Информационные агенты
Обычная вычислительная программа, например, программа расчета колебаний струны, запускается на ЭВМ, получает входные данные, выполняется как последовательность заранее написанных команд, выводит результат. До следующего запуска извне (если он вообще состоится) она пребывает в состоянии "комы". В программе расчета колебаний струны, конечно, фигурирует такой параметр как время, но он используется наряду с другими параметрами, такими как амплитуда, и никакого отношения к реальному времени, в котором выполняется программа, не имеет.
Программа реального времени функционирует (запускается, приостанавливается, возобновляется, завершается, запускается вновь) в соответствии с внешними, физическими, а не абстрактными, часами. Это ее главный отличительный признак.
Кроме того, физическое время чаще всего является одним из существенных параметров расчета. Программа реального времени взаимодействует с окружением (получает и передает информацию) посредством интерфейсов, т.е. она влияет на окружающую среду и испытывает, в свою очередь, влияние окружающей среды. Отсюда следует второй важный отличительный признак программы реального времени: потенциально она может оценивать результаты своего выполнения (обратная связь) и менять свои действия в будущем с учетом прошлого.
Таким образом, можно говорить о поведении программы реального времени по отношению к окружению. В связи с этим программа реального времени уже не рассматривается как элемент stand-alone системы, она является частью системы, имеющей признаки распределенной системы.
Эти и другие важные отличия от обычной программы привели к возникновению понятия программного агента и более широкого понятия – автономного агента.
В традиционных системах программы могут правильно функционировать только в условиях полностью предсказуемого окружения. Для того чтобы выполнить с помощью программы некоторое вычисление пользователь должен задать всю входную информацию (аргументы). Если программа берет исходные данные из базы данных, то должна быть полная уверенность в том, что эти данные имеются в базе.
Программные агенты обладают некоторыми знаниями об окружающем мире, которые позволяют им самим решать небольшие проблемы без вмешательства пользователя. Например, Интернет-агенты могут самостоятельно отыскивать нужную информацию в Сети (разумеется, в определенных пределах). Таким образом, агенты – это более гибкая конструкция, чем традиционные программы. Дополнительно, если агент может общаться с другими агентами, то они могут помочь ему решить проблему, действуя совместно.
Как и в случае классических алгоритмов, когда мы обсуждаем интуитивное понятие алгоритма и его формализации, можно обсуждать интуитивное понятие агента и различные его формализации.
Определение понятия агента
Начнем с интуитивного понятия агента. Несмотря на рост числа теоретических исследований, и приложений технологий, основанных на применении агентов, так и нет общепринятого определения термина "агент". Существует несколько трактовок, зависящих от целей исследования.
В частности, П.Маес из Media Lab Массачусетского технологического института считает, что "автономные агенты – это вычислительные системы, которые существуют в сложном динамическом окружении, чувствуют и действуют в этом окружении автономно, и так, чтобы реализовать множество целей и задач, для которых они спроектированы".
Б.Хайес-Рот считает, что "мыслящие агенты непрерывно выполняют три функции: восприятие динамически изменяющихся условий окружения; действия по влиянию на окружение; логический вывод для интерпретации получаемой информации, решения проблем, построения заключений и определения действий".
М.Вулдридж и Н.Дженнингс разделяют слабое и сильное понятия агента. Слабый агент рассматривается как система со свойствами автономности, возможности работать в обществе (social ability), реактивности, целенаправленности. Сильное понятие агента предполагает возможность непредписанных действий, предпринимаемых на основе собственных "идей".
Их определение включает следующие свойства:
1) автономия: агенты действуют без непосредственного вмешательства людей или чего-либо еще, определенным образом контролируют свои действия и внутреннее состояние;
2) социальные возможности: агенты взаимодействуют с другими агентами (и, возможно, людьми) с помощью некоторого языка;
3) реактивность: агенты воспринимают свое окружение (которое может быть физическим миром, пользователем – через графический пользовательский интерфейс, набором других агентов, Интернетом, или комбинацией всего этого) и отвечают периодически так, чтобы изменить что-то в своем окружении;
4) целенаправленность: агенты не просто отвечают своему окружению, они способны на целенаправленное поведение и проявление инициативы.
Т.Хесс и др. разделяют свойства на базовые и расширенные свойства. К базовым относятся целенаправленность, постоянство функционирования и реактивность. Продвинутые свойства включают наличие искусственного интеллекта, мобильность и интерактивность.
Простая агентная программа может быть математически описана как агентская функция, которая проектирует любой подходящий результат восприятия на действие, которое агент может выполнить, или в коэффициент, элемент обратной связи, функцию или константу, которые могут повлиять на дальнейшие действия.
Достаточно ограниченное число агентов, что могут считаться полуинтеллектуальными (из-за своей простоты, слабой способности к принятию решений, ограниченности взглядов на внешний мир и плохой обучаемости) перечислены в следующем документе: Third Canadian Edition of «Management Information Systems for the Information Age» *1. Согласно нему, существует только 4 типа таких интеллектуальных агентов:
1. Роботы по закупкам.
Такие роботы, просматривая сетевые ресурсы (чаще всего интернет), собирают информацию о товарах и услугах. Роботы по закупкам очень эффективно работают с товарами народного потребления, такими как компакт-диски, книги, электротовары и другие товары. Amazon.com является отличным примером такого робота. Веб-сайт предложит вам список товаров, что вам могут быть интересны, основываясь на том, что вы покупали в прошлом.
2. Пользовательские или персональные агенты
Пользовательские агенты — это агенты, которые действуют в ваших интересах, от вашего имени. К этой категории относятся агенты, которые постоянно, или в течении некоторого времени выполняют следующие задания:
Проверяют вашу почту, сортируют их по важности (используя заданные вами критерии), и оповещают вас, когда поступает важное письмо, например, письмо о поступлении в университете
Играют в компьютерной игре как ваш оппонент или патрулируют области в игре для помощи вам
Собирают новости. Существует несколько версий таких роботов, к примеру CNN
Ищут информацию по выбранному предмету
Самостоятельно заполняют web-формы, сохраняя информацию для последующего использования
Просматривают веб-страницы, ища и подсвечивая ключевую информацию
«Дискутирует» с вами на различные темы, от ваших страхов до спорта
3. Управляющие и наблюдающие агенты
Управляющие агенты, также известные как «предсказывающие агенты» ведут наблюдение и отправляют отчеты. К примеру, в NASA’s Jet Propulsion Laboratory есть агент, следящий за состоянием инвентаря, планированием, составлением расписания. Такие агенты обычно ведут наблюдение за компьтерными сетями и следят за конфигурацией каждого компьютера, подключенного к сети
4. Добывающие информацию агенты
Такие агенты действуют в хранилище данных, собирая информацию. Хранилище данных объединяет в себе информацию из разных источников. Сбор информации — это процесс поиска данных для последующего использования, например, для увеличения продаж или привлечения покупателей. 'Классификация' — один из наиболее часто используемых приемов для сбора информации, который находит и категоризирует образы в информации. Добывающие информацию агенты также могут обнаруживать ключевые изменения тенденций развития и предупредить вас о наличии новой информации.
Автономный агент
С.Франклин и А.Грэссер в 1996 году предложили следующее обобщенное определение агента:
Автономный агент – это система, находящаяся внутри окружения и являющаяся его частью, воспринимающая это окружение (его сигналы) и воздействующая на окружение для выполнения собственной программы действий.
Расшифровка этого определения дается перечнем свойств, которыми должен обладать автономный агент:
реактивность;
автономность;
целенаправленность;
непрерывность функционирования;
коммуникативность;
обучаемость (адаптивность);
мобильность;
гибкость;
индивидуальность.
Разные авторы не совсем одинаково трактуют перечисленные свойства. Попытаемся объяснить их подробнее.
Свойство реактивности означает, что агент временами отвечает на изменения в окружении. Агент имеет сенсоры, с помощью которых получает информацию от окружения. Сенсоры могут быть самыми различными. Это могут быть микрофоны, воспринимающие акустические сигналы и преобразующие их в электрические, видеокарты захвата изображений, клавиатура компьютера или общая область памяти, в которую окружение помещает данные и из которой программный агент берет данные для вычислений.
Не все изменения окружения становятся известными (доступными) сенсорам агента. Это вполне естественно. Ведь и человек не воспринимает звуки частотой свыше 30 кГц, радиоволны и т.д. Таким образом, окружение не является полностью наблюдаемым для агента.
Аналогично, агент воздействует на окружение, путем разнообразных исполнительных механизмов, включая общую память. Разумеется, степень воздействия как и степень восприятия является ограниченной. Агент может перевести окружение из некоторого состояния в некоторое другое, но не из любого в любое.
Свойство автономности означает, что агент является самоуправляющимся, сам контролирует свои действия. Программный агент, находящийся на некотором сервере, обладает возможностью "самозапуска". Он не требует от пользователя каких-либо специальных действий по обеспечению его старта (подобно тому, как мы "кликаем" два раза по иконке некоторого файла).
Свойство целенаправленности означает, что у агента имеется определенная цель и его поведение (воздействие на окружение) подчинено этой цели, а не является простым откликом на сигналы из окружения. Иначе говоря, агент является управляющей системой, а не управляемым объектом.
Свойство непрерывности функционирования означает, что агент постоянно находится в состоянии исполнения. Это не значит, что он ежесекундно выдает в окружение какие-то сигналы. Он может прекратить активные действия, "заснуть", до некоторого момента времени или какого-то события. Но в необходимый момент времени он сам возобновляет действия, не требуя какого-то "включения" извне.
Свойство коммуникативности означает, что агент общается с другими агентами (включая людей), используя для этого некоторый язык. Это не обязательно единый язык для всех агентов. Достаточно, чтобы у пары общающихся агентов был общий язык. Язык может быть сложным как, например, естественный язык. Но может быть и примитивным: обмен числами или короткими словами. Если многословные фразы сложного языка несут всю информацию, как правило, в себе, то слова простого языка предполагают "умолчание": обе стороны диалога "знают", о чем идет речь (как в известном анекдоте о занумерованных анекдотах).
Свойство обучаемости означает, что агент может корректировать свое поведение, основываясь на предыдущем опыте. Это не просто накопление в памяти параметров окружения, т.е. использование исторических данных, но сопоставление истории собственных действий с историей их влияние на окружение, и изменение в связи с этим своей программы действий.
Свойство мобильности означает, что агент может транспортировать себя с одной машины на другую. В общем случае можно сказать, что агент меняет свое положение в окружении (не меняя самого окружения).
Свойство гибкости означает, что действия агента не предписаны. Это, конечно, весьма относительное утверждение. Имеется в виду, что программа, заложенная в агента, предполагает выбор из многочисленных вариантов поведения. Такого рода выбор производится если не на каждом шагу, то достаточно часто, и зависит от выполнения или невыполнения различных условий. Выбор не является ни случайным, ни недетерминированным. Гибкость означает, что действия агента не примитивны, не легко предсказуемы.
Свойство индивидуальности означает наличие персональных свойств, данных, возможно, "эмоционального" состояния.
Сам феномен социальных сетей уже достаточно хорошо изучен, тогда как исследований, где социальная сеть выступает в качестве среды, в которой происходит исследование, не проводилось. Для социологических исследований необходимо собрать статистически значимую информацию. Для этого хорошо подойдет сетевой информационный агент. Такого агента нельзя назвать в полной мере интеллектуальным. Его главной задачей будет сбор информации в социальных сетях для последующей ее обработки и дальнейшего социологического исследования. Поэтому можно ввести термин сетевой агент, для обозначения построенной нами модели. Важно, чтобы такой агент предоставлял возможность фильтрации данных по разным признакам, что будет способствовать более качественной первичной обработке данных.
|
