Программная модель убеждения-желания-намерения
Программная модель убеждения-желания-намерения ( BDI ) — это программная модель, разработанная для программирования интеллектуальных агентов . На первый взгляд характеризующийся реализацией убеждений , желаний и намерений агента , на самом деле он использует эти концепции для решения конкретной проблемы в программировании агента. По сути, он обеспечивает механизм разделения действий по выбору плана (из библиотеки планов или внешнего приложения-планировщика) от выполнения активных в данный момент планов. Следовательно, агенты BDI могут сбалансировать время, затрачиваемое на обсуждение планов (выбор того, что делать) и выполнение этих планов (выполнение этого). Третье действие, в первую очередь создание планов ( планирование ), выходит за рамки модели и оставлено на усмотрение проектировщика и программиста системы.
Обзор [ править ]
Чтобы добиться такого разделения, программная модель BDI реализует основные аспекты Майкла Брэтмана ( теории практического мышления также называемой «Убеждение-Желание-Намерение» или BDI). Другими словами, он реализует понятия веры, желания и (в частности) намерения в манере, вдохновленной Брэтманом.
Для Брэтмана и желание, и намерение являются про-отношениями (мысленными установками, связанными с действием). Он определяет приверженность как отличительный фактор между желанием и намерением, отмечая, что она приводит к (1) временной устойчивости планов и (2) составлению дальнейших планов на основе тех, которым оно уже привержено. Модель программного обеспечения BDI частично решает эти проблемы. Временная устойчивость в смысле явной ссылки на время не исследуется. Иерархическую природу планов реализовать легче: план состоит из ряда шагов, некоторые из которых могут вызывать другие планы. Иерархическое определение планов само по себе подразумевает своего рода временную устойчивость, поскольку всеобъемлющий план остается в силе, пока выполняются вспомогательные планы.
Важным аспектом модели программного обеспечения BDI (с точки зрения ее исследовательской значимости) является существование логических моделей, с помощью которых можно определять и рассуждать об агентах BDI. Исследования в этой области привели, например, к аксиоматизации некоторых реализаций BDI, а также к формальным логическим описаниям, таким как Ананда Рао и Майкла Джорджефа BDICTL . Последний сочетает в себе многомодальную логику (с модальностями, представляющими убеждения, желания и намерения) с темпоральной логикой CTL* . Совсем недавно Майкл Вулдридж расширил BDICTL, чтобы определить LORA (логику рациональных агентов), включив в нее логику действий. В принципе, LORA позволяет рассуждать не только об отдельных агентах, но и о коммуникации и других взаимодействиях в многоагентной системе .
Модель программного обеспечения BDI тесно связана с интеллектуальными агентами, но сама по себе не обеспечивает все характеристики, связанные с такими агентами. Например, он позволяет агентам иметь личные убеждения, но не принуждает их к этому. Об агентском общении тоже нечего сказать. В конечном счете, модель программного обеспечения BDI — это попытка решить проблему, которая больше связана с планами и планированием (их выбором и выполнением), чем с программированием интеллектуальных агентов. Этот подход недавно был предложен Стивеном Амбрелло и Романом Ямпольским как средство проектирования автономных транспортных средств, отвечающих человеческим ценностям. [1]
Агенты BDI [ править ]
Агент BDI — это особый тип ограниченного рационального программного агента , наделенный определенными ментальными установками , а именно: убеждениями, желаниями и намерениями (BDI).
Архитектура [ править ]
В этом разделе определяются идеализированные архитектурные компоненты системы BDI.
- Убеждения : Убеждения представляют собой информационное состояние агента – его убеждения о мире (включая себя и других агентов). Убеждения также могут включать в себя правила вывода , позволяющие создавать цепочки , ведущие к новым убеждениям. Использование термина «вера», а не «знание» означает, что то, во что верит агент, не обязательно может быть правдой (и фактически может измениться в будущем).
- Набор убеждений : убеждения хранятся в базе данных (иногда называемой базой убеждений или набором убеждений ), хотя это решение реализации .
- Желания : Желания представляют собой мотивационное состояние агента. Они представляют цели или ситуации, которые агент хотел бы достичь или осуществить. Примерами желаний могут быть: найти лучшую цену , пойти на вечеринку или стать богатым .
- Цели : Цель — это желание, которое агент принял для активного преследования. Использование термина «цели» добавляет дополнительное ограничение: набор активных желаний должен быть последовательным. Например, не следует иметь одновременных целей – пойти на вечеринку и остаться дома – хотя и то, и другое может быть желательным.
- Намерения : Намерения представляют собой совещательное состояние агента – то, что агент решил сделать. Намерения – это желания, которым в той или иной степени привержен агент. В реализованных системах это означает, что агент приступил к выполнению плана.
- Планы : Планы — это последовательности действий (рецепты или области знаний), которые агент может выполнить для достижения одного или нескольких своих намерений. Планы могут включать в себя и другие планы: мой план покататься может включать план поиска ключей от машины. Это отражает то, что в модели Брэтмана планы изначально задуманы лишь частично, а детали заполняются по мере их реализации.
- События : это триггеры для реактивной активности агента. Событие может обновить убеждения, инициировать планы или изменить цели. События могут генерироваться извне и приниматься датчиками или интегрированными системами. Кроме того, события могут генерироваться внутри компании для запуска отдельных обновлений или планов действий.
BDI также был расширен за счет компонента обязательств, что привело к созданию архитектуры агента BOID. [2] включать обязательства, нормы и обязательства агентов, действующих в социальной среде.
BDI-интерпретатор [ править ]
В этом разделе определяется идеализированный интерпретатор BDI, который составляет основу линии PRS систем BDI от SRI: [3]
- состояние инициализации
- повторить
- параметры: генератор опций (очередь событий)
- выбранные параметры: намеренно (варианты)
- намерения обновления (выбранные параметры)
- выполнять()
- получить-новые-внешние-события()
- отбросить неудачные отношения()
- падение невозможного отношения()
- конец повтора
Ограничения и критика [ править ]
Модель программного обеспечения BDI является одним из примеров архитектуры рассуждений для одного рационального агента и одной из задач более широкой многоагентной системы . В этом разделе ограничивается круг проблем, связанных с моделью программного обеспечения BDI, подчеркивая известные ограничения архитектуры.
- Обучение . У агентов BDI в архитектуре отсутствуют какие-либо конкретные механизмы, позволяющие учиться на прошлом поведении и адаптироваться к новым ситуациям. [4] [5]
- Три подхода : классические теоретики принятия решений и исследования планирования ставят под сомнение необходимость наличия всех трех подходов, а исследования распределенного ИИ задаются вопросом, достаточны ли эти три подхода. [3]
- Логика . Мультимодальная логика, лежащая в основе BDI (которая не имеет полной аксиоматизации и не поддается эффективному вычислению), не имеет большого значения на практике. [3] [6]
- Множественные агенты : помимо того, что структура явно не поддерживает обучение, она может быть неподходящей для обучения поведению. Далее, модель BDI не описывает в явном виде механизмы взаимодействия с другими агентами и интеграции в мультиагентную систему . [7]
- Явные цели . Большинство реализаций BDI не имеют явного представления целей. [8]
- Lookahead : архитектура не предполагает (по замыслу) каких-либо предварительных обсуждений или перспективного планирования. Это может быть нежелательно, поскольку принятые планы могут использовать ограниченные ресурсы, действия могут быть необратимыми, выполнение задач может занять больше времени, чем перспективное планирование, а действия могут иметь нежелательные побочные эффекты в случае неудачи. [9]
Реализации агента BDI [ править ]
«Чистый» BDI [ править ]
- Система процедурных рассуждений (PRS)
- IRMA (не реализовано, но может рассматриваться как ССБ без повторного рассмотрения)
- УМ-ПРС [10]
- ОпенПРС [11]
- Распределенная многоагентная система рассуждений (dMARS)
- AgentSpeak(L) – см. Джейсона ниже.
- AgentSpeak(RT) [12] [13]
- Агентская система реального времени (ARTS) [14] (ИСКУССТВА) [15]
- ЧАСЫ [16]
- ДЖЕК Интеллектуальные агенты
- JADEX (проект с открытым исходным кодом) [17]
- ДЖЕЙСОН [18]
- ГОРИТЕ
- ИСКРА [19]
- 3АПЛ
- 2АПЛ [20]
- Язык программирования агента GOAL
- CogniTAO (Думай как один) [21] [22]
- Пакет процессов живых систем [23] [24]
- ПРОРОК [25]
- Гвендолен [26] (Часть структуры языков программирования агента проверки модели. [27] [28] )
и гибридные системы Расширения
- ДЖЕК Команды
- CogniTAO (Думай как один) [21] [22]
- Пакет процессов живых систем [23] [24]
- Брамс [29]
- ДжаКаМо [30]
См. также [ править ]
- Выбор действия
- Искусственный интеллект
- Модель убеждения-желания-намерения
- Пересмотр убеждений
- Интеллектуальный агент
- Рассуждение
- Программный агент
Примечания [ править ]
- ^ Амбрелло, Стивен; Ямпольский, Роман В. (15 мая 2021 г.). «Разработка ИИ для объяснимости и проверяемости: ценностно-чувствительный подход к проектированию, позволяющий избежать искусственной глупости в автономных транспортных средствах» . Международный журнал социальной робототехники . 14 (2): 313–322. дои : 10.1007/s12369-021-00790-w . hdl : 2318/1788856 . ISSN 1875-4805 .
- ^ Дж. Броерсен, М. Дастани, Дж. Хулстейн, З. Хуанг, Л. ван дер Торре. Архитектура BOID: конфликты между убеждениями, обязательствами, намерениями и желаниями. Материалы пятой международной конференции по автономным агентам, 2001 г., стр. 9–16. , ACM Нью-Йорк, Нью-Йорк, США
- ^ Перейти обратно: а б с Рао, депутат Георгефф. (1995). «BDI-агенты: от теории к практике» (PDF) . Материалы Первой международной конференции по мультиагентным системам (ICMAS'95) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 июня 2011 г. Проверено 9 июля 2009 г.
- ^ Пхунг, Тоан; Майкл Виникофф; Лин Пэдэм (2005). «Обучение в рамках BDI: эмпирический анализ». Интеллектуальные информационные и инженерные системы, основанные на знаниях . Конспекты лекций по информатике. Том. 3683. стр. 282–288. дои : 10.1007/11553939_41 . ISBN 978-3-540-28896-1 .
- ^ Герра-Эрнандес, Алехандро; Амаль Эль-Фаллах-Сегрушни; Генри Солдано (2004). «Обучение в многоагентных системах BDI». Вычислительная логика в многоагентных системах . Конспекты лекций по информатике. Том. 3259. стр. 218–233. дои : 10.1007/978-3-540-30200-1_12 . ISBN 978-3-540-24010-5 .
- ^ Рао, депутат Георгефф. (1995). «Формальные модели и процедуры принятия решений для многоагентных систем». Техническое примечание, AAII . CiteSeerX 10.1.1.52.7924 .
- ^ Джорджефф, Майкл; Барни Пелл; Марта Э. Поллак ; Милинд Тамбе; Майкл Вулдридж (1999). «Модель действия убеждения-желания-намерения». Интеллектуальные агенты V: теории, архитектуры и языки агентов . Конспекты лекций по информатике. Том. 1555. стр. 1–10. дои : 10.1007/3-540-49057-4_1 . ISBN 978-3-540-65713-2 .
- ^ Покар, Александр; Ларс Браубах; Винфрид Ламерсдорф (2005). «Jadex: машина рассуждения BDI». Мультиагентное программирование . Мультиагентные системы, искусственные общества и моделируемые организации. Том. 15. С. 149–174. дои : 10.1007/0-387-26350-0_6 . ISBN 978-0-387-24568-3 .
- ^ Сардина, Себастьян; Лавиндра де Силва; Лин Пэдэм (2006). «Иерархическое планирование в языках программирования агентов BDI: формальный подход» . Материалы пятой международной совместной конференции по автономным агентам и мультиагентным системам .
- ^ УМ-ПРС
- ^ «ОпенПРС» . Архивировано из оригинала 21 октября 2014 г. Проверено 23 октября 2014 г.
- ^ AgentSpeak (RT). Архивировано 26 марта 2012 г. на Wayback Machine.
- ^ Вихорев К., Алечина Н. и Логан Б. (2011). «Программирование агентов с приоритетами и сроками». Архивировано 26 марта 2012 года в Wayback Machine . В материалах Десятой Международной конференции по автономным агентам и мультиагентным системам (AAMAS, 2011). Тайбэй, Тайвань. Май 2011 г., стр. 397-404.
- ^ Система реального времени агента. Архивировано 27 сентября 2011 г. на Wayback Machine.
- ^ Вихорев К., Алечина Н. и Логан Б. (2009). «Архитектура агента реального времени ARTS». Архивировано 26 марта 2012 года в Wayback Machine . В материалах второго семинара по языкам, методологиям и инструментам разработки многоагентных систем (LADS2009). Турин, Италия. Сентябрь 2009 г. Материалы семинара CEUR, том 494.
- ^ ЧАСЫ
- ^ ДЖАДЕКС
- ^ «Джейсон | интерпретатор на основе Java для расширенной версии AgentSpeak» .
- ^ СПАРК
- ^ 2АПЛ
- ^ Перейти обратно: а б CogniTAO (Думай как один)
- ^ Перейти обратно: а б TAO: Система высокого уровня управления на основе JAUS для одного и нескольких роботов Ю. Эльмалиах, CogniTeam, (2008) «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 7 января 2009 г. Проверено 3 ноября 2008 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Пакет процессов живых систем
- ^ Перейти обратно: а б Римасса Г., Гринвуд Д. и Кернланд Мэн (2006). Пакет технологий живых систем: автономное промежуточное программное обеспечение для автономных вычислений. Архивировано 16 мая 2008 г. в Wayback Machine . Международная конференция по автономным и автономным системам (ICAS).
- ^ Фичера, Лорис; Марлетта, Даниэле; Никосия, Винченцо; Санторо, Коррадо (2011). «Разработка гибкой стратегии робота с использованием модели убеждений-желаний-намерений». В Обдржалеке, Давид; Готчебер, Ахим (ред.). Исследования и образование в области робототехники - EUROBOT 2010 . Коммуникации в компьютерной и информатике. Том. 156. Берлин, Гейдельберг: Шпрингер. стр. 57–71. дои : 10.1007/978-3-642-27272-1_5 . ISBN 978-3-642-27272-1 .
- ^ Семантика Гвендолен: 2017
- ^ Языки программирования агента проверки модели
- ^ MCAPL (Зенодо)
- ^ Брамс
- ^ "Дом" . jacamo.sourceforge.net .
Ссылки [ править ]
- А.С. Рао и депутат Георгефф. Моделирование агентов Rational в рамках BDI-архитектуры . В материалах 2-й Международной конференции по принципам представления и рассуждения знаний, страницы 473–484, 1991.
- А.С. Рао и депутат Георгефф. BDI-агенты: от теории к практике. Архивировано 4 июня 2011 г. в Wayback Machine , в материалах Первой международной конференции по мультиагентным системам (ICMAS'95), Сан-Франциско, 1995.
- Брэтман, Мэн (1999) [1987]. Намерение, планы и практический разум . Публикации CSLI . ISBN 1-57586-192-5 .
- Вулдридж, М. (2000). Рассуждения о рациональных агентах . Массачусетский технологический институт Пресс . ISBN 0-262-23213-8 . Архивировано из оригинала 30 июля 2010 г. Проверено 15 июня 2006 г.
- К. С. Вихорев, Н. Алечина и Б. Логан. Архитектура агента реального времени ARTS . В материалах второго семинара по языкам, методологиям и инструментам разработки многоагентных систем (LADS2009). Материалы семинара CEUR, том 494, Турин, Италия, 2009 г.