智能主體的認知模型及其理論探討

摘 要:系統(tǒng)地論述了智能主體的基本概念和技術特性，反映了當前智能主體研究的最新理論成果。

關鍵詞:智能主體;Agent

中圖分類號:TP

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)12-0319-01

1 智能主體及其特性

智能主體是一種處于一定環(huán)境下的計算機系統(tǒng)，它能在那種環(huán)境下靈活地、自主地活動。智能主體提供了一種新的計算和問題求解風范，將是下一代復雜的、分布的工程系統(tǒng)的模型。主體提供了一種遠程智能程序設計的方法。多主體系統(tǒng)放松了對集中式、規(guī)劃、順序控制的限制，提供了分散控制、應急和并行處理，并且，多主體系統(tǒng)可以降低軟件或硬件的費用，提供更快速的問題求解。

在實際應用中，可能還要具有自適應性、個性、社會性和實時性等特點。下面給出了智能主體系統(tǒng)的基本特性:

自治性:主體能夠在沒有人或其他Agent干預下完成其大部分功能，控制其內(nèi)部狀態(tài);

社會能力，或稱為可通信性:主體能夠通過某種主體通信語言和其他主體或人交互，以實現(xiàn)其目標;

反應性:主體能感知周圍環(huán)境并對其間的變化產(chǎn)生實時響應，這些動作的執(zhí)行可以基于觸發(fā)規(guī)則和預定義的執(zhí)行計劃;

能動性:主體能夠主動地進行基于自身目標和信念的活動，就是說主體感知周圍環(huán)境變化，并做出基于目標的行為。

其他經(jīng)常討論的主體屬性有可移動性、學習能力、推理能力、規(guī)劃能力、合理性、協(xié)作和協(xié)商的能力等。

2 主體認知模型和理論

由于對主體特性的描述大部分還只停留在自然語言的層次上，且描述很不嚴格，研究人員試圖從理論上用一種形式化的方法描述主體特性，再通過這種形式化的描述發(fā)現(xiàn)一些有用的規(guī)律。具體地說，就是要研究如何用符號表示復雜現(xiàn)實世界中的主體，以及主體如何根據(jù)各種信息對環(huán)境進行推理和決策。這種研究使用邏輯學作為工具，首先需要精確地定義關于主體的各種概念，如知識、信念、愿望、意圖等，以及一些更復雜的和帶有感情色彩的概念，如合作、協(xié)商、談判、好、壞等等，然后對有關推理問題進行研究。

近年來，主體理論學家開發(fā)了許多表示主體特性的形式方法，主要有Bratman提出的BDI理論、Kripke的可能世界語義模型、Moore對于知識與動作的研究、Cohen和Levesque對信念和知道的探討、Konolige的演繹模型等理論和方法。這里只簡單介紹BDI理論、Rao/Georgeff的工作和RAO邏輯。

2.1 Bratman的BDI理論

傳統(tǒng)的人工智能一般是針對具體問題由程序安排主體進行推理、計算的。這種方法不適合于主體在開放、動態(tài)的環(huán)境中保持更強的解決問題的能力。1987年Bratman從哲學上對行為意圖的研究，對人工智能產(chǎn)生了廣泛的影響，被公認為DAI的理論基礎之一。

Bratman認為只有保持信念、愿望和意圖的理性平衡才能有效地解決問題。他認為在開放的世界中，“理性”主體的行為不能直接由信念與愿望以及由兩者組成的規(guī)劃驅(qū)動，在愿望與規(guī)劃之間應有一個基于信念的意圖存在。在開放和分布式的環(huán)境中，一個理性主體的行為是受制于意圖的。主體不會無理由地隨意改變自己的意圖，也不會堅持不合實際的意圖。理性平衡的目的在于使理性主體行為符合環(huán)境的特性。

2.2 Rao和Georgeff的BDI模型

A.Rao和M.Georgeff給出了一個BDI的形式化模型，包括基礎邏輯的定義、信念、愿望和意圖，作為模態(tài)操作符的描述、這些模態(tài)操作符的可能世界語義的定義、BDI操作符之間關系定義的公理等。與大多數(shù)哲學理論相比，Rao和Georgeff把意圖作為一類成員，即作為與信念和愿望具有相同地位的概念。

在該模型中，世界采用時序結(jié)構描述，該結(jié)構是以未來為分支時間、以過去為線性的結(jié)構，稱為時間樹。描述這些結(jié)構的形式語言是計算樹邏輯CTL的改變，有兩種公式:狀態(tài)公式(考慮在特殊的時間點)和路徑公式(考慮時間樹中一段路徑)。

語義定義為3部分:狀態(tài)和路徑公式的語義、事件的語義以及意圖、信念和目標的語義。我們說主體相信某個公式，如果所有信念可達的世界中該公式為真。事件的語義提供了一種定義事件變換時間點到另一點成功或失敗的機制。信念、目標和意圖的定義采用可能世界語義。在每個情景中，存在信念可達、目標可達和意圖可達世界的集合，它們分別用于刻劃主體相信可能、想要到達和已承諾要到達。信念的公理系統(tǒng)基于標準的弱S5(KD45)模態(tài)系統(tǒng)，K和D公理用于目標和意圖。這就是說在蘊含下目標和意圖是封閉的，并且它們必須是一致的。

2.3 RAO邏輯

RAO邏輯是由史忠植研究員等提出的描述多主體系統(tǒng)的邏輯系統(tǒng)。在該框架中，引入了信念算子、時態(tài)算子、宣稱算子以及主體名算子等。該邏輯借鑒了言語動作理論和情景演算的若干思想，最終目標是希望能夠以一種自然的方式，描述多主體系統(tǒng)中關于其主體狀態(tài)的推理過程，這個研究對于提高主體的自治性和主動性具有重要的意義。在RAO中我們提煉出了一種所謂的“換位規(guī)則”，作為對于其主體狀態(tài)推理的最重要規(guī)則。

參考文獻

[1]董明楷.面向智能主體的動態(tài)描述邏輯研究[D].中國科學院研究生院，2003.

[2]藍雯飛，陸際光.智能主體在構件庫系統(tǒng)中的應用研究[J].計算機工程與設計，2007.