подобным системам, которые копируют централизованную иерархию, оперативно появились распределенные системы, где знания и ресурсы были распределены среди достаточно «самостоятельных» агентов. Однако оставался общий орган командного управления, который принимает решения при возникновении критических или конфликтных ситуаций.
Дальнейшим продвижением в данном направлении явилась парадигма абсолютно децентрализованных систем, где управление реализуется лишь за счет локальных взаимных действий среди агентов. Причем узкая функциональная ориентация агента на решение какого-либо одного отдельного фрагмента общей задачи со временем начала уступать место универсальной целостности (автономности). В качестве примеров таких децентрализованных организаций, в частности, можно привести колонии насекомых, к примеру, пчел или муравьев.
Сущность мультиагентных технологий состоит в принципиально новых методах решения задач. В отличие от классического метода, в котором выполняется поиск некоторого ясно заданного (детерминированного) алгоритма, предоставляющего возможность определения наилучшего решения проблемы. В мультиагентных технологиях решение может быть получено в автоматическом режиме в результате взаимодействия большого числа самостоятельных целенаправленных программных модулей, которые называются программными агентами.
Часто классические методы решения задач оказываются или неприменимыми к реальной действительности, или они могут потребовать очень больших вычислительных объемов для которых может не хватить мощности всех современных компьютеров, или же их просто нет. Это не означает, что ситуация, когда нет точного алгоритма решения, является безнадежной, поскольку есть мультиагентные технологии. В конце концов, человеку в повседневной жизни все время нужно в условиях дефицита времени и средств заниматься решением задач, которые не имеют точных формальных решений, причем они часто могут решаться часто не самым худшим образом.
На рисунке ниже показано сравнение двух схем формирования программного обеспечения, а именно, традиционной и на базе мультиагентной системы
Рисунок 1. Две схемы формирования программного обеспечения. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В мультиагентной системе каждой сущности должен ставиться в соответствие программный агент, который должен представлять ее интересы.
Людям присущ интеллект, который и отличает его от компьютера, функционирующего четко по заданной ему программе. А это то, что позволяет человеку ориентироваться в сложной обстановке, иметь дело с неясно сформулированными задачами, адаптироваться к изменяющимся условиям.
