Пифагор ПРО

«Пифагор» — это многосторонняя агентно-ориентированная модель (ABM), созданная для поддержки роста и совершенствования боевых действий морской пехоты США Лаборатории проекта «Альберт» . Все, что имеет поведение, может быть представлено как агент. Взаимодействие агентов и их поведение может привести к неожиданному или возникающему групповому поведению, что является основной сильной стороной этого типа подхода к моделированию. По мере того как возможности Пифагора росли, его стали применять к широкому спектру тактических, оперативных тем и тем уровня кампании в обычных и нерегулярных войнах.

Возможности

Pythagoras предлагает уникальный набор возможностей в области агентного моделирования:

Включает мягкие правила для выделения уникальных агентов.
Использует желания, чтобы мотивировать агентов двигаться и стрелять.
Включает концепцию принадлежности (устанавливаемую по стороне или значению цвета RGB для дифференциации агентов на членов подразделения, дружественных агентов, нейтральных или врагов).
Позволяет использовать события и действия, изменяющие поведение (называемые триггерами), которые могут быть вызваны в ответ на действия моделирования.
Сохраняет традиционное оружие , датчики и местность.

Пример приложения

Нерегулярную войну Пифагор лучше всего использовать для изучения ситуаций, которые плохо представлены в традиционных, устаревших симуляциях. Ярким примером является самодельное взрывное нападение на автоколонну. На рисунке 1 показана колонна агентов на синих транспортных средствах, движущаяся по дороге в городских условиях. Вдоль дороги заложены три самодельных взрывных устройства, а рядом со зданием - триггерное вещество. Агентам конвоя приказано следовать друг за другом, за исключением ведущего агента во главе колонны, чье поведение заключается в движении по дороге.

На рисунке 2 показана ситуация после того, как два автомобиля проехали за угол здания, через 13 временных шагов после рисунка 1. Поведение триггерного агента заключается в наблюдении за синими транспортными средствами. Увидев две машины, инициатор приказывает СВУ изменить свое поведение с полностью пассивного (ничего не делать) на агрессивное (атаковать!). СВУ взрываются, убивая две машины конвоя, которые становятся прозрачными, и повреждая две другие, которые меняют свой цвет. СВУ не атаковали конвой до тех пор, пока не был получен приказ от инициатора. Этот простой сценарий был построен одним аналитиком примерно за два часа и иллюстрирует простоту использования и применимость Пифагора ко многим боевым и небоевым ситуациям анализа. Этот сценарий использовался для изучения альтернатив защиты конвоев, таких как СВУ.

Фон

Агентное моделирование создает программные объекты, которые способны реагировать на воспринимаемые или фактические ситуации на основе наборов правил принятия решений. Взаимодействия между различными агентами могут создавать автономное и эмерджентное (т. е. незапланированное и непредвиденное) поведение. Пифагор представляет новые возможности моделирования и симуляции, такие как «мягкие» правила принятия решений, динамическое присоединение, триггеры изменения поведения и эффекты несмертельного оружия .

Правила мягкого принятия решений могут создавать поведение агентов, которое становится уникальным в любом классе агентов, которые изначально были определены как идентичные (за исключением случайных переменных, таких как местоположение агента). Мягкие правила принятия решений могут иметь узкий диапазон, что указывает на хорошо дисциплинированную, однородную группу, чьи правила принятия решений схожи или идентичны, или они могут иметь широкий диапазон, что обеспечивает значительные различия между отдельными людьми. Правила мягкого принятия решений могут использоваться со всеми атрибутами агента, а также со стилем и эффективностью руководства, меткостью, желанием участвовать, предпочтениями принадлежности к группе и другими характеристиками агента.

Динамическая принадлежность позволяет агентам переходить на другую сторону в зависимости от событий и действий, которые происходят во время симуляции. Один агент может изменить принадлежность другого агента, используя методы влияния, такие как пропаганда, посредством одноразовых действий, происходящих с агентом, или изменения принадлежности могут просто развиваться в результате нескольких действий.

Триггеры изменения поведения позволяют агентам изменять свое поведение в зависимости от событий или действий. Агенты могут менять поведение с агрессивного на пассивное при изменении их атрибутов или в результате каких-либо действий, предпринятых другом или врагом. Изменения поведения могут быть вызваны отдельными событиями, групповыми событиями или могут быть заказаны лидерами. Нет ограничений на количество вариантов поведения, которые может определить пользователь. Эти альтернативные варианты поведения можно объединить в цепочку для создания сложных деревьев поведения. Нелетальное оружие не только вызывает подавление, оно также может изменить принадлежность или атрибуты агента. Подавление заставляет агента прекратить активность на определенный период времени. Измененные атрибуты или принадлежности могут вызвать срабатывание триггера изменения поведения или могут привести к тому, что другие агенты будут взаимодействовать с измененным агентом по-другому. Pythagoras сохраняет многие устаревшие возможности моделирования. В него входят средства прямой и непрямой наводки, датчики, средства связи и местности. Агенты могут представлять людей, системы вооружения или другие объекты. Могут быть представлены как традиционные боевые, так и новые, небоевые сценарии.

Последние улучшения

Pythagoras постоянно совершенствуется, добавляя новые функции и возможности. Недавно компания добавила общие ресурсы, общие атрибуты, устройства связи и расширила запись различных показателей эффективности для анализа после запуска.

Множественные общие ресурсы: ресурсы можно расходовать, создавать, транспортировать и пополнять, что позволяет использовать Пифагор для изучения проблем логистики и распределения. Могут быть представлены несколько эшелонов поставок. Топливный ресурс может потребоваться для того, чтобы отряд мог двигаться. Уровни ресурсов могут вызвать изменения в поведении.
Несколько общих атрибутов. Атрибуты можно изменять в зависимости от действий/событий и использовать для представления как физических аспектов агента, таких как усталость, так и эмоциональных аспектов, таких как страх или моральный дух. Эти атрибуты можно изменить разными способами. Например, атрибуты могут меняться в зависимости от событий, происходящих с отдельным агентом, таких как потеря лидера, или события, происходящего с группой агентов, например, чрезмерные потери. Оружие, передающее влияние, например рог, может изменить атрибуты агента. Как только атрибуты превысят заданный порог, агент может адаптировать новое поведение, чтобы отразить это изменение. Например, напуганный агент может убежать от врага, если его атрибут, представляющий страх, достигает определенного уровня. Атрибуты также можно использовать в качестве счетчиков для запуска низкочастотных событий и для облегчения сопряжения оружия и цели.
Многоканальные коммуникационные устройства: агенты Пифагора могут передавать информацию через созданную пользователем сеть. Информация не только включает в себя информацию о других агентах, но также может включать изменения атрибутов, которые будут применены к принимающему агенту(ам). Созданные пользователем MOE : пользователи теперь могут писать свои собственные программы для сбора показателей эффективности и добавлять их в библиотеку. Pythagoras автоматически обнаружит добавление меры и создаст интерфейсы между агентами и записывающим программным обеспечением, что позволит пользователю собирать информацию так часто, как это необходимо.
Инструмент визуализации Play Forward: шесть отображаемых характеристик (расположение xy, красный, зеленый, синий цвета и прозрачность) можно сопоставить с любой из этих исходных шести характеристик, десяти новых общих атрибутов, здоровья, трех общих ресурсов или топлива. Эта возможность позволяет пользователю наблюдать за развитием сценария во многих различных измерениях. Эти недавние усовершенствования Пифагора позволили построить более абстрактные сценарии, включающие психологические операции, динамику населения и нерегулярные войны. В этих сценариях сегменты населения влияют друг на друга через изменения своих характеристик, вызванные влиянием на коммуникации. Военные силы усиливают свое влияние посредством таких действий, как гуманитарная помощь и помощь при стихийных бедствиях, влияние которых затем распространяется среди населения.

Приложения

Разнообразный набор приложений, смоделированных с помощью Pythagoras, свидетельствует о его универсальности и полезности. Pythagoras использовался для изучения усовершенствований оборудования ночного видения эшелона отделения в сценарии миротворческих операций. Он использовался для изучения тактики, методов и процедур реагирования на нападение с применением оружия массового поражения на военный объект. Студенты Военно-морской академии использовали его для изучения таких разнообразных исторических сражений, как битва при Иа Дранге (одно из первых сражений армии США во Вьетнаме), битва за Мидуэй и Чанселлорсвилль. На нем отрабатывалась тактика применения авиационных боеприпасов для разминирования мелководных препятствий и мин. В настоящее время он используется для поддержки двух различных исследований (одно, проведенное Нортропом Грумманом, а другое, проведенное студентами Военно-морской аспирантуры) динамики населения в тех регионах мира, где возможно восстание и куда направляются морские пехотинцы для оказания помощи при стихийных бедствиях после землетрясение.

Требования

Pythagoras работает на ПК или любой другой платформе, поддерживающей Java 1.5 и JAXB 2.0. Он особенно подходит для сбора данных — выполнения большого количества повторений параметрических прогонов для выявления областей неожиданного поведения и нелинейных результатов в одновременно развивающейся среде.

История

Его наследие восходит к Project Albert, международному проекту, посвященному исследованию человеческих аспектов войны, таких как нематериальные активы, одновременно развивающиеся цели и нелинейные отношения.

Первоначально Пифагор создавался как метод, с помощью которого существующая модель Архимеда, предоставленная Корпусом морской пехоты США, могла быть улучшена, модифицирована или управляема, чтобы позволить ей запускать большие наборы задач на нескольких платформах и анализировать их с помощью методов сбора данных на платформе Гильгамеш, расположенной в Центр высокопроизводительных вычислений Мауи (MHPCC).

Внешние ссылки