第2章智能化智能體

1、0871-50313012021年12月23日星期四1 / 信 息 學 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 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)境的本質環(huán)境的本質 2.4 2.4 智能體的結構智能體的結構 2.5 2.5 小結小結 習題習題0871-50313012021年12月23日星期四3 / 信

2、息 學 院人工智能 一種現(xiàn)代方法Agent技術的發(fā)展與形成AgentAgent理論與技術研究最早源于分布式理論與技術研究最早源于分布式人工智能，人工智能，19771977年年HewittHewitt提出并開發(fā)了提出并開發(fā)了ActorActor模型：模型：模型的特點：模型的特點：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；具有封裝的內部狀態(tài)。具有封裝的內部狀態(tài)。0871-50313012021年12月23日星期四4 / 信 息 學 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能化智能體一般認為：Agent是一種處于一定環(huán)境下包裝的計算機系統(tǒng)，為實現(xiàn)設計目的，它能在那種環(huán)境下靈活地、自主地活動。08

3、71-50313012021年12月23日星期四5 / 信 息 學 院人工智能 一種現(xiàn)代方法面向過程的設計面向實體的設計面向對象的設計AOP：Agent oriented programming0871-50313012021年12月23日星期四6 / 信 息 學 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：在沒有人或其它東西直接干預的情況自治性：在沒有人或其它東西直接干預的情況下能自行操作，并對自身動作和內部狀態(tài)有某下能自行操作，并對自身動作和內部狀態(tài)有某種控制能力；能主動地規(guī)劃和啟動有目標行為，種控制能力；能主動地規(guī)劃和啟動有目標行為，而不是簡單地根據環(huán)境變化而行事。而不是簡單

4、地根據環(huán)境變化而行事。交互性：能通過某種語言與其它交互性：能通過某種語言與其它Agent或人進或人進行信息交換或交互。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性自適應性長壽性長壽性0871-50313012021年12月23日星期四7 / 信 息 學 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有更強的性能，擬人的特性，有心理狀態(tài)，有更強的性能，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。移動性；誠實性；善意

5、性；合理性；推理能力；規(guī)劃能力；學習能力。完美0871-50313012021年12月23日星期四8 / 信 息 學 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對環(huán)境的基本看法（知識庫）對環(huán)境的基本看法（知識庫）愿望愿望Desire：Agent想要實現(xiàn)的狀態(tài)，即目標想要實現(xiàn)的狀態(tài)，即目標意圖意圖Intention：目標的子集（規(guī)劃：目標的子集（規(guī)劃planning）0871-50313012021年12月23日星期四9 / 信 息 學 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行動環(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，即指定Agent響應感知序列所采取的行動。 f： P* A智能體程序智能體：智能體結構+智能體程序通過感知器感知通過感知器感知所處環(huán)境并通過所處環(huán)境并通過執(zhí)行器對該環(huán)境執(zhí)行器對該環(huán)境產生作用產生作用0871-50313012021年12月23日星期四10 / 信 息 學 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：左移、右移、吸取灰塵、什么也不做行動：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 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 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：評價智能體在環(huán)境中的表現(xiàn)根據實際環(huán)境中希望得到的結果來設計性能度量，而不是根據智能體應該表現(xiàn)的行為。0871-50313012021年12月23日星期四13 / 信 息 學 院人工智能 一種現(xiàn)代方法 理性智能體：理性智能體：對于每個可能的感知序列，根據已知的感知序列提對于每個可能的感知序列，根據已知的感知序列提供的證據和智能體內建

8、的先驗知識，理性智能體應供的證據和智能體內建的先驗知識，理性智能體應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。的行動。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環(huán)境任務環(huán)境 PEASPerformanceEnvironmentActuatorsSensors0871-50313012021年12月23日星期四14 / 信 息 學 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)行器自動出租車司機自動出租車司機安全，快速，守安全，快速，守法，舒適的旅途，法，舒適的旅途，利潤最大化利潤最大化

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，感器，速度計，GPS，里程計，里程計，加速計，引擎?zhèn)骷铀儆?，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，信號燈，剎車，信號燈，喇叭，顯示器喇叭，顯示器醫(yī)學診斷系統(tǒng)醫(yī)學診斷系統(tǒng)恢復健康的病人，恢復健康的病人，費用最小化，最費用最小化，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、檢查結果、癥狀、檢查結果、病人回答病人回答顯示顯示問題、測試、診問題、測試、診斷、治療、咨詢斷、治療、咨詢對環(huán)境的約束越多，設計的問題就越容易0871-503130120

10、21年12月23日星期四15 / 信 息 學 院人工智能 一種現(xiàn)代方法任務環(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的隨機的片段片段延續(xù)延續(xù)靜態(tài)靜態(tài)動態(tài)動態(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 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 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能體：智能體結構+智能體程序智能體程序傳感器感知信息輸入動作選擇執(zhí)行器0871-50313012021年12月23日星期四18 / 信 息 學 院人工智能 一種現(xiàn)代方法智能化智能體

11、簡單反射型智能體；基于模型的反射型智能體；基于目標的智能體；基于效用的智能體；0871-50313012021年12月23日星期四19 / 信 息 學 院人工智能 一種現(xiàn)代方法簡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行動環(huán)境環(huán)境執(zhí)行器執(zhí)行器環(huán)境情況？環(huán)境情況？簡單反射型智能體采取什么行動采取什么行動條件條件-行動規(guī)則行動規(guī)則直接對感知信息做出反應0871-50313012021年12月23日星期四20 / 信 息 學 院人工智能 一種現(xiàn)代方法簡單反射型智能體0871-50313012021年12月23日星期四21 / 信 息 學 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行動環(huán)境環(huán)境執(zhí)行器執(zhí)行器環(huán)境情況？環(huán)境情況？采取什么行動采取什么行動行動規(guī)則行動規(guī)則行動結果行動結果狀態(tài)狀態(tài)環(huán)境變化關系環(huán)境變化關系追蹤記錄當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歷史的內部狀態(tài)，更新內部狀態(tài)。0871-50313012021年12月23日星期四22 / 信 息 學 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 院人工智能 一種現(xiàn)代方法基于目標的智能體智能體智能體傳感器傳感器感知感知行動行動環(huán)境環(huán)境執(zhí)行器執(zhí)行器環(huán)境情況？環(huán)境情況？基于目標的反射型智能體采取什么行動采取什么行動目標目標行動結果行動結果狀態(tài)狀態(tài)環(huán)境變化關系環(huán)境變化關系預測行動結果預測行動結果行動是為了達到目的0871-50313012021年12月23日星期四24 / 信 息 學 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行動環(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，確定采取什么行動確定