odkaz

C3. Architektura autonomních systémů
Jakub MÍŠA (2006)
2.
Reaktivní agent. Stavba, charakteristika, příklady.
Agent – definice
Agent je entita zkonstruovaná za účelem kontinuálně a do jisté míry autonomně plnit své cíle
v adekvátním prostředí na základě vnímání prostřednictvím senzorů a prováděním akcí prostřednictvím
aktuátorů. Agent přitom ovlivňuje podmínky v prostředí tak, aby se přibližoval k plnění cílů.
Reaktivní agent – stavba, charakteristika
Jde o nejjednodušší typ agenta. Reaktivní agent je entita vykonávající akce bezprostředně a výlučně na
základě stimulů přijatých z prostředí. Racionalita jeho chování je důsledkem interakce s prostředím.
Nemá moduly pro plánování, reprezentaci ani rozhodování, který cíl z potenciální množiny cílů bude
sledovat. Je přizpůsoben ke vnímání pouze omezené množiny podnětů z prostředí a může vykonávat
akce vymezeného typu. Na základě splnění aktivační podmínky je vykonána určitá operace z předem
definované množiny akcí jako reakce na podnět z prostředí. Reaktivní agent může mít definovány
interní stavy, které ovlivňují výběr akce v daném stavu prostředí.
Reaktivní agent je charakterizován šesticí {P, A, I, vjem, akce, změna_stavu}.
REAKTIVNÍ AGENT
kompetenční modul 2
VÝSTUPY
kompetenční modul 1
VSTUPY
P
... omezená množina vjemů (percepce)
A
... omezená množina akcí
vjem ... E → P
E
... množina stavů prostředí
akce
... P × I → A
I
... (aktuální) vnitřní stav
změna_stavu ... P × I → I
C
... množina cílů (podmnožina I)
...
kompetenční modul n
Paralelnost kompetenčních modulů je předpokladem pro okamžitou odpověď na podněty z prostředí.
Kompetenční modul si lze představit jako produkční systém s podmínkou invokace a důsledkovou
částí, která se vykoná, je-li uvedená podmínka splněna. Ve srovnání se znalostním systémem reaktivní
agent neobsahuje centrální mechanismus výběru pravidla pro vykonání. Všeobecné schéma reaktivního
agenta – viz obr.
Každý kompetenční modul využívá paměť pro uchovávání mezivýsledků. Není vyloučena komunikace
jednotlivých modulů posíláním zpráv. Chování reaktivního agenta je pevně fixováno na splnění
podmínek, které se testují v kompetenčních modulech. S každou potenciální množinou podmínek je
spjata skupina příkazů (nebo také jeden), které se vykonají, jsou-li dané podmínky splněny.
Speciálním případem reaktivního agenta je agent, který nemá svou interní paměť, ale využívá
komunikaci s prostředím a ostatními agenty na uchovávání výsledků vykonání příkazů. Takovým
agentům říkáme reflexní nebo ryze reaktivní agenty. Obsahují funkce pro manipulaci s daty, která jsou
uložena v prostředí. Ostatní agenty k nim mají přístup pomocí jednoduché komunikace posíláním a
přijímáním zpráv. V přírodě se takový způsob komunikace nazývá stimergie.
C3-02
1/2
Požadavky kladené na agenty (zasazení agenta do reálného prostředí) nevylučují možnost existence
takových typů, které obývají prostředí virtuální. Agenty, které jsou tvořeny jenom programem nebo
skupinou programů a jsou vymezeny hardwarovou a operační platformou počítačů a počítačových sítí,
nazýváme softwarové agenty nebo softboty (software robot). Agent nemusí být nositelem robotických
(tělesných) senzorů a aktuátorů k tomu, abychom dosáhli jisté úrovně inteligentního chování. Aktivitu
prostředí softbot ovlivňuje příkazy nebo kódem programu, který je v něm kompilován. Softwarový
agent je softwarový proces (nebo také paralelně běžící skupina procesů). Jeho senzory jsou příkazy
nebo skupiny příkazů, jejichž vykonáním agent zjišťuje hodnoty parametrů svého prostředí (parametry
mohou být obsah adresáře, délka souboru, jména přihlášených uživatelů apod.). Vykonanou akcí může
být volání procedury nebo odeslání zprávy jinému agentu.
Reaktivní softwarový agent je průnikem množiny všech reaktivních a softwarových agentů.
Agenty
Softwarové
agenty
Reaktivní
softwarové
agenty
Reaktivní
agenty
Narozdíl od běžné funkce nebo procedury jsou reaktivní softwarové agenty kompletním programem,
jehož základní konstrukcí je cyklus.Další technickou specifikací je paralelnost procesů, které v něm
probíhají.
Příklady reaktivních agentů
Beruška
Prostředím berušky je rovná plocha stolu. Jediným relevantním stimulem je zachycení okraje desky
stolu, kdy se poloha jednoho z tykadel sníží, čímž se malé kolečko dostane na plochu stolu a způsobí
otočení berušky doprava. Beruška se tak vyhne pádu přes okraj stolu. Toto chování je v jejím
jednoduchém prostředí racionální, i když o tom sama beruška nemá „představu“ a nevyužívá žádné
reprezentace prostředí k jeho dosažení. Racionalita chování berušky je důsledkem přizpůsobení jejích
senzorů a aktuátorů prostředí.
Podnětem z prostředí je tedy dosažení kraje stolu a zjištění této skutečnosti pomocí tykadel (senzorů).
Reakcí na takový podnět je otočení berušky doprava.
Jde tedy o typický příklad ryze reaktivního agenta – okamžitá reakce na předem definovaný podnět,
přičemž není zapotřebí žádné paměti ani tvorby nějaké reprezentace prostředí.
Činnost berušky můžeme zapsat například pomocí takovéto pravidlové reprezentace:
IF pravé_tykadlo klesne THEN otočit berušku doprava
IF levé_tykadlo klesne THEN otočit berušku doprava
přičemž obě pravidla jsou zpracovávána paralelně a agent tak může kdykoliv reagovat na oba
z definovaných podnětů (obě tykadla fungují souběžně).
C3-02
2/2