Heterogén módszereket alkalmazó ágens alapú diagnosztikai rendszerek

Átírás

1 BLSZM-11 p. 1/28 Modell alapú diagnosztika diszkrét módszerekkel Heterogén módszereket alkalmazó ágens alapú diagnosztikai rendszerek Werner Ágnes Villamosmérnöki és Információs Rendszerek Tanszék

2 BLSZM-11 p. 2/28 Áttekintés Ágensek és multi-ágens rendszerek Definíciók Típusaik Környezeteik Kommunikációjuk Alkalmazási területek Ágens fejlesztői környezetek Diagnosztikai esettanulmányok

3 BLSZM-11 p. 3/28 Mi az az ágens? MI programként, eszközként fogható fel (az 1990-es évek elején vált ismerté) Szerelő robot egy gyárban Helyesírás ellenőrző program Ember

4 BLSZM-11 p. 4/28 Általánosan bármi lehet ágens, ami bizonyos fokú önállósággal bír, valamilyen környezet veszi körül és reaktív, vagyis érzékeli környezetét és reagál az abban bekövetkező változásokra. Cél: az ágens jó (helyes) munkát végezzen a környezetére hatva Tisztító robot Sakk-program Mars robot

5 BLSZM-11 p. 5/28 Kiterjesztés A ma leginkább fejlődő ágensek elsődleges típusai közé tartoznak az Internetes ágensek, az elektronikus kereskedelmi ágensek, üzleti alkalmazások ágensei, interfész ágensek, adatbányászati ágensek. Az ágens alkalmazásokat kiszolgáló főbb technológiák a tudásbázisú rendszerek, a gépi tanulás, az elosztott rendszerek, az ágensek közötti kommunikáció nyelvei.

6 Kiterjesztés BLSZM-11 p. 6/28

7 BLSZM-11 p. 7/28 Az ideális ágens Ideális ágens fő tulajdonságai Képes a környezetére hatni cselekvések végrehajtása, mozgás,... Képes a környezetét észlelni szenzorok, radar,... Egyéb lehetséges tulajdonságok Képes a többi ágenssel kommunikálni Jelezni a helyzetét, megosztani a tudását,... Cél(ok) által vezérelt A-ból B-be eljutni, megnyerni a játszmát,... Vannak saját erőforrásai Memória, tudásbázis, robotkar, következtető gép,...

8 BLSZM-11 p. 8/28 Az ideális ágens Környezetéről csak részleges információkkal rendelkezik Például csak a közvetlen környezetét látja Képességek birtokában van és szolgáltatásokat tud nyújtani Képességek (saját maga számára): mozgás, következtetés,... Szolgáltatások (a többi ágens számára): információ-megosztás,... Képes önmagát reprodukálni Például szoftverágens esetében Céljai elérése érdekében cselekszik Mattot ad egy sakkjátszmában, a padlón a koszos részt tisztítja,...

9 BLSZM-11 p. 9/28 Az ideális ágens Nem minden ágens ideális Feladathoz ez nem mindig kell Egy tisztítórobot nem tudja önmagát reprodukálni, nem is szükséges Észlelés + beavatkozás képessége a legfontosabb

10 BLSZM-11 p. 10/28 Gyenge és erős definíció Beágyazottság, Reaktivitás, Autonómia, Helyzetfüggőség. Erős definíció Az erős definíciónak megfelelő ágensek rendelkeznek a gyenge definíció tulajdonságaival. Ezen felül racionálisak, valamint formálisan és implementált módon is használják azokat az alább értelmezett fogalmakat, amelyeket emberre is alkalmazunk (tanulás, alkalmazkodó képesség, személyiség, érzelem stb.)

11 BLSZM-11 p. 11/28 Multi-ágens rendszerek Multi-ágens rendszer részei: Egy környezet (E) (gyakorlatilag egy kiterjedéssel rendelkező tér). Objektumok (O) halmaza, amik ebben a környezetben léteznek. (ideális) ágensek (A) halmaza, A O, az ágensek speciális objektumok. Műveletek (Op) halmaza, az ágensek ezek segítségével érzékelnek és beavatkoznak. Objektumok közötti relációk halmaza, R O O. Környezet sajátosságait leíró szabályok, műveletek

12 BLSZM-11 p. 12/28 Multi-ágens rendszerek Fontos tulajdonságok: Koordináció Kooperáció Kommunikáció Ágensek egymással való kapcsolatteremtésére FIPA-ACL (Foundation for Intelligent Physical Agents = Agent Communication Language) Ágens kommunikációs szabvány Üzenet részei: küldő, címzett(ek), kommunikációs szándék (KÉRÉS, LEKÉRDEZÉS,... ), tartalom, válaszcím, nyelv, kapcsolat azonosító,...

13 BLSZM-11 p. 13/28 Reflexszerű ágensek Csak a belső szabályok vezérlik (feltétel-cselekvés szabályok pl. ha az előző autó fékez, akkor kezdj fékezni) Egyszerűek és gyorsak Működésük észleli a jelenlegi állapotot keres egy ehhez illeszkedő szabályt végrehajtja a szabályhoz illeszkedő cselekvést Példa: Helyesírásellenőrző, adatgyűjtő ágens

14 BLSZM-11 p. 14/28 Belső állapottal rendelkező ágensek Egyetlen észlelésből nem lehet mindig dönteni Reflexszerű ágens, eltárolt belső állapottal rendelkezik A belső állapot az ágens előző észleléseinek következménye összehasonlítási alap mi változot? Kétfajta tudás beépítése: hogyan változik a világ függetlenül az ágenstől az ágens cselekvései hogyan befolyásolják a világot Példa: Autóvezető ágens

15 BLSZM-11 p. 15/28 Célorientált ágensek A környezet állapotának ismerete nem mindig elegendő a cselekvés meghatározásához Van célja, ennek elérése érdekében tervet készít, mielőtt cselekedne (pl. a taxi egy kereszteződésbe ér, merre haladjon tovább?) Egyszerre több céllal is rendelkezhet Az ágens céljait elérő cselekvéssorozat: keresés tervkészítés a jövő figyelembe vétele új cél új viselkedés pl. cél: autónk ne koccanjon más autóval, gondolatmenet: ha az előző autó féklámpái világítanak, akkor le fog lassulni Példa: sakkozó program, alkatrészfelszedő robot, autóvezetés úticéllal

16 Célorientált ágensek BLSZM-11 p. 16/28

17 BLSZM-11 p. 17/28 Hasznosságorientált ágensek Hasznossági függvény: Állapotot (vagy azok sorozatát) valós számmá képez le, így két állapot összehasonlíthatóvá válik Lehet választani a célok között Meghatározható, hogy egy adott céltól milyen messze van az ágens A hasznossági függvényt felhasználva hoz döntéseket, készít tervet Tipikusan akkor, ha több cél van, amik közül választani kell (a célokat hasznosság alapján kiértékeli) Példa: Olajfinomító-vezérlő rendszer, tőzsdei részvényvásárló ágens

18 BLSZM-11 p. 18/28 Hasznosságorientált ágensek Célorientált ágens, hasznossági függvénnyel:

19 BLSZM-11 p. 19/28 Ágens környezetek Hogyan illesszük az ágenst környezetéhez? a környezet észlelésekkel látja el az ágenst az ágens cselekvéseket hajt végre a környezetén Ágenstervezés környezet szempontból: a környezet tulajdonságai osztályozás Ágensek értékelése, összehasonlítása: tesztkörnyezet (program)

20 BLSZM-11 p. 20/28 Ágens környezetek Hozzáférhető/nem hozzáférhető Hozzáférhető: az ágens érzékelő berendezése hozzáférést nyújt környezete teljes állapotához (kényelmes - nem kell nyilvántartson semmit a környezet változásának nyomon követéséhez) Meghatározottság: Determinisztikus/nemdeterminisztikus Determinisztikus: a környezetet előző állapota és az ágens cselekvései egyértelműen meghatározzák ha a környezet hozzáférhető és determinisztikus, akkor az ágens nem kell, hogy bizonytalanságot kezeljen Nemdeterminisztikus: a cselekvések és az előző állapot mellett vannak más faktorok is, amik meghatározzák a környezetet.

21 Eltérő környezetek különböző ágensprogramokat igényelnek. BLSZM-11 p. 21/28 Ágens környezetek Epizódszerű/nem epizódszerű Epizódszerű: A környezet állapotai nincsenek hatással egymásra, az ágensnek nem kell előre gondolkodnia, az ágens tapasztalata epizódokra bontható, és a cselekvések minősége kizárólag az adott epizódtól függ (pl. a sakkversenyben minden játék egy epizód) Statikus/dinamikus Statikus: ha a környezet állandó, miközben az ágens gondolkozik a következő cselekvésén. Dinamikus: ha a környezet folyamatosan változhat. Diszkrét/folytonos környezet Diszkrét (létezik az észlelések és cselekvések elkülönülő világosan definiált halmaza) vagy folytonos állapotokból, elemekből épül fel a környezet (táblajáték, autóvezetés).

22 BLSZM-11 p. 22/28 JADE ágensfejlesztői környezet Tulajdonságai Szabadfelhasználású Java-alapú Ágensek felhasználó/fejlesztő által készített Java objektumok, amiket a JADE-be lehet illeszteni

23 BLSZM-11 p. 23/28 JADE ágensfejlesztői környezet Ágens rendszerek: ágens platformok központi szolgáltatásokkal platformok: kapcsolatban lévő ágenseket tartalmaznak fő platform: mindig aktív, beépített ágensekkel (pl.kommunikációra, felhasználói felület kiszolgálására) standard kommunikáció: ACL üzenetekkel

24 BLSZM-11 p. 24/28 JADE ágensfejlesztői környezet Minden ágens egy Java objektum } } import jade.core.agent; public class HelloWorldAgent extends Agent { protected void setup() { System.out.println("Hello World! My name is" +getaid().getname()); Standard ágensek, alapvető feladatok ellátására AMS (Agent Management System): Ágensek futtatása és felügyelete RMA (Remote Monitoring Agent): Ágensek távfelügyelete DF (Directory Facilitator): Ágensek szolgáltatásainak kezelése

25 JADE ágensfejlesztői környezet BLSZM-11 p. 25/28

26 BLSZM-11 p. 26/28 Ágensek alkalmazásai ( Információs ágensek Internet- és www-ágensek (search.yippy.com) Ágensek az elektronikus kereskedelemben (ebay.de) Interfész ágensek Partnerszerű kapcsolat (modellezés, önállóan ajánlanak fel funkciókat, végeznek el feladatokat... ) Perszonalizáció (felhasználó igényeihez való alkalmazkodás... ) Multi-modalitás (kép, hang, egyéb kommunikáció pl. gesztusok... ) Orr-egér, szem-egér...

27 BLSZM-11 p. 27/28 Ágensek alkalmazásai Asszisztensek Elektronikus levelek kezelése, osztályozása Intelligens határidőnaplók Oktató ágensek Ágens alapú szimulációk Mesterséges élet (Physis, Egri-Nagy Attila) Mesterséges ágensek (számítógépes szimulációk, hardver-eszközök, robotok... ) Raj-intelligencia Kvantum számítógépek (Hugo de Garis, Richard Feynman)

28 BLSZM-11 p. 28/28 Ágensek alkalmazásai Szoftvertechnológiai alkalmazások Nyílt rendszerek építése Mobil ágensek (mobil kód, chipkártyát alkalmazó rendszerek, elektronikus kereskedelem... ) Intelligens épületek (