第2章智能化智能體

1、0871-50313012021年12月23日星期四1 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法人工智能一種現(xiàn)代方法Artificial Intelligence A Modern Approach0871-50313012021年12月23日星期四2 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法第二章 智能化智能體2.1 2.1 智能體和環(huán)境智能體和環(huán)境 2.2 2.2 好的行為表現(xiàn)：理性的概念好的行為表現(xiàn)：理性的概念 2.3 2.3 環(huán)境的本質(zhì)環(huán)境的本質(zhì) 2.4 2.4 智能體的結(jié)構(gòu)智能體的結(jié)構(gòu) 2.5 2.5 小結(jié)小結(jié) 習(xí)題習(xí)題0871-50313012021年12月23日星期四3 / 信

2、息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法Agent技術(shù)的發(fā)展與形成AgentAgent理論與技術(shù)研究最早源于分布式理論與技術(shù)研究最早源于分布式人工智能，人工智能，19771977年年HewittHewitt提出并開(kāi)發(fā)了提出并開(kāi)發(fā)了ActorActor模型：模型：模型的特點(diǎn)：模型的特點(diǎn)：能自控行為；能自控行為；互作用；互作用；并發(fā)執(zhí)行；并發(fā)執(zhí)行；具有封裝的內(nèi)部狀態(tài)。具有封裝的內(nèi)部狀態(tài)。0871-50313012021年12月23日星期四4 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能化智能體一般認(rèn)為：Agent是一種處于一定環(huán)境下包裝的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的，它能在那種環(huán)境下靈活地、自主地活動(dòng)。08

3、71-50313012021年12月23日星期四5 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法面向過(guò)程的設(shè)計(jì)面向?qū)嶓w的設(shè)計(jì)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)AOP：Agent oriented programming0871-50313012021年12月23日星期四6 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能體的特性智能體的特性自治性：在沒(méi)有人或其它東西直接干預(yù)的情況自治性：在沒(méi)有人或其它東西直接干預(yù)的情況下能自行操作，并對(duì)自身動(dòng)作和內(nèi)部狀態(tài)有某下能自行操作，并對(duì)自身動(dòng)作和內(nèi)部狀態(tài)有某種控制能力；能主動(dòng)地規(guī)劃和啟動(dòng)有目標(biāo)行為，種控制能力；能主動(dòng)地規(guī)劃和啟動(dòng)有目標(biāo)行為，而不是簡(jiǎn)單地根據(jù)環(huán)境變化而行事。而不是簡(jiǎn)單

4、地根據(jù)環(huán)境變化而行事。交互性：能通過(guò)某種語(yǔ)言與其它交互性：能通過(guò)某種語(yǔ)言與其它Agent或人進(jìn)或人進(jìn)行信息交換或交互。行信息交換或交互。協(xié)作性協(xié)作性可通信性可通信性自適應(yīng)性自適應(yīng)性長(zhǎng)壽性長(zhǎng)壽性0871-50313012021年12月23日星期四7 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能化智能體上面給出的只是上面給出的只是AgentAgent的弱定義，人工智能界的研究人的弱定義，人工智能界的研究人員還要求員還要求AgentAgent有更強(qiáng)的性能，擬人的特性，有心理狀態(tài)，有更強(qiáng)的性能，擬人的特性，有心理狀態(tài)，有情感，具有信念、期望、和意圖。有情感，具有信念、期望、和意圖。移動(dòng)性；誠(chéng)實(shí)性；善意

5、性；合理性；推理能力；規(guī)劃能力；學(xué)習(xí)能力。完美0871-50313012021年12月23日星期四8 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法理性智能體（理性智能體（BDI智能體）：智能體）：信念信念Belief：Agent對(duì)環(huán)境的基本看法（知識(shí)庫(kù)）對(duì)環(huán)境的基本看法（知識(shí)庫(kù)）愿望愿望Desire：Agent想要實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)，即目標(biāo)想要實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)，即目標(biāo)意圖意圖Intention：目標(biāo)的子集（規(guī)劃：目標(biāo)的子集（規(guī)劃planning）0871-50313012021年12月23日星期四9 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能化智能體智能體智能體傳感器傳感器感知感知行動(dòng)行動(dòng)環(huán)境環(huán)境執(zhí)行器執(zhí)行器

6、傳感器：感知信息 （感知序列）執(zhí)行器：執(zhí)行操作智能體函數(shù)：把給定感知序列映射到智能體的行動(dòng)，即指定Agent響應(yīng)感知序列所采取的行動(dòng)。 f： P* A智能體程序智能體：智能體結(jié)構(gòu)+智能體程序通過(guò)感知器感知通過(guò)感知器感知所處環(huán)境并通過(guò)所處環(huán)境并通過(guò)執(zhí)行器對(duì)該環(huán)境執(zhí)行器對(duì)該環(huán)境產(chǎn)生作用產(chǎn)生作用0871-50313012021年12月23日星期四10 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能化智能體AB感知：位置、是否有灰塵感知：位置、是否有灰塵 例如例如 A, Dirty行動(dòng)：左移、右移、吸取灰塵、什么也不做行動(dòng)：左移、右移、吸取灰塵、什么也不做0871-50313012021年12月23日星

7、期四11 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法什么決定了智能體的好壞？0871-50313012021年12月23日星期四12 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法2.2 2.2 好的行為表現(xiàn)：理性的概念好的行為表現(xiàn)：理性的概念理性智能體：做事正確。性能度量：評(píng)價(jià)智能體在環(huán)境中的表現(xiàn)根據(jù)實(shí)際環(huán)境中希望得到的結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)性能度量，而不是根據(jù)智能體應(yīng)該表現(xiàn)的行為。0871-50313012021年12月23日星期四13 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法 理性智能體：理性智能體：對(duì)于每個(gè)可能的感知序列，根據(jù)已知的感知序列提對(duì)于每個(gè)可能的感知序列，根據(jù)已知的感知序列提供的證據(jù)和智能體內(nèi)建

8、的先驗(yàn)知識(shí)，理性智能體應(yīng)供的證據(jù)和智能體內(nèi)建的先驗(yàn)知識(shí)，理性智能體應(yīng)該選擇期望能使其該選擇期望能使其性能度量最大化性能度量最大化的行動(dòng)。的行動(dòng)。性能度量性能度量環(huán)境環(huán)境智能體的執(zhí)行器智能體的執(zhí)行器智能體的傳感器智能體的傳感器任務(wù)環(huán)境任務(wù)環(huán)境 PEASPerformanceEnvironmentActuatorsSensors0871-50313012021年12月23日星期四14 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能體種類智能體種類性能度量性能度量環(huán)境環(huán)境傳感器傳感器執(zhí)行器執(zhí)行器自動(dòng)出租車司機(jī)自動(dòng)出租車司機(jī)安全，快速，守安全，快速，守法，舒適的旅途，法，舒適的旅途，利潤(rùn)最大化利潤(rùn)最大化

9、（折中）（折中）道路，其他車輛，道路，其他車輛，行人，顧客行人，顧客攝像頭，聲波傳攝像頭，聲波傳感器，速度計(jì)，感器，速度計(jì)，GPS，里程計(jì)，里程計(jì)，加速計(jì)，引擎?zhèn)骷铀儆?jì)，引擎?zhèn)鞲衅?，鍵盤感器，鍵盤方向盤，加速器，方向盤，加速器，剎車，信號(hào)燈，剎車，信號(hào)燈，喇叭，顯示器喇叭，顯示器醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng)醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng)恢復(fù)健康的病人，恢復(fù)健康的病人，費(fèi)用最小化，最費(fèi)用最小化，最少投訴少投訴病人，醫(yī)院，職病人，醫(yī)院，職員員鍵盤輸入鍵盤輸入癥狀、檢查結(jié)果、癥狀、檢查結(jié)果、病人回答病人回答顯示顯示問(wèn)題、測(cè)試、診問(wèn)題、測(cè)試、診斷、治療、咨詢斷、治療、咨詢對(duì)環(huán)境的約束越多，設(shè)計(jì)的問(wèn)題就越容易0871-503130120

10、21年12月23日星期四15 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法任務(wù)環(huán)境可觀察的可觀察的不可觀察的不可觀察的確定性的確定性的隨機(jī)的隨機(jī)的片段片段延續(xù)延續(xù)靜態(tài)靜態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)離散離散連續(xù)連續(xù)單智能體單智能體多智能體多智能體0871-50313012021年12月23日星期四16 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法0871-50313012021年12月23日星期四17 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能體：智能體結(jié)構(gòu)+智能體程序智能體程序傳感器感知信息輸入動(dòng)作選擇執(zhí)行器0871-50313012021年12月23日星期四18 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能化智能體

11、簡(jiǎn)單反射型智能體；基于模型的反射型智能體；基于目標(biāo)的智能體；基于效用的智能體；0871-50313012021年12月23日星期四19 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法簡(jiǎn)單反射型智能體智能體智能體傳感器傳感器感知感知行動(dòng)行動(dòng)環(huán)境環(huán)境執(zhí)行器執(zhí)行器環(huán)境情況？環(huán)境情況？簡(jiǎn)單反射型智能體采取什么行動(dòng)采取什么行動(dòng)條件條件-行動(dòng)規(guī)則行動(dòng)規(guī)則直接對(duì)感知信息做出反應(yīng)0871-50313012021年12月23日星期四20 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法簡(jiǎn)單反射型智能體0871-50313012021年12月23日星期四21 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法基于模型的反射型智能體智能體

12、智能體傳感器傳感器感知感知行動(dòng)行動(dòng)環(huán)境環(huán)境執(zhí)行器執(zhí)行器環(huán)境情況？環(huán)境情況？采取什么行動(dòng)采取什么行動(dòng)行動(dòng)規(guī)則行動(dòng)規(guī)則行動(dòng)結(jié)果行動(dòng)結(jié)果狀態(tài)狀態(tài)環(huán)境變化關(guān)系環(huán)境變化關(guān)系追蹤記錄當(dāng)前感知信息不可觀察的世界各方面，即維持某種取決于感知?dú)v史的內(nèi)部狀態(tài)，更新內(nèi)部狀態(tài)。0871-50313012021年12月23日星期四22 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法0871-50313012021年12月23日星期四23 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法基于目標(biāo)的智能體智能體智能體傳感器傳感器感知感知行動(dòng)行動(dòng)環(huán)境環(huán)境執(zhí)行器執(zhí)行器環(huán)境情況？環(huán)境情況？基于目標(biāo)的反射型智能體采取什么行動(dòng)采取什么行動(dòng)目標(biāo)目標(biāo)行動(dòng)結(jié)果行動(dòng)結(jié)果狀態(tài)狀態(tài)環(huán)境變化關(guān)系環(huán)境變化關(guān)系預(yù)測(cè)行動(dòng)結(jié)果預(yù)測(cè)行動(dòng)結(jié)果行動(dòng)是為了達(dá)到目的0871-50313012021年12月23日星期四24 / 信 息 學(xué) 院人工智能 一種現(xiàn)代方法基于效用的智能體智能體智能體傳感器傳感器感知感知行動(dòng)行動(dòng)環(huán)境環(huán)境執(zhí)行器執(zhí)行器環(huán)境情況？環(huán)境情況？基于效用的智能體判斷效用，判斷效用，確定采取什么行動(dòng)確定