Intelligens Ágensek Evolúciója (Evolution of Intelligent Agents) Készítette: Kovács Dániel László Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem V il l

Átírás

1 DIPLOMATERV K o v á c s D á n i e l L á s z l ó

2 Intelligens Ágensek Evolúciója (Evolution of Intelligent Agents) Készítette: Kovács Dániel László Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem V il l amosmér nö ki és I nf or matikai kar Műszaki I nf or matika szak V. év f ol yam Ko n zu l en s: Dr. Dob r ow ieck i T a d eu sz Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Mér éstec h nika és I nf or mác ió s R endszer ek T anszék B u d a p e s t. 2

3 D i p l o m a t e r v f e l a d a t k i í r á s A s z á m í t á s t e c h n i k a f o l y a m a t o s t é r h ó d í t á s á v a l f e l m e r ü l a z i g é n y o l y a n i n t e l l i g e n s e s z k ö z ö k i r á n t, m e l y e k k é p e s e k m e g k ö n n y í t e n i a m i n d e n n a p j a i n k s o r á n f e l m e r ü l ő p r o b l é m á k a z o n r é s z é t, a h o l a z e m b e r s z e r e p e l e g a l á b b r é s z i n t k i v á l t h a t ó. A z i l y e n t í p u s ú e s z k ö z ö k n e k r e n d e l k e z n i e k e l l e g y f a j t a a d a p t í v -f e l a d a t m e g o l d ó k é s z s é g g e l, a m i b e n k ö z p o n t i s z e r e p e t j á t s z i k a t e r v k é s z í t é s. M á i g s e m m e g o l d o t t f e l a d a t a z o p t i m á l i s t e r v e l k é s z í t é s é n e k a p r i o r i i s m e r e t e k n é l k ü l t ö r t é n ő a u t o m a t i z á l á s a. A d i p l o m a t e r v m u n k a c é l j a o l y a n r e n d s z e r e l v é n e k k i d o l g o z á s a, i l l e t v e a z e l v e t s z e m l é l t e t ő o l y a n s z o f t v e r i m p l e m e n t á l á s a, a m e l y a l k a l m a s a z o p t i m á l i s t e r v k é s z í t é s f o l y a m a t á n a k a u t o m a t i z á l á s á r a ú g y, h o g y a t e r v k é s z í t é s m ó d s z e r e i ( s é m á i ) a p r i o r i n e m a d o t t a k, a z a z a r e n d s z e r m a g a t a l á l j a m e g ő k e t. A d i p l o m a t e r v s o r á n m e g o l d a n d ó f e l a d a t o k : F e l a d a t i n f o r m á l i s m e g f o g a l m a z á s a, m a j d a d o t t t é m a t e r ü l e t r e v a l ó l e s z ű k í t é s e. K o n k r é t t é m a k ö r i r o d a l m a z á s a. A t é m a k ö r ö n b e l ü l i ú j a b b k u t a t á s i e r e d m é n y e k m e g i s m e r é s e. F o r m á l i s p r o b l é m a f e l v e t é s. M e g o l d á s i j a v a s l a t m e g f o g a l m a z á s a. A m e g o l d á s e l v i m e g a l a p o z á s a. J a v a s o l t m e g o l d á s e m p i r i k u s v i z s g á l a t i l e h e t ő s é g e i n e k m e g t e r e m t é s e. A l e h e t ő s é g e k v i z s g á l a t a. E m p i r i k u s v i z s g á l a t o k r a a l k a l m a s t e s z t -k ö r n y e z e t s p e c i f i k á c i ó j a é s i m p l e m e n t á c i ó j a. T a p a s z t a l a t o k ö s s z e f o g l a l á s a é s é r t e l m e z é s e. T e s z t e k é r t é k e l é s e. T o v á b b i k u t a t á s i l e h e t ő s é g e k v i z s g á l a t a. 3

4 Nyilatkozat A l u l í r o t t, Kovács Dániel László, a B u d a p e s t i M ű s z a k i é s G a z d a s á g t u d o m á n y i E g y e t e m h a l l g a t ó j a k i j e l e n t e m, h o g y e z t a d i p l o m a t e r v e t m e g n e m e n g e d e t t s e g í t s é g n é l k ü l, s a j á t m a g a m k é s z í t e t t e m, é s a d i p l o m a t e r v b e n c s a k a m e g a d o t t f o r r á s o k a t h a s z n á l t a m f e l. M i n d e n o l y a n r é s z t, m e l y e t s z ó s z e r i n t, v a g y a z o n o s é r t e l e m b e n, d e á t f o g a l m a z v a, m á s f o r r á s b ó l á t v e t t e m, e g y é r t e l m ű e n, a f o r r á s m e g a d á s á v a l m e g j e l ö l t e m Kovács Dániel László 4

5 Abstract E v o lu t i o n o f i n t e lli g e n t a g e n t s, a n e w a p p r o a c h t o a u t o m a t i c p la n n i n g, i s p r e s e n t e d a s a n e w t e c h n i q u e f o r e v o lv i n g s y s t e m s c a p a b le o f g e n e r a t i n g o p t i m a l p la n s w i t h o u t a n y p r i o r k n o w le d g e o f t h e e n v i r o n m e n t, o r a n y m e t h o d ( i. e. s c h e m a t a ) c o n c e r n i n g p la n d e s i g n. T h e f i r s t h a lf o f t h e p a p e r g i v e s a d e t a i le d o v e r v i e w o f t h e t h e o r i e s li n k e d t o t h i s s u b j e c t, n a m e ly : a g e n t s, p la n n i n g a n d e v o lu t i o n a l c o m p u t a t i o n. T h e s e c o n d h a lf d i s c u s s e s t h e n e w i d e a p r e s e n t e d. A g e n t s a r e t r e a t e d f r o m t w o p o i n t s o f v i e w : t h e f i r s t g i v e s a n a b s t r a c t d e f i n i t i o n o f a g e n t a r c h i t e c t u r e s b y t r y i n g t o f a m i li a r i z e t h e i r f u n d a m e n t a l i d e a s, a n d b y c o n s i d e r i n g t h e i r p u r p o s e a n d d e s i g n a t i o n. T h e s e c o n d c o n s i d e r s a p o s s i b le c o n c r e t i z a t i o n o f t h e a r c h i t e c t u r e s s h o w n i n t h e p r e v i o u s s e c t i o n. A b s t r a c t a r c h i t e c t u r e s, s u c h a s r e f le x i v e a g e n t s, a g e n t s w i t h a n i n t e r n a l s t a t e, g o a l- a n d u t i li t y b a s e d a g e n t s a r e p r e s e n t e d. C o n c r e t e a r c h i t e c t u r e s, s u c h a s lo g i c b a s e d, r e a c t i v e, b e li e f - d e s i r e -i n t e n t i o n a n d la y e r e d a r c h i t e c t u r e s a r e o u t li n e d. T h i s i s f o llo w e d b y a c o m p r e h e n s i v e d i s c u s s i o n o f p la n n i n g. A f t e r i n t r o d u c i n g t h e m a i n c o n c e p t s, i. e. t h e n o t i o n o f p la n a n d p la n n i n g, p r o b le m s a n d s o lu t i o n s, t h e p a p e r g i v e s a d e t a i le d d e s c r i p t i o n o f t h e m o s t p o p u la r p la n n i n g m e t h o d s. P a r t i a l o r d e r p la n n i n g, h i e r a r c h i c a l t a s k n e t w o r k d e c o m p o s i t i o n a n d c o n d i t i o n a l p la n n i n g i s d i s c u s s e d. C o n s e q u e n t ly t h e i n t e g r a t i o n o f t h e s e m e t h o d s w i t h a g e n t s f o llo w s. P la n n i n g a g e n t s, s u c h a s s i m p le, c o n d i t i o n a l, r e p la n n i n g a n d s i t u a t e d p la n n i n g a g e n t s a r e n e x t p r e s e n t e d. T h e p a p e r t h e n p r o c e e d s w i t h a s h o r t s u m m a r y o f e v o lu t i o n a l c o m p u t a t i o n b a s e d o n g e n e t i c a lg o r i t h m s. T h e c la s s i c a l p r i n c i p le i s s h o w n t o b e e x t e n d e d b y t h e la t e s t d e v e lo p m e n t s i n t h e f i e ld, s u c h a s g e n e t i c p r o g r a m m i n g a n d g e n e e x p r e s s i o n p r o g r a m m i n g. T h i s i s f o llo w e d b y a n a c c u r a t e a n a ly s i s o f t h e p r o b le m s t a t e d i n t h e m a s t e r s t h e s i s, i. e. g e n e r a lly o p t i m a l p la n n i n g. R e s u lt s a r e s h o w n c o n c e r n i n g t h e c o m p le x i t y o f t h e p r o b le m. T h e f i r s t h a lf o f t h e p a p e r t h e n c o n c lu d e s w i t h a s u m m a r y o f t h e h i t h e r t o u s e d p la n n i n g m e t h o d s a n d t h e i r r e s p e c t i v e p r o p e r t i e s. T h e s e c o n d h a lf o f t h e p a p e r d e s c r i b e s t h e s o lu t i o n p r o p o s e d t o t h e p r o b le m m e n t i o n e d, s t a r t i n g w i t h b y s e t t i n g f o r t h t h e i d e a o f i t, i. e. a m u lt i -la y e r e d s y s t e m -a r c h i t e c t u r e. T h i s s y s t e m i s t h e n v i e w e d a s a n e v o lu t i o n a r y e n v i r o n m e n t o f s o m e s p e c i a lly s i t u a t e d p la n n i n g a g e n t s. T h e c o n c e p t e x t e n d s t h e c la s s i c a l m o d e l o f s y s t e m -e n v i r o n m e n t i n t e r a c t i o n i n a w a y b y m a k i n g i t m o r e n a t u r a l. T h e p a p e r t h e n p r o c e e d s w i t h a d e t a i le d e la b o r a t i o n o f t h e i d e a, f i r s t c o n v e r t i n g i t t o a n a b s t r a c t a g e n t -a r c h i t e c t u r e, t h e n t o a r e a li z a b le, c o n c r e t e a r c h i t e c t u r e. L a t e r o n i s s u e s o f i m p le m e n t i n g t h e s y s t e m a r e d i s c u s s e d i n d e t a i l w i t h t h e h e lp o f s o m e v e r y u s e f u l h i n t s g a t h e r e d f r o m t h e e x a m i n a t i o n o f a p o s s i b le ( c u r r e n t ly P r o lo g -b a s e d ) i m p le m e n t a t i o n. A n a ly z i n g t h e d i f f i c u lt i e s a n d p o s s i b i li t i e s o f t e s t i n g t h e s y s t e m f o llo w s t h i s. A f t e r f i n d i n g a c o m p r o m i s e f o r r e a li z i n g a t h o r o u g h s y s t e m m e a s u r e m e n t, a d e t a i le d d e s c r i p t i o n o f t h e t e s t i n g p r o c e s s i s d e v i s e d : t h e p o w e r o f t h e n e w a p p r o a c h i s d e m o n s t r a t e d b y t e s t i n g i t o n s e v e r a l m i c r o -w o r ld p r o b le m s, b y c o m p a r i n g i t t o o t h e r p la n n i n g m e t h o d s, a n d f i n a lly, b y m e a s u r i n g i t s p e r f o r m a n c e a g a i n s t h u m a n o p p o n e n t s. T e s t r e s u lt s a r e t h e n e v a lu a t e d, a n d c o n c lu s i o n s a r e d r a w n c o n c e r n i n g t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e c o n c e p t. 5

6 Tartalmi kivonat A z I n t e l l i g e n s Á g e n s e k E v o l ú c i ó j a a z a u t o m a t i z á l t t e r v k é s z í t é s e g y o l y a n ú j m e g k ö z e l í t é s e, m e l y l e h e t ő v é t e s z i o l y a n r e n d s z e r e k l é t r e h o z á s á t, m e l y e k m á r a k ö r n y e z e t, v a g y a c s e l e k v é s e k m o d e l l j e i n e k ( s é m á i n a k ) e l ő z e t e s i s m e r e t e n é l k ü l i s k é p e s e k a z o p t i m á l i s t e r v t e t s z ő l e g e s k ö r n y e z e t b e n t ö r t é n ő e l ő á l l í t á s á r a. M í g a d o l g o z a t e l s ő f e l e a z e l k é p z e l é s s e l k a p c s o l a t o s f ő b b a l a p f o g a l m a k a t v e z e t i b e, n e v e z e t e s e n : a z á g e n s e k, a t e r v k é s z í t é s é s a z e v o l ú c i ó s s z á m í t á s i m o d e l l e k f o g a l m á t, a d d i g a m á s o d i k f e l e m á r m a g á v a l a z e l k é p z e l é s s e l f o g l a l k o z i k. A z á g e n s e k e t k é t s z e m p o n t b ó l v i z s g á l j u k : e g y r é s z t a z a b s z t r a k t á g e n s -a r c h i t e k t ú r á k, m á s r é s z t a k o n k r é t á g e n s -a r c h i t e k t ú r á k s z e m s z ö g é b ő l. A z a b s z t r a k t á g e n s e k k ö z ü l a r e f l e x í v, a b e n s ő á l l a p o t t a l r e n d e l k e z ő, a c é l - é s a h a s z o n -o r i e n t á l t a r c h i t e k t ú r á k a t k ü l ö n b ö z t e t j ü k m e g, m í g a k o n k r é t á g e n s e k k ö z ü l a l o g i k a i -a l a p ú, a r e a k t í v, a h i e d e l e m -v á g y -s z á n d é k a l a p ú é s a r é t e g e l t a r c h i t e k t ú r á k e l v e k e r ü l b e m u t a t á s r a. E z t k ö v e t i a t e r v k é s z í t é s r é s z l e t e s e l e m z é s e, a m e l y a z a l a p f o g a l m a k ( t e r v, t e r v e z é s, p r o b l é m a, m e g o l d á s, s t b. ) b e v e z e t é s é n t ú l a l e g e l t e r j e d t e b b t e r v k é s z í t é s i a l g o r i t m u s o k m ű k ö d é s é b e e n g e d b e t e k i n t é s t. E m l í t é s r e k e r ü l a r é s z b e n r e n d e z e t t t e r v k é s z í t é s, a h i e r a r c h i k u s d e k o m p o z í c i ó é s f e l t é t e l e s t e r v k é s z í t é s e l v e. A d o l g o z a t t o v á b b i r é s z e e m ó d s z e r e k á g e n s e k k e l t ö r t é n ő i n t e g r á c i ó j á t : a t e r v k é s z í t ő á g e n s e k e t m u t a t j a b e. E z e k k ö z ü l a z e g y s z e r ű, a f e l t é t e l e s, a z ú j r a t e r v e z ő é s a b e á g y a z o t t t e r v k é s z í t ő á g e n s e l v e k e r ü l i s m e r t e t é s r e. A z e v o l ú c i ó s s z á m í t á s i m o d e l l e k b e m u t a t á s a c s a k e z u t á n k ö v e t k e z i k. E z e n b e l ü l c s a k a g e n e t i k u s a l g o r i t m u s o k o n a l a p u l ó m ó d s z e r e k a l a p j a i r a, é s l e g ú j a b b f e j l e m é n y e i r e : a g e n e t i k u s p r o g r a m o z á s r a é s a g é n k i f e j e z ő p r o g r a m o z á s r a t é r ü n k k i r é s z l e t e s e b b e n. E z t k ö v e t i a t e r v k é s z í t é s d i p l o m a t e r v f e l a d a t k i í r á s b a n m e g a d o t t p r o b l é m á j á n a k m e g f o g a l m a z á s a, f o r m a l i z á l á s a, i l l e t v e a p r o b l é m a b o n y o l u l t s á g á n a k v i z s g á l a t a. A d o l g o z a t e l s ő f e l é t a k o r á b b i t e r v k é s z í t ő k f e l s o r o l á s a z á r j a. A d o l g o z a t m á s o d i k f e l e f o g l a l k o z i k a f e n t i p r o b l é m a m e g o l d á s á t j e l e n t ő k ö z p o n t i e l v k i d o l g o z á s á v a l, m e l y s o r á n e g y o l y a n r e n d s z e r t m u t a t u n k b e, a m e l y e t s p e c i á l i s a n b e á g y a z o t t t e r v k é s z í t ő á g e n s e k e v o l ú c i ó s k ö r n y e z e t é n e k t e k i n t v e, a k l a s s z i k u s r e n d s z e r -k ö r n y e z e t i n t e r a k c i ó e g y t e r m é s z e t e s k i t e r j e s z t é s é h e z j u t u n k. A z ö t l e t e t a k i d o l g o z á s s o r á n e l ő s z ö r a b s z t r a k t, m a j d p e d i g e g y m á r m e g v a l ó s í t h a t ó k o n k r é t á g e n s -a r c h i t e k t ú r á v á a l a k í t j u k. A r e n d s z e r m e g t e r v e z é s é t k ö v e t ő e n a m e g v a l ó s í t á s l e í r á s a k ö v e t k e z i k, m e l y e g y l e h e t s é g e s ( j e l e n l e g P r o l o g -a l a p ú ) i m p l e m e n t á c i ó a l a p j á n m u t a t j a b e a z e l v m e g v a l ó s í t h a t ó s á g á n a k l e h e t ő s é g e i t. E z t k ö v e t i a r e n d s z e r t e s z t e l é s é v e l k a p c s o l a t o s l e h e t ő s é g e k é s n e h é z s é g e k v i z s g á l a t a. A m e g f e l e l ő k o m p r o m i s s z u m m e g t a l á l á s á t k ö v e t ő e n a t e s z t e l é s f o l y a m a t á n a k r é s z l e t e s b e m u t a t á s a k ö v e t k e z i k. A m e g k ö z e l í t é s l é t j o g o s u l t s á g á t k ö r ü l t e k i n t ő m é r é s e k k e l i g a z o l j u k, a m i k s o r á n a r e n d s z e r t k i s e b b, á m d e k e l l ő e n r e p r e z e n t a t í v m i k r o -v i l á g o k o n, m á s h a s o n l ó m ó d s z e r e k k é p e s s é g e i v e l ö s s z e v e t v e, v é g ü l p e d i g e m b e r e k k e l v e r s e n y e z t e t v e t e s z t e l j ü k. A t e s z t -e r e d m é n y e k e t é r t é k e l j ü k, m a j d ö s s z e f o g l a l v a t a p a s z t a l a t a i n k a t, k i t e k i n t é s t a d u n k a j ö v ő b e n i k u t a t á s i i r á n y o k r a n é z v e. 6

7 Tartalom TARTALOM B E V E Z E TÉ S Á G E N S E K TE RV E K E V OLÚ C I Ó ÁG E N S E K Absztrakt ágens-arc h i tektú rák Eg y s z e r ű r e f l e x -s z e r ű á g e n s Ál l a p o t t a l r e n d e l k e z ő r e f l e x -s z e r ű á g e n s C é l -o r i e n t á l t á g e n s H a s z o n -o r i e n t á l t á g e n s K o nkré t ágens-arc h i tektú rák L o g i k a i -a l a p ú a r c h i t e k t ú r á k R e a k t í v a r c h i t e k t ú r á k H i e d e l e m -V á g y -Sz á n d é k ( B e l i e f -D e s i r e -I n t e n t i o n ) a r c h i t e k t ú r á k R é t e g e l t a r c h i t e k t ú r á k TE R V K É S Z Í T É S P ro bl é m a é s T erv R ep rezentác i ó k é s Al go ri tm u so k R R T R R T-D U NF H D -R R T FR R T T erv ké szí tő Á gensek Eg y s z e r ű Te r v k é s z í t ő Ág e n s Fe l t é t e l e s Te r v k é s z í t ő Ág e n s Eg y s z e r ű Ú j r a t e r v e z ő Ág e n s B e á g y a z o t t Te r v k é s z í t ő Ág e n s EV O L Ú C I Ó S SZ Á M Í T Á S I MO D E L L E K G eneti ku s Al go ri tm u so k ( G A) G eneti ku s P ro gram o zás ( G P ) G é nki f ej ező P ro gram o zás ( G E P ) TE RV K É S Z Í TÉ S P ROB LÉ MÁ J A AZ OP T I M Á L I S TE R V F O G A L M A A FE L A D A T NE H É Z S É G E

8 4. TERVKÉSZÍTŐ MÓDSZEREK KO R Á B B I M E G KÖ Z E L Í T É S E K ME G KÖ Z E L Í T É S E K F A J T Á I MEG O L DÁ SI J A VA SL A T: EVO L Ú C I ÓS Á G EN S AZ A L A P Ö T L E T ME G O L D Á S KI D O L G O Z Á S A Evolúciós ágensek absztrakt architektúrája Evolúciós ágensek konkré t architektúrája LE H E T S É G E S M E G V A L Ó S Í T Á S I m p lem entáció tervezé se I m p lem entáció m egvalósí tása EL EMZÉS A T E S Z T E L É S N E H É Z S É G E I A T E S Z T E L É S M E N E T E Ö sszeveté s az ed d igi m ód szerekkel M ikro-világ tesztek As z t a l -v i l á g Wu m p u s v i l á g ÉR T É KE L É S É S KI T E KI N T É S Ö SSZEF O G L A L Á S KÖ SZÖ N ETN Y ÍL VÁ N ÍTÁ S I RO DA L O MJ EG Y ZÉK F Ü G G EL ÉK TE R V KÉ S Z Í T É S I M Ó D S Z E R E K F E L S O R O L Á S A SU S S M A N A N O M Á L I A ÁG E N S -ÁG E N S T E S Z T E K A WU M P U S -V I L Á G O N EM B E R -ÁG E N S T E S Z T E K A WU M P U S -V I L Á G O N

9 1. Bevezetés A z i n t e l l i g e n s r e n d s z e r e k a l a p f e l a d a t a, h o g y k é p e s e k l e g y e n e k ö n á l l ó, a u t o n ó m m ó d o n t ö r t é n ő t e r v k é s z í t é s r e ( R u s s e l l é s N o r v i g, ). E n n e k e g y i k k u l c s f o n t o s s á g ú m o t í v u m a a z, a m i k o r a t e r v e k k i a l a k u l n a k. E d d i g c s a k o l y a n t e r v k é s z í t ő a l g o r i t m u s o k s z ü l e t t e k, m e l y e k a t e r v k i a l a k í t á s á n a k s é m á i t k é s z e n k a p j á k, a z a z v a g y a t e r v k i a l a k í t á s á n a k m ó d j a, v a g y a t e r v b e n s z e r e p l ő c s e l e k v é s e k é s e g y é b a l k o t ó e l e m e k v á l a s z t é k a, v a g y a k ö r n y e z e t, i l l e t v e e g y é b t é n y e z ő k m o d e l l j e adott a z a l g o r i t m u s s z á m á r a. E z i g e n c s a k l e s z ű k í t i a m e g o l d h a t ó f e l a d a t o k k ö r é t, h i s z e n a v a l ó b a n i n t e l l i g e n s r e n d s z e r n e k a s é m á k a t i s m a g á n a k k e l l k i a l a k í t a n i a a h h o z, h o g y k é p e s l e g y e n o l y a n k ö r n y e z e t e k b e n i s b o l d o g u l n i, m e l y e k r ő l a r e n d s z e r t e r v e z ő j é n e k i s c s a k h i á n y o s i s m e r e t e k á l l t a k a r e n d e l k e z é s é r e. A v a l ó s k ö r n y e z e t e k t i p i k u s a n i l y e n e k. E k k o r a s é m á k a p r i o r i m e g a d á s a n e m l e h e t s é g e s, s í g y a r e n d s z e r h e l y e s ( e l ő i r t ) m ű k ö d é s e s e m g a r a n t á l h a t ó á l t a l á n o s e s e t b e n. A s é m á k a u t o m a t i k u s m e g a l k o t á s a b á r v o l t a k r á k í s é r l e t e k e d d i g m é g n e m e r e d m é n y e z e t t o l y a n s t a b i l t e r v k é s z í t ő r e n d s z e r t, a m e l y k é p e s l e t t v o l n a á l t a l á n o s e s e t b e n g a r a n t á l t a n m e g b í z h a t ó, m á s s z ó v a l o p t i m á l i s t e r v e k e l ő á l l í t á s á r a. D o l g o z a t o m e n n e k a f e l a d a t n a k a m e g o l d á s á v a l f o g l a l k o z i k. F ő ö n á l l ó e r e d m é n y e i m : E g y h e u r i s z t i k u s r e n d s z e r -a r c h i t e k t ú r a a f e l a d a t e l v i m e g o l d á s á r a, v a l a m i n t a z a r c h i t e k t ú r a e g y k o n k r é t ( á m r é s z l e g e s ) m e g v a l ó s í t á s a. A d o l g o z a t f e l é p í t é s e a k ö v e t k e z ő : e l ő s z ö r b e v e z e t e m a m e g o l d á s é r t e l m e z é s é h e z s z ü k s é g e s a l a p f o g a l m a k a t, b i z o n y o s f o g a l m a k i s m e r e t é t a d o t t n a k f e l t é t e l e z v e. E z t k ö v e t ő e n i s m e r t e t e m a m e g o l d á s a l a p e l v é t, m a j d p e d i g r á t é r e k a z i m p l e m e n t á c i ó s r é s z l e t e i n e k l e í r á s á r a. A m e g o l d á s l e í r á s á t k ö v e t ő e n a t e s z t e l é s k e r ü l t e r í t é k r e. E l ő s z ö r a n e h é z s é g e k e t t á r g y a l j u k, m a j d v á z o l j u k a t e s z t e l é s m e n e t é t i s. A t e s z t e l é s s o r á n s z ü l e t e t t e r e d m é n y e k e t é r t e l m e z z ü k, é s r ö v i d e n é r t é k e l j ü k i s. 9

10 2. Ágensek T er v ek E v o l ú c i ó E z a f e j e z e t a r r a s z o l g á l, h o g y m e g a l a p o z z a a d o l g o z a t k ö z p o n t i t á r g y á t k é p e z ő ú j e l g o n d o l á s e l m é l e t i h á t t e r é t, s z e m l é l e t m ó d o t a d v a a k é s ő b b i e k m é l y e b b m e g é r t é s é h e z. A z á t t e k i n t é s s o r á n v á z o l j u k a k ö z p o n t i k é r d é s k ö r t é r i n t ő e l m é l e t i m e g f o n t o l á s o k a t é s a h o z z á j u k t a r t o z ó t u d o m á n y o s h á t t e r e t. B e v e z e t é s r e k e r ü l n e k a z á g e n s e k k e l é s a t e r v k é s z í t é s s e l k a p c s o l a t o s f ő b b a l a p f o g a l m a k. A f e j e z e t e t a z e v o l ú c i ó s z á m í t ó g é p e s m o d e l l j e i n e k t á r g y a l á s a z á r j a ÁG E N S E K A s z á m í t ó g é p e k ö n m a g u k b a n n e m j e l e s k e d n e k a z ö n á l l ó d ö n t é s h o z a t a l b a n : m i n d e n v é g h e z v i t t u t a s í t á s t e l ő r e l e k e l l p r o g r a m o z n i, s z á m í t á s b a k e l l v e n n i. A s z o k v á n y o s a l k a l m a z á s o k k ö r é b e n ( p l. g é p i k ö n y v e l é s, s t b ) e z e l e g e n d ő n e k s z o k o t t b i z o n y u l n i. Á m d e ú j a b b a n j e l e n t ő s i g é n y m u t a t k o z i k o l y a n r e n d s z e r e k i r á n t, a m e l y e k maguk képesek eldönteni, h o g y m i t k e l l t e n n i ü k a h h o z, h o g y t e l j e s í t s é k a r á j u k s z a b o t t f e l a d a t o t. A z i l y e n r e n d s z e r e k e t n e v e z z ü k á gensnek. B á r a z á gens k i f e j e z é s n e k t ö b b f é l e d e f i n í c i ó j a i s l é t e z i k a t u d o m á n y o s k ö z t u d a t b a n, j e l e n t é s é t i l l e t ő e n m é g s e m a l a k u l t k i á l t a l á n o s k o n s z e n z u s. S z a k t e r ü l e t r ő l s z a k t e r ü l e t r e v á l t o z i k a z á gensekkel k a p c s o l a t o s j e l l e m z ő k f o n t o s s á g a. B i z o n y o s a l k a l m a z á s o k b a n e l e n g e d h e t e t l e n, h o g y a z á gens k é p e s l e g y e n tanulni, m í g n e m m á s o k b a n s z ó s z e r i n t k e r ü l e n d ő. T a l á n c s a k a z auto nó mia, m i n t k ö z p o n t i m e g f o n t o l á s, t e k i n t h e t ő a z á gensek á l t a l á n o s a n e l f o g a d o t t, e g y e t l e n k ö z ö s j e l l e m z ő j é n e k. M i v e l a z o n b a n v a l a m i f é l e d e f i n í c i ó r a m i n d e n k é p p s z ü k s é g ü n k l e s z a k é s ő b b i e k b e n, k e z d e t n e k k é t n e v e s s z e r z ő e g y m á s n a k n e m e l l e n t m o n d ó j a v a s l a t á t v e s s z ü k a l a p u l : Egy ágens bármi lehet, amit úgy tekinthetünk, mint ami az érzékelői segítségével érzékeli a kö rnyezetét, és beavatko zó szervei segítségével megválto ztatj a azt. ( R u ssell és N o rvig, ) Á gensnek nevezzük azt a rend szert, mely ad o tt kö rnyezetbe helyezve kép es au to nó m c selekvésre c élj ai elérése érd ekében. ( W o o ld rid ge, ) 2.1 ábra: Ágens elvi alapmodellje 1 0

11 A z e l ő b b i k é t á g e n s -d e f i n í c i ó t f o g l a l j a ö s s z e a z á b r á n f e l t ü n t e t e t t a b s z t r a k t á g e n s - m o d e l l. A z autonóm á g e n s t e h á t e g y a d o t t k ö r n y e z e t b e á g y a z v a c s e l e k s z i k, m i n d e n c s e l e k v é s é v e l m e g -m e g v á l t o z t a t v a a n n a k p i l l a n a t n y i á l l a p o t á t s í g y k ö z v e t v e a k á r s a j á t é s z l e l é s e i t i s. A z autonóm s z ó i n t u i t í v j e l e n t é s é n t ú l i k o n k r é t m e g h a t á r o z á s á h o z m o s t i s a z e l ő b b i k é t s z e r z ő j a v a s l a t á t v e s s z ü k f i g y e l e m b e : E g y r e n d s z e r o l y a n m é r t é k i g a u t o n ó m, a m e n n y i r e a v i s e l k e d é s é t s a j á t t a p a s z t a l a t a i h a t á r o z z á k m e g. ( R u s s e l l é s N o r v i g, ) A z a u t o n ó m á g e n s e k a z e m b e r, v a g y m á s e g y é b r e n d s z e r b e a v a t k o z á s a n é l k ü l i s k é p e s e k c s e l e k e d n i : m i n d b e l s ő á l l a p o t u k r ó l, m i n d p e d i g v i s e l k e d é s ü k r ő l m a g u k r e n d e l k e z n e k. ( W o o l d r i d g e, ) A k é t d e f i n í c i ó k ö z ü l a d o l g o z a t s o r á n e z u t ó b b i, g y e n g é b b d e f i n í c i ó r a f o g u n k t á m a s z k o d n i, m i v e l é r z é s e m s z e r i n t e z á l l k ö z e l e b b a z ö n á l l ó s á g i n t u i t í v j e l e n t é s é h e z. M e g í t é l é s e m s z e r i n t a z a u t o n ó m i a k ö r n y e z e t f ü g g ő, a z a z : E g y -e g y k ö r n y e z e t b e n a k á r m é g t a p a s z t a l á s n é l k ü l, c s u p á n b e i d e g z ő d é s e k ú t j á n i s k é p e s e k l e h e t ü n k a r r a, h o g y ö n á l l ó a n, a z a z a u t o n ó m m ó d o n e l b o l d o g u l j u n k. M á s k ö r n y e z e t b e n e s e t l e g o l y a n b e h a t á s o k i s é r h e t n e k, m e l y e k r e s e m m i l y e n t a p a s z t a l a t s e m k é s z í t h e t f e l e l é g g é, s í g y, b á r v i s e l k e d é s ü n k e t s z í n t i s z t á n t a p a s z t a l a t a i n k h a t á r o z z á k m e g, m o s t m é g i s ö n á l l ó s á g u n k a t v e s z t v e k ü l s ő s e g í t s é g r e s z o r u l u n k. E g o n d o l a t m e n e t e t k ö v e t v e j u t u n k e l a k ö r n y e z e t e k e g y f a j t a o s z t á l y o z á s á i g ( R u s s e l l é s N o r v i g, ) : H oz z á f é r h e tő, v a g y ne m h oz z á f é r h e tő : A k ö r n y e z e t h o z z á f é r h e t ő, h a a z á g e n s é r z é k e l ő i s e g í t s é g é v e l h o z z á f é r h e t a k ö r n y e z e t t e l j e s á l l a p o t á h o z. E g y k ö r n y e z e t t é n y l e g e s e n h o z z á f é r h e t ő, h a a z á g e n s é r z é k e l é s e l e f e d i a k ö r n y e z e t m i n d a z o n a s p e k t u s a i t, m e l y e k s z ü k s é g e s e k l e h e t n e k e g y -e g y c s e l e k v é s k i v á l a s z t á s á h o z. M i n é l i n k á b b h o z z á f é r h e t ő e g y k ö r n y e z e t, a n n á l e g y s z e r ű b b f e l é p í t é s ű á g e n s e k l e s z n e k e l e g e n d ő e k h o z z á. E g y t e l j e s e n h o z z á f é r h e t ő k ö r n y e z e t b e n a z á g e n s n e k m á r b e n s ő á l l a p o t o k r a s i n c s s z ü k s é g e a h h o z, h o g y n y o m o n k ö v e s s e a k ö r n y e z e t a l a k u l á s á t. L e g t ö b b s z ö r m á r a m é r s é k e l t e n k o m p l e x k ö r n y e z e t e k s e m h o z z á f é r h e t ő k. N e m h o z z á f é r h e t ő k ö r n y e z e t r e l e h e t p é l d a a f i z i k a i v a l ó s á g, v a g y a k á r a z I n t e r n e t s t b. D e te r mi ni s z ti k us, v a g y ne m d e te r mi ni s z ti k us : A k ö r n y e z e t d e t e r m i n i s z t i k u s, h a t e t s z ő l e g e s á l l a p o t á b a n a z á g e n s á l t a l v é g r e h a j t o t t t e t s z ő l e g e s c s e l e k v é s e g y é r t e l m ű e n m e g h a t á r o z z a a c s e l e k v é s n y o m á n e l ő á l l ó k ö v e t k e z ő k ö r n y e z e t i á l l a p o t o t. E g y d e t e r m i n i s z t i k u s, á m d e n e m h o z z á f é r h e t ő k ö r n y e z e t e t a z á g e n s a k á r n e m -d e t e r m i n i s z t i k u s n a k i s é r z é k e l h e t, í g y g y a k r a n j o b b a k ö r n y e z e t e t a d e t e r m i n i z m u s s z e m s z ö g é b ő l v i z s g á l n i. A n e m -d e t e r m i n i s z t i k u s k ö r n y e z e t e k ( p l. f i z i k a i v a l ó s á g ) n a g y o b b k i h í v á s t j e l e n t e n e k a z á g e n s e k ( é s t e r v e z ő i k ) s z á m á r a. E p i z ód s z e r ű, v a g y ne m e p i z ód s z e r ű : A k ö r n y e z e t e p i z ó d s z e r ű, h a b e n n e a z á g e n s t a p a s z t a l a t a e p i z ó d o k r a b o n t h a t ó. I l y e n k ö r n y e z e t b e n a z á g e n s t e l j e s í t m é n y e a d i s z k r é t s z á m ú e p i z ó d o n v e t t t e l j e s í t m é n y é t ő l f ü g g, a h o l a z e g y e s e p i z ó d o k o n v e t t t e l j e s í t m é n y e k f ü g g e t l e n e k e g y m á s t ó l. A z e p i z ó d s z e r ű k ö r n y e z e t e k e g y s z e r ű b b e k, m i n t a n e m e p i z ó d s z e r ű e k, m i v e l a z á g e n s n e k c s a k a z a d o t t e p i z ó d o n b e l ü l k e l l e l ő r e t e k i n t e n i e, h i s z e n a z e g y e s e p i z ó d o k b a n v é g r e h a j t o t t c s e l e k v é s e k n e m 1 1

12 b e f o l y á s o l j á k a k ö v e t k e z ő e p i z ó d a l a k u l á s á t E p i z ó d s z e r ű k ö r n y e z e t r e l e h e t p é l d a e g y s a k k v e r s e n y, a m i j á t s z m á k s o r o z a t á b ó l á l l, a h o l a z e g y e s j á t s z m á k o n b e l ü l i c s e l e k v é s e k ( l é p é s e k ) n e m b e f o l y á s o l j á k a k ö v e t k e z ő j á t s z m á k a l a k u l á s á t, í g y a z o k a s a k k v e r s e n y e p i z ó d j a i n a k t e k i n t h e t ő k v a g y d A k ö r n y e z e t s t a t i k u s, h a c s a k a z á g e n s c s e l e k v é s e i n e k n y o m á n m ó d o s u l a z á l l a p o t a, e g y é b k é n t v á l t o z a t l a n A d i n a m i k u s k ö r n y e z e t e t a z á g e n s h a t á s k ö r é n k í v ü l e s ő j e l e n s é g e k, f o l y a m a t o k, v a g y m á s e g y é b h a t á s o k i s b e f o l y á s o l h a t j á k, v á l t o z t a t h a t j á k S z e m i d i n a m i k u s k ö r n y e z e t r ő l b e s z é l ü n k, h a a z i d ő e l ő r e h a l a d t á v a l a k ö r n y e z e t n e m v á l t o z i k, d e a z á g e n s á l t a l e l é r t t e l j e s í t m é n y m é r t é k e i g e n E r r e l e h e t p é l d a e g y o l y a n s a k k j á t s z m a, a m e l y i d ő r e m e g y D é v a g y f o l y n o A k ö r n y e z e t d i s z k r é t, h a a d o t t a z á g e n s k ü l ö n b ö z ő l e h e t s é g e s c s e l e k v é s e i n e k é s é s z l e l é s e i n e k e g y v é g e s s z á m o s s á g ú h a l m a z a A z e m l í t e t t s a k k j á t s z m á b a n m i n d a k ü l ö n b ö z ő c s e l e k v é s e k, m i n d p e d i g a k ü l ö n b ö z ő j á t é k l l á s o k s z á m a v é g e s, í g y d i s z k r é t k ö r n y e z e t n e k t e k i n t h e t ő F o l y t o n o s k ö r n y e z e t r e l e h e t p é l d a a t a x i s o f ő r g e n s k ö r n y e z e t e, a h o l a z á g e n s f e l a d a t a e g y t a x i e l v e z e t é s e E b b e n a k ö r n y e z e t b e n m i n d a t a x i á l l a p o t a, m i n d p e d i g a t a x i k ö r n y e z e t é n e k á l l a p o t a f o l y t o n o s t a r t o m á n y b a n m o z o g A l e g á l t a l á n o s a b b k ö r n y e z e t s z t á l y t e h á t a n e m h o z z á f é r h e, n e m d e r m n e m e p ó d e r ű, d é s f o l y n o k ö r n y e z e t e k o s z t á l y a L á t h a t ó, h o g y a m í g a z á g e n s t a k ö r n y e z e t s z e m s z ö g é b ő l d e f i n i á l t u k, a d d i g a k ö r n y e z e t e t a z á g e n s é b ő l E z a k ö t ő d é s t e s z i e l v á l a s z t h a t a t l a n n á a k é t f o g a l m a t e g y m á s t ó l, s a j n o s a z o n b a n n e m a d s e m m i f é l e ú t m u t a t á s t s e m a m e g v a l ó s í t á s u k r a v o n a t k o z ó l a g A k ö v e t k e z ő a l f e j e z e t e k t e h á t a z a b s z t r a k t é s a k o n k r é t á g e n s r c h i t e k t ú r á k b e m u t a t á s á n k e r e s z t ü l n y ú j t a n a k b e t e k i n t é s t a z á g e n s e k m e g v a l ó s í t á s i l e h e t ő s é g e i b e M e g í r á s u k k o r j a v a r é s z t W o o l d r i d g e e t á r g y b a n í r ó d o t t ö s s z e f o g l a l ó j e l l e g ű m u n k á i r a ( W o o l d r i d g e, ; W o o l d r i d g e, ) t á m a s z k o d t a m, m i v e l v i l á g o s s t r u k t ú r á j u k é s t á r g y a l á s m ó d j u k j ó é s k o r s z e r ű á t t e k i n t é s t n y ú j t a t é m á b a n.. Statikus, in am ikus: isz kr t, to s:. -á. -á.. -o tő te in isz tikus, iz sz in am ikus to s... -a Absztrakt ágens-arc h i tektú rák A z e d d i g i e k s o r á n b e v e z e t e t t a b s z t r a k t á g e n s -f o g a l m a t k ö n n y e n f o r m a l i z á l h a t j u k. L e g y e n S = { s 1, s2, } a l e h e t s é g e s á g e n s-kö r n y e z e te k h a l m a z a, a h o l a z á g e n s { a 1, a2, } v é g r e h a j t á s á r a k é p e s. E k k o r a z á g e n s t t e k i n t h e t j ü k e g y o l y a n C se l e kv é s: A = c se l e kv é se k S * A a l a k ú f ü g g v é n y n e k, a m e l y k ö r n y e z e t i á l l a p o t o k v é g e s, d e n e m k o r l á t o s s o r o z a t a i b ó l k é p e z c s e l e k v é s e k b e. M a g y a r á n a z á g e n s a z á l t a l a m e g t a p a s z t a l t k ö r n y e z e t i á l l a p o t o k a t h a s z n á l j a f e l a h h o z, h o g y d ö n t é s e i t m e g h o z z a. A kö r n y e z e t v á l t o z á s á t e k k o r e g y K ö r n y e z e t: S A ( S ) a l a k ú f ü g g v é n y r e p r e z e n t á l h a t j a, a m e l y a k ö r n y e z e t -h a l m a z ö s s z e s r é s z h a l m a z á n a k ( S ) h a l m a z á b a, a z a z a k ö r n y e z e t e k h a t v á n y h a l m a z á b a k é p e z. A k ö r n y e z e t e t d e te r m in isz tikusn ak t e k i n t j ü k, h a t e t s z ő l e g e s s S é s a A b e m e n e t r e a K ö r n y e z e t f ü g g v é n y á l t a l a d o t t k i m e n e t e g y e l e m ű, e g y é b k é n t p e d i g 1 2

13 m nem-d et er mi ni s z t i k u s na k. A z á g e n s c s e l e k v é s e i n e k n y o m s o r o z a t á t a z á g ens t ö r t é net é nek n e v e z z ü k, é s h-v a l j e l ö l j ü k : á n b e k ö v e t k e z e t t k ö r n y e z e t -v á l t o z á s o k h 1 a0 a1 a2 an an : s s s s n A z á g ens k a r a k t er i s z t i k u s v i s el k ed é s é nek n e v e z z ü k m i n d a z o n h t ö r t é n e t e k h a l m a z á t, e l y e k r e t e l j e s ü l, h o g y es et é n f enná l l, ho g y a Cselekvés( { s, s 1,, }) ( 1 ) n N ( 2 ) N, n > 0 =, é s n 0 s n n es et é n f enná l l, ho g y s Környezet( s a ) n, n 1 n 1 L e g t ö b b s z ö r a z o n b a n a z á g e n s n i n c s k ö z v e t l e n k a p c s o l a t a a k ö r n y e z e t é v e l, h a n e m c s a k k ö z v e t v e, s z e n z o r o k ú t j á n é r z é k e l i a z t. E b b e n a z e s e t b e n k ü l ö n v á l i k b e n n e a z é r z é k e l é s é s a c s e l e k v é s f á z i s a. E z t a f e l o s z t á s t s z e m l é l t e t i a á b r a. 2.2.ábra. Ágens érzékelésének és cselekvésének különválasztása A á b r á n b e m u t a t o t t á g e n s é r z é k e l é s i m e c h a n i z m u s á t e g y É r z é k el é s : S P f ü g g v é n n y e l j e l l e m e z h e t j ü k, m e l y a k ö r n y e z e t e k S h a l m a z á b ó l a z é r z e t e k P h a l m a z á b a k é p e z ; c s e l e k v é s i m e c h a n i z m u s á t p e d i g e g y C s el ek v é s : P * A a l a k ú f ü g g v é n n y e l, a m e l y é r z e t e k v é g e s, d e n e m k o r l á t o s s o r o z a t a i h o z t á r s í t e g y -e g y c s e l e k v é s t. H a a z é r z é k e l é s i m e c h a n i z m u s t ö b b -e g y l e k é p z é s t v a l ó s í t m e g, a k k o r f e n n á l l a l e h e t ő s é g e, h o g y e g y -e g y é r z e t h e z t ö b b k ü l ö n b ö z ő k ö r n y e z e t i s t a r t o z i k. s i S é s s j S k ö r n y e z e t i á l l a p o t o k a t meg k ü l ö nb ö z t et het et l ennek n e v e z z ü k, h a s s e s e t é n É r z é k el é s ( s i) = i j É r z é k el é s ( s j) t e l j e s ü l. M i n d e z e n a l a p -d e f i n í c i ó k i s m e r e t é b e n i m m á r á t t e k i n t h e t j ü k a z a b s z t r a k t á g e n s -a r c h i t e k t ú r á k k ü l ö n b ö z ő v á l f a j a i t Egyszerű reflex-szerű á gen s A r e f l e x -s z e r ű á g e n s e k m i n t a h o g y n e v ü k i s s e j t e n i e n g e d i b e i d e g z e t t m ó d o n c s e l e k s z e n e k. M i n d e n e g y e s é r z e t i b e n y o m á s h o z e g y -e g y m e g h a t á r o z o t t c s e l e k v é s t r e n d e l n e k. A 1 3

14 c s e l e k v é s e k h o z z á r e n d e l é s e á l t a l á n o s s á g b a n t e k i n t h e t ő e g y f a j t a s z a b á l y -i l l e s z t é s n e k, m e l y b e n a s z a b á l y o k f e l t é t e l -r é s z e i l l e s z k e d i k a b e é r k e z ő é r z e t e k r e, t ö r z s ü k p e d i g a z a d o t t é r z e t h e z t a r t o z ó c s e l e k v é s t h a t á r o z z a m e g. E g y i l y e n e l v e n m ű k ö d ő á g e n s a b s z t r a k t a r c h i t e k t ú r á j á t m u t a t j a a á b r a. A z á b r á n b e m u t a t o t t e g y s z e r ű r e f l e x -s z e r ű á g e n s e g y s z e r ű s é g é é r t n a g y á r a t f i z e t, h i s z e n s e n e m r u g a l m a s, s e n e m h a t é k o n y. 2.3.ábra. Egyszerű reflex-szerű ágen s M e r e v, h i s z e n c s a k ( t á b l á z a t z e r ű e n ) e l ő r e m e g a d o t t m ó d o n k é p e s c s e l e k e d n i, t o v á b b á, m i v e l a s z ü k s é g e s m i n d e n e s h e t ő s é g e t f i g y e l e m b e v e v ő s z a b á l y o k s z á m a a l e h e t s é g e s é r z e t e k é s c s e l e k v é s e k s z á m á v a l e x p o n e n c i á l i s a n a r á n y o s, v i s e l k e d é s é n e k k ó d o l á s a s e m n e v e z h e t ő t ú l h a t é k o n y n a k. A z e g y s z e r ű r e f l e x z e r ű á g e n s m ű k ö d é s é n e k f o r m á l i s d e f i n í c i ó j a a k ö v e t k e z ő : ( 1 ) É r z é k e l i a k ö r n y e z e t é t. ( 2 ) A z a k t u á l i s é r z e t é s a s z a b á l y o k h a l m a z a a l a p j á n k i v á l a s z t e g y s z a b á l y t. -s -s Érzékelés: S P S za b á ly -I lleszt és: P ( R) R ( 3 ) M e g c s e l e k s z i a k i v á l a s z t o t t s z a b á l y á l t a l l e í r t c s e l e k v é s t. C selekv és: R A Állapottal rendelkező reflex-s zerű á g ens A z e g y s z e r ű r e f l e x -s z e r ű á g e n s h a t é k o n y s á g á t n a g y b a n m e g n ö v e l h e t i a z, h a k i e g é s z í t j ü k e g y b en ső á lla p o t t a l, a h o l i n f o r m á c i ó k a t t á r o l h a t é r z e t e i v e l é s c s e l e k v é s e i v e l k a p c s o l a t b a n. A z á l l a p o t o t a z a k t u á l i s é r z e t é s á l l a p o t a l a p j á n ú j r a é s ú j r a f r i s s í t h e t i a m ű k ö d é s s o r á n, e z á l t a l m i n t e g y k ö v e t v e a k ö r n y e z e t a l a k u l á s á t, a p i l l a n a t n y i l a g e s e t l e g n e m é r z é k e l h e t ő k ö r n y e z e t i j e l e n s é g e k e t, a k ö r n y e z e t h e z v a l ó a k t u á l i s v i s z o n y á t, s t b. A á b r á n l á t h a t ó a z á l l a p o t t a l k i e g é s z í t e t t e g y s z e r ű r e f l e x -s z e r ű á g e n s a r c h i t e k t ú r á j a, m e l y n e k f o r m á l i s m ű k ö d é s e a k ö v e t k e z ő : ( 1 ) É r z é k e l i a k ö r n y e z e t é t. Érzékelés: S P 1 4

15 ( 2 ) A z a k t u á l i s é r z e t é s b e n s ő á l l a p o t a l a p j á n f r i s s í t i b e n s ő á l l a p o t á t. Állapot-F r i s s í té s : P I I ( 3 ) A b e n s ő á l l a p o t é s a s z a b á l y o k h a l m a z a a l a p j á n k i v á l a s z t e g y s z a b á l y t. S z ab á ly -I lle s z té s : I ( R) R ( 4 ) M e g c s e l e k s z i a k i v á l a s z t o t t s z a b á l y á l t a l l e í r t c s e l e k v é s t. C s e le k v é s : R A 2.4.ábra. Állapottal rendelkező reflex-s zerű ág ens Cél-o r i e n t á lt á g e n s A r e f l e x -s z e r ű á g e n s e k e s e t é b e n a T e r v e z ő n e k k e l l g o n d o s k o d n i a a r r ó l, h o g y m e g h a t á r o z z a, h o g y m i k or -m i t ö r t é n j e n, s b á r a z í g y e l ő á l l ó m ű k ö d é s v a l a m i f é l e c é l f e l é t e n d á l, a T e r v e z ő f ő l e g k o m p l e x e s e t b e n e z t n e m i g e n l á t h a t j a e l ő r e. A z á g e n s m ű k ö d é s e á l t a l m e g v a l ó s í t o t t c é l m e g v á l t o z t a t á s á h o z a s z a b á l y -h a l m a z a k á r t e l j e s m ó d o s í t á s a s z ü k s é g e s, a m i k o m p l e x k ö r n y e z e t e k, á g e n s e k é s c é l o k e s e t é n n e m t ú l c é l r a v e z e t ő. E h e l y e t t t e k i n t h e t ü n k a p r o b l é m á r a f o r d í t v a : n e m a z á g e n s t k o n f i g u r á l j u k a c é l h o z, h a n e m a c é l t a z á g e n s h e z. M a g y a r á n, ú g y t e r v e z z ü k m e g a z á g e n s t, h o g y k é p e s l e g y e n e g y -e g y a d o t t c é l e l é r é s é r e. E h h e z l e h e t ő v é k e l l t e n n ü n k s z á m á r a a c é l e l é r é s é h e z s z ü k s é g e s c s e l e k v é s e k ö n á l l ó e l ő á l l í t á s á t. 2.5.ábra. C é l-ori entált ág ens m ű kö dé s i elv e 1 5

16 A c é l a u t o m a t i k u s e l é r é s é r e t ö b b m ó d s z e r i s i s m e r t, m e l y e k k ö z ü l a d o l g o z a t a z a u t o m a t i k u s t e r v k é s z í t é s t p r e f e r á l j a. A z o n b a n a b s z t r a k t a r c h i t e k t ú r á k r ó l l é v é n s z ó, a c é l i r á n y o s c s e l e k v é s e k e l ő á l l í t á s á n a k r é s z l e t e i t ő l m o s t e l t e k i n t ü n k. A c é l -o r i e n t á l t á g e n s m ű k ö d é s e a á b r á n k ö v e t h e t ő v é g i g. A m ű k ö d é s l e f o l y á s a f o r m á l i s a n a k ö v e t k e z ő : ( 1 ) A z á g e n s é r z é k e l i a k ö r n y e z e t é t. Érzékelés: S P ( 2 ) A z a k t u á l i s é r z e t é s a m e g l é v ő t u d á s b á z i s a l a p j á n f r i s s í t i t u d á s b á z i s á t. T B -F ri ssí t és: P B B ( 3 ) A f r i s s í t e t t t u d á s b á z i s a l a p j á n k i j e l ö l i c é l o k e g y h a l m a z á t. C él-k i t ű zés: B C ( 4 ) A c é l o k é s a t u d á s b á z i s a l a p j á n e l ő á l l í t j a a c é l o k e l é r é s é h e z s z ü k s é g e s l é p é s e k e t. C selekv és-e lő á llí t á s: C B ( A) ( 5 ) M e g c s e l e k s z i a z e l ő á l l í t o t t l é p é s e k e g y i k é t. C selekv és: ( A) A T ö b b ú j d o n s á g i s f e l t ű n i k a z e l ő z ő e k h e z k é p e s t : e g y r é s z t á l l a p o t h e l y e t t i m m á r t u d á s b á z i s s a l d o l g o z u n k. A t u d á s b á z i s t á r o l h a t j a a k ö r n y e z e t é s a c s e l e k v é s e k m o d e l l j e i t, t o v á b b á a z a k t u á l i s i s m e r e t e i n k e t é s m ú l t b é l i t a p a s z t a l a t a i n k a t, v a g y b á r m i e g y é b i n f o r m á c i ó t. A t u d á s b á z i s f r i s s í t é s e a z á l l a p o t o k f r i s s í t é s é h e z h a s o n l ó a n z a j l i k. A m i k o r a f r i s s í t e t t t u d á s b á z i s a l a p j á n e l ő á l l í t j u k ( f r i s s í t j ü k ) a c é l o k h a l m a z á t, a k k o r t u l a j d o n k é p p e n a u t o m a t i k u s p r o b l é m a -f e l i s m e r é s t v é g z ü n k. T e r m é s z e t e s e n a z i s l e h e t s é g e s, h o g y a t u d á s b á z i s b a n a T e r v e z ő á l t a l k e z d e t b e n e l h e l y e z e t t c é l o k a t c s i s z o l j u k c s a k t o v á b b l é n y e g é b e n a z o n b a n m é g i s a z á g e n s r e b í z z u k m i n d a p r o b l é m a f e l i s m e r é s é t, m i n d a p r o b l é m a m e g o l d á s á t. i e á l t á g e L á t h a t t u k, h o g y a h h o z, h o g y a z á g e n s t m e g h a t á r o z o t t f e l a d a t t e l j e s í t é s é r e b í r j u k, v a l a m i f é l e c é l t k e l l k i t ű z n ü n k ( v a g y k i t ű z e t n ü n k ) e l é. S a j n o s a z o n b a n e l ő f o r d u l h a t n a k o l y a n e s e t e k i s, a m i k o r a c é l t n e m t u d j u k e x p l i c i t e e l ő r e m e g a d n i, s ő t, o l y a n e s e t i s l e h e t s é g e s, h o g y m é g é r t e l m e z n i s e m t u d j u k a z a d o t t k ö r n y e z e t ( p l. v a l ó s k ö r n y e z e t ) f ü g g v é n y é b e n. I l y e n k o r a c é l t m i n t p é l d á u l a s z á m u n k r a l e g h a s z n o s a b b á l l a p o t o t i m p l i c i t e k e l l d e f i n i á l n u n k e g y h a s z n o s s á g ü g g v é n y m a x i m u m a ( v a g y m i n i m u m a ) á l t a l. A c é l e l é r é s é h e z t e h á t a h a s z n o s s á g ü g g v é n y m a x i m a l i z á l á s á n ( v a g y m i n i m a l i z á l á s á n ) k e r e s z t ü l v e z e t a z ú t. A c é l r i e n t á l t á g e n s e s e t é b e n l á t h a t t u k, h o g y a c é l t m a g a m a g á n a k t ű z i k i. H a s o n l ó a n c s e l e k s z i k a h a s z o n r i e n t á l t á g e n s i s : v a l a m i f a j t a h a s z n o s s á g i f ü g g v é n y t, j ó g i m d e f i n i á l, a m i n e k a l a p j á n m e g b e c s ü l h e t i c s e l e k v é s e i j ó s á g á t. A b s z t r a k t s z i n t e n t e h á t a h a s z o n r i e n t á l t á g e n s m ű k ö d é s e l é n y e g é b e n m e g e g y e z i k a c é l r i e n t á l t á g e n s é v e l, a z z a l a k ü l ö n b s é g g e l, h o g y a m í g Haszon-or nt ns -f -f -o -o sá érc ét -o -o 1 6

17 m a z u t ó b b i a c é l -á l l a p o t o t e x p l i c i t e, a d d i g a z e l ő b b i i m p l i c i t e, e g y j ó s á g i m é r c e f ü g g v é n y é b e n a d j a m e g. A h a s z o n -o r i e n t á l t á g e n s m ű k ö d é s é t ö s s z e f o g l a l ó d i a g r a m a á b r á n l á t h a t ó. 2.6.ábra. Haszon-ori e nt ál t ág e ns Konkrét ágens-a rc h i tektú rák E d d i g c s a k a b s z t r a k t s z e m s z ö g b ő l v i z s g á l t u k a z á g e n s e k e t : n e m f o g l a l k o z t u n k a v v a l, h o g y a z e g y e s, a b s z t r a k t s z i n t e n d e f i n i á l t á g e n s -k o m p o n e n s e k m i k é p p e n v a n n a k m e g v a l ó s í t v a. K o n k r é t á g e n s -a r c h i t e k t ú r á k a l a t t o l y a n a r c h i t e k t ú r á k a t é r t ü n k, m e l y e k b e n d e f i n i á l t a z e g y e s k o m p o n e n s e k m e g v a l ó s í t á s i m ó d j a. A k ö v e t k e z ő a r c h i t e k t ú r á k r ó l e j t ü n k s z ó t : Logikai-al ap ú á ge n s e k: A d ö n t é s h o z a t a l l o g i k a i k ö v e t k e z t e t é s ú t j á n t ö r t é n i k. R e akt í v á ge n s e k: A d ö n t é s h o z a t a l e g y f a j t a d i r e k t l e k é p z é s h e l y z e t b ő l c s e l e k v é s b e. H ie d e l e m -V á gy -S z á n d é k al ap ú á ge n s e k: A d ö n t é s h o z a t a l a z á g e n s h i e d e l m e i t, v á g y a i t é s s z á n d é k a i t r e p r e z e n t á l ó a d a t -s t r u k t ú r á k m ó d o s í t á s a á l t a l j ö n l é t r e. R é t e ge l t á ge n s -ar c h it e kt ú r á k: A d ö n t é s h o z a t a l k ü l ö n b ö z ő s z o f t v e r r é t e g e k e g y ü t t m ű k ö d é s e r é v é n v a l ó s u l m e g, a h o l a z e g y e s r é t e g e k t ö b b é -k e v é s b é e x p l i c i t e, m á s -m á s a b s z t r a k c i ó s s z i n t e n v o n n a k l e k ö v e t k e z t e t é s e k e t a k ö r n y e z e t á l l a p o t á r a v o n a t k o z ó l a g L o g i k a i -a l a p ú a r c h i t e k t ú r á k A m e s t e r s é g e s e n i n t e l l i g e n s r e n d s z e r e k é p í t é s é r e v o n a t k o z ó k l a s s z i k u s ( s z i m b o l i k u s M I ) e g k ö z e l í t é s s z e r i n t i n t e l l i g e n s v i s e l k e d é s é r h e t ő e l a r e n d s z e r r é s z é r ő l p u s z t á n a r e n d s z e r k ö r n y e z e t é n e k é s k í v á n t v i s e l k e d é s é n e k s z im b ol iku s r e p r e z e n t á c i ó j a, i l l e t v e a n n a k s z in t akt ikai m a n i p u l á c i ó j a á l t a l. E s e t ü n k b e n a s z i m b o l i k u s r e p r e z e n t á c i ó l ogikai f or m u l á kn ak, m í g a s z i n t a k t i k a i m a n i p u l á c i ó l ogikai kö v e t ke z t e t é s n e k, t é t e l -b iz on y í t á s n ak f e l e l m e g. L e g y e n a d o t t e l s ő -r e n d ű l o g i k a i á l l í t á s o k e g y L h a l m a z a, t o v á b b á D = ( L) a z L á l l í t á s o k h a t v á n y -h a l m a z a, a z a z ö s s z e s r é s z h a l m a z á n a k h a l m a z a. A z á g e n s a k t u á l i s b e n s ő á l l a p o t á t j e l ö l j e D t u d á s b á z i s. J e l ö l j e ρ φ a φ á l l í t á s t u d á s b á z i s b ó l v a l ó b i z o n y í t h a t ó s á g á t a ρ 1 7