Программная модель убеждения, желания и намерения - Belief–desire–intention software model

В программная модель убеждения-желания-намерения (BDI) - программная модель, разработанная для программирования интеллектуальные агенты. Внешне характеризуется реализацией агентского верования, желания и намерения, он фактически использует эти концепции для решения конкретной проблемы в программировании агентов. По сути, он обеспечивает механизм для разделения действий по выбору плана (из библиотеки планов или внешнего приложения-планировщика) от выполнения текущих активных планов. Следовательно, агенты BDI могут сбалансировать время, затрачиваемое на обдумывание планов (выбор того, что делать) и выполнение этих планов (выполнение). Третье действие, в первую очередь создание планов (планирование), выходит за рамки модели и предоставляется разработчику системы и программисту.

Обзор

Для достижения этого разделения программная модель BDI реализует основные аспекты Майкл Братман с теория человеческого практического мышления (также называемый убеждением-желанием-намерением или BDI). Другими словами, он реализует понятия веры, желания и (в частности) намерения способом, вдохновленным Братманом. Для Братмана и вера, и желание являются про-отношением (ментальные отношения, связанные с действием), но намерение выделяется как про-отношение, контролирующее поведение. Он определяет обязательство как разграничивающий фактор между желанием и намерением, отмечая, что оно приводит к (1) временному постоянству в планах и (2) дальнейшим планам, составляемым на основе тех, которым оно уже привержено. Программная модель BDI частично решает эти проблемы. Временная устойчивость в смысле явной ссылки на время не исследуется. Иерархический характер планов легче реализовать: план состоит из ряда шагов, некоторые из которых могут вызывать другие планы. Само иерархическое определение планов подразумевает своего рода временную устойчивость, так как общий план остается в силе, пока выполняются вспомогательные планы.

Важным аспектом модели программного обеспечения BDI (с точки зрения ее исследовательской актуальности) является наличие логических моделей, с помощью которых можно определять и рассуждать об агентах BDI. Исследования в этой области привели, например, к аксиоматизация некоторых реализаций BDI, а также формально-логический такие описания, как Ананд Рао и Майкл Джорджфф BDICTL. Последний сочетает в себе многомодальная логика (с модальностями, представляющими убеждения, желания и намерения) с темпоральная логика CTL *. Совсем недавно Майкл Вулдридж расширил BDICTL, чтобы определить LORA (логику рациональных агентов), включив логику действий. В принципе, LORA позволяет рассуждать не только об отдельных агентах, но также о коммуникации и других взаимодействиях в многоагентная система.

Программная модель BDI тесно связана с интеллектуальными агентами, но сама по себе не обеспечивает всех характеристик, связанных с такими агентами. Например, это позволяет агентам иметь личные убеждения, но не заставляет их быть личными. Здесь также ничего не говорится об агентской коммуникации. В конечном итоге программная модель BDI - это попытка решить проблему, которая больше связана с планами и планированием (их выбором и исполнением), чем с программированием интеллектуальных агентов.

Агенты BDI

Агент BDI - это особый тип ограниченный рациональный программный агент, проникнутые особым умственные установки, а именно: верования, желания и намерения (BDI).

Архитектура

В этом разделе определяются идеализированные архитектурные компоненты системы BDI.

  • Верования: Убеждения представляют информационное состояние агента, другими словами его убеждения о мире (включая себя и других агентов). Убеждения также могут включать правила вывода, позволяя прямая цепочка привести к новым убеждениям. Используя термин вера скорее, чем знание признает, что то, во что верит агент, не обязательно может быть правдой (и на самом деле может измениться в будущем).
    • Убеждения: Убеждения хранятся в база данных (иногда называемый база убеждений или набор убеждений), хотя это выполнение решение.
  • Желания: Желания представляют собой мотивационное состояние агента. Они представляют цели или ситуации, которые агент хотел бы выполнить или осуществить. Примеры желаний могут быть: найти лучшую цену, идти на вечеринку или же стать богатым.
    • Цели: Цель - это желание, которое агент принял для активного преследования. Использование термина цели добавляет дополнительное ограничение, согласно которому набор активных желаний должен быть согласован. Например, у человека не должно быть одновременных целей: пойти на вечеринку и остаться дома - даже если обе эти цели могут быть желательными.
  • Намерения: Намерения представляют собой совещательное состояние агента - то, что агент была выбрана сделать. Намерения - это желания, которым агент в определенной степени привержен. В реализованных системах это означает, что агент начал выполнение плана.
    • Планы: Планы - это последовательность действий (рецепты или области знаний), которые агент может выполнить для достижения одного или нескольких своих намерений. В планы могут входить и другие планы: мой план катания может включать в себя план по поиску ключей от машины. Это отражает то, что в модели Братмана планы изначально разрабатываются лишь частично, а детали заполняются по мере их выполнения.
  • События: Это триггеры для реактивной активности агента. Событие может обновить убеждения, вызвать планы или изменить цели. События могут генерироваться извне и приниматься датчиками или интегрированными системами. Кроме того, события могут генерироваться внутри для запуска отдельных обновлений или планов действий.

BDI также был расширен компонентом обязательств, что привело к созданию архитектуры агента BOID.[1] включить обязательства, нормы и обязательства агентов, действующих в социальной среде.

Интерпретатор BDI

В этом разделе определяется идеализированный интерпретатор BDI, который обеспечивает основу для SRI. ССН происхождение систем BDI:[2]

  1. состояние инициализации
  2. повторение
    1. опции: option-generator (очередь событий)
    2. selected-options: преднамеренное (варианты)
    3. обновления-намерения (выбранные-варианты)
    4. выполнять()
    5. получить новые внешние события ()
    6. падение неудачных отношений ()
    7. отказаться от невозможного отношения ()
  3. конец повторения

Ограничения и критика

Программная модель BDI - это один из примеров архитектуры рассуждений для единственного рационального агента и одна проблема в более широком смысле. многоагентная система. Этот раздел ограничивает круг проблем для модели программного обеспечения BDI, выделяя известные ограничения архитектуры.

  • Учусь: Агентам BDI не хватает каких-либо конкретных механизмов в архитектуре, чтобы учиться на прошлом поведении и адаптироваться к новым ситуациям.[3][4]
  • Три позиции: Классический теоретики принятия решений и планирование исследования ставит под сомнение необходимость иметь все три позиции, распределенный ИИ исследование ставит вопрос о том, достаточно ли трех позиций.[2]
  • Логика: Мультимодальные логики, лежащие в основе BDI (не имеющие полной аксиоматизации и не вычислимые эффективно), не имеют большого значения на практике.[2][5]
  • Несколько агентов: В дополнение к явному отсутствию поддержки обучения, структура может не соответствовать учебному поведению. Кроме того, модель BDI явно не описывает механизмы взаимодействия с другими агентами и интеграции в многоагентная система.[6]
  • Явные цели: Большинство реализаций BDI не имеют явного представления целей.[7]
  • Смотреть вперед: В архитектуре нет (по замыслу) каких-либо предварительных обсуждений или перспективного планирования. Это может быть нежелательно, потому что принятые планы могут использовать ограниченные ресурсы, действия могут быть необратимыми, выполнение задачи может занять больше времени, чем перспективное планирование, а действия могут иметь нежелательные побочные эффекты в случае неудачи.[8]

Реализации агента BDI

"Чистый" BDI

Расширения и гибридные системы

Смотрите также

Примечания

  1. ^ J. Broersen, M. Dastani, J. Hulstijn, Z. Huang, L. van der Torre Архитектура BOID: конфликты между убеждениями, обязательствами, намерениями и желаниями Труды пятой международной конференции по автономным агентам, страницы 9-16, ACM New York, NY, USA
  2. ^ а б c Рао, М. П. Джорджфф. (1995). «BDI-агенты: от теории к практике» (PDF). Труды Первой Международной конференции по многоагентным системам (ICMAS'95).
  3. ^ Фунг, Тоан; Майкл Виникофф; Лин Пэдхэм (2005). «Обучение в рамках BDI: эмпирический анализ». Интеллектуальные информационные и инженерные системы, основанные на знаниях. Дои:10.1007/11553939_41.
  4. ^ Герра-Эрнандес, Алехандро; Амаль Эль Фаллах-Сегрушни; Генри Солдано (2004). «Обучение в многоагентных системах BDI». Вычислительная логика в многоагентных системах. Дои:10.1007/978-3-540-30200-1_12.
  5. ^ Рао, М. П. Джорджфф. (1995). «Формальные модели и процедуры принятия решений для многоагентных систем». Техническое примечание, AAII. CiteSeerX  10.1.1.52.7924.
  6. ^ Джорджфф, Майкл; Барни Пелл; Марта Э. Поллак; Milind Tambe; Майкл Вулдридж (1999). "Модель действия убеждения-желания-намерения". Интеллектуальные агенты V: теории, архитектуры и языки агентов. Дои:10.1007/3-540-49057-4_1.
  7. ^ Покахр, Александр; Ларс Браубах; Винфрид Ламерсдорф (2005). "Jadex: механизм рассуждений BDI". Мультиагентное программирование. Дои:10.1007/0-387-26350-0_6.
  8. ^ Сардина, Себастьян; Лавиндра де Сильва; Лин Пэдхэм (2006). «Иерархическое планирование в языках программирования агентов BDI: формальный подход». Труды пятой международной совместной конференции по автономным агентам и мультиагентным системам.
  9. ^ УМ-ПРС
  10. ^ «OpenPRS». Архивировано из оригинал 2014-10-21. Получено 2014-10-23.
  11. ^ AgentSpeak (RT) В архиве 2012-03-26 в Wayback Machine
  12. ^ Вихорев, К., Алехина, Н., Логан, Б. (2011). «Агентское программирование с приоритетами и сроками» В архиве 26 марта 2012 г. Wayback Machine. В материалах Десятой Международной конференции по автономным агентам и многоагентным системам (AAMAS 2011). Тайбэй, Тайвань. Май 2011. С. 397-404.
  13. ^ Система реального времени агента В архиве 2011-09-27 на Wayback Machine
  14. ^ Вихорев, К., Алехина, Н., Логан, Б. (2009). «Архитектура агента реального времени ARTS» В архиве 26 марта 2012 г. Wayback Machine. В материалах второго семинара по языкам, методологиям и инструментам разработки для многоагентных систем (LADS2009). Турин, Италия. Сентябрь 2009 г. Труды семинара CEUR Vol-494.
  15. ^ ВАРЕНЬЕ
  16. ^ JADEX
  17. ^ ИСКРА
  18. ^ 2APL
  19. ^ а б CogniTAO (Думай как один)
  20. ^ а б TAO: система управления высокого уровня на основе JAUS для одного и нескольких роботов Ю. Элмалиах, CogniTeam, (2008) «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2009-01-07. Получено 2008-11-03.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  21. ^ а б Пакет процессов для живых систем
  22. ^ а б Римасса, Г., Гринвуд, Д. и Кернланд, М. Э. (2006). The Living Systems Technology Suite: автономное промежуточное ПО для автономных вычислений В архиве 16 мая 2008 г. Wayback Machine. Международная конференция по автономным и автономным системам (ICAS).
  23. ^ Фичера, Лорис; Марлетта, Даниэле; Никосия, Винченцо; Санторо, Коррадо (2011). Обдржалек, Давид; Готтшебер, Ахим (ред.). «Гибкий дизайн стратегии роботов с использованием модели убеждения-желания-намерения». Исследования и образование в области робототехники - EUROBOT 2010. Коммуникации в компьютерных и информационных науках. Берлин, Гейдельберг: Springer. 156: 57–71. Дои:10.1007/978-3-642-27272-1_5. ISBN  978-3-642-27272-1.
  24. ^ Брамс
  25. ^ Галицкий, Борис (2013). «Исчерпывающее моделирование последовательных психических состояний агентов-людей». Системы, основанные на знаниях. 43: 1–20. Дои:10.1016 / j.knosys.2012.11.001.
  26. ^ Галицкий, Борис (2012). «Исчерпывающее моделирование последовательных психических состояний агентов-людей». Системы, основанные на знаниях. 43: 1–20. Дои:10.1016 / j.knosys.2012.11.001.

Рекомендации