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2.协作
根据T.Malone的定义,协作是指对各个行为之间依赖关系的管理。在MAS中,具有不同
目标的各个Agent必须对其目标和资源使用进行协作。因此,MAS研究的中心就是参考经济学
和社会学的有关理论和模型来处理Agent之间的协作。通常协作有如下几类:
· 资源共享 资源共享也许是最常见的一种协作方式。在经济学中,市场的价格和拍
卖机制是被广泛研究的一种资源分配方式,在计算机系统中,资源分配也是很重要的。例如
,操作系统中的调度程序就是用来分配处理器、内存以及外设等资源的。值得一提的是,任
务分配是一种特殊的资源分配,是把个体有限的时间分配给个体需要执行的任务。
· 生产者/消费者关系 这是另一种非常普遍的协作方式。在这种方式中,一个个体生
产的产品(包括信息)为另一个个体所使用。在经济学中,生产者消费者的关系是研究市场的
基本出发点,而在计算机科学中,数据流和Petri网分析也是研究生产者/消费者关系的例子。
· 任务/子任务关系 这种协作方式又可分为自顶向下目标分解和自底向上目标辨识
两种。自顶向下目标分解这种协作方式经常出现在人类组织的规划中,在计算机系统中则表
现为程序设计中的模块化思想。自底向上目标辨识是指一些个体认识到它们正在干的事情
,可以联合起来以达到一个新的目标。对策论中的结盟就是研究这种情况。
应特别指出的是,以上对协作的定义和分类并不是针对某个学科或领域的,它适用于人
类社会和生态系统,也同样适用于MAS。因此,不同类型的系统中具有相类似的协作关系,这
提示我们对一个系统协作的分析可以参考另一个系统的思想。
三、几个典型的MAS模型
MAS的关键有两个方面:其一是协作,另一个就是对环境的适应。因此,在知识与模型可
计算的条件下,根据社会学、经济学以及生态学理论建立MAS模型就是很自然的事情了。
文章主要介绍3个模型:1来自经济学的计算市场模型;2来自社会学与经济学的基于对
策论的协商模型;3基于生物进化理论的复杂适应理论模型。
1.计算市场模型
最早提出计算市场模型的是Miller和Drexler,并给出了一个系统模型Agoric OpenSy
stems。它应具有以下基本性质:1对象封装和通信。这里的对象可以是Agent,也可以是Age
nt组织,即任何市场中的实体。对象的封装包括信息及资源的封装和通信。2价格和交易机
制。Agent利用自己拥有的资源和信息,根据价格在交易中作出最有利的决策,并为获得更大
的利益而不断地学习适应。3自发的秩序。Agent之间根据价格达成交易,使得资源被分配到
能产生更大利益的用途上,从而使整个系统的资源也得到较好的利用。4指令和价格机制的
结合。需要形成Agent的组织,在组织中采用指令机制,而在组织之间采用价格机制。5信誉
的作用。Agent的局部决策是价格与信誉的结合。要在计算市场中使用信誉,就需要Agent了
解交易的历史信息,给出信誉评价。
计算市场是MAS的复杂性和不确定性增大到一定程度的必然要求,它体现了MAS的分布
性,强调最大限度地发挥每个Agent的能力,并在价格机制的引导下,通过Agent的局部决策最
终达到全局的、有效的自发秩序。但是价格机制的缺点是计算量大,因此,已有的系统如En
terprise都是在计算市场概念的基础上作了很多的限制,从而大大减少了计算的负担。
2.基于对策论的协商模型
最早提出基于对策论协商模型的是Rosenschein,他最先应用对策论来分析MAS的协商
过程。在他的论文中,Rosenschein首次为MAS定义了一个基于对策论的协商机制,在此以后
的基于对策论的协商机制的研究工作,都是在他定义的框架上开展的。Rosenschein的协商
模型使用的对策论工具主要是Nash合作与非合作对策。协商机制以下面3个假设为基础:1
Agent追求自己的最大效用;2效用矩阵是公共知识;3Agent是理性的,即满足3个理性假设之一。
Agent的3个理性假设是:1最小理性假设,假设对方的行为是随机的。2分离理性假设,
假设对方也是理性的。3唯一理性假设,假设对方行为已知。
基于对策论协商机制研究的主要问题是:1非合作领域的协商,如何处理冲突。2如果不
了解对方的效用矩阵,如何处理不完全信息。3如何处理协商过程中可能出现的欺骗行为。
4如何考虑历史信息,即Agent之间以往的交互情况。
最后,设计评价协商机制应考虑以下准则:
· 对称性 在协商机制中Agent之间是对等的,不存在任何特殊的Agent。
· 效率 Agent通过协商达成的方案应具有较高的效率(如满足Pareto最优)。
· 稳定性 策略满足稳定性(如满足严格的Nash平衡,即任何Agent都不能通过单独改
变其策略而获得利益)。
· 简单 协商机制应具有低通信费用和较低的计算复杂性。
3.复杂适应系统
是John Holland把进化思想首先引入MAS中,并把这样的系统称为复杂适应系统(CAS)
。
在CAS中,一个Agent就是一个分类器系统(Classifier System),它主要包括3部分:
·执行系统 执行系统体现某一时刻Agent的能力。执行系统包括一个检测器集合、一
个IF/THEN集合和一个效用集合。检测器表示Agent从环境中获取信息的能力,IF/THEN表示.