多智能体机器人自组织系统分析

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1、东南大学工程硕士学位论文其它AgeIlt，Aoent通信目标传效感l内部状态H规划H决策l·应器知识库l7r-pjl、幌k翊鞠'倍LlI图2．1慎思型A筘nt结构模型一段时间以来，Agem的BDI(belie翻esire．intention)模型是慎思型结构智能体的一个重点研究方向。一个BDI模型包含三种基本成分：信念(Belief)是一个包括了对世界相关的信念、与其它agent思维趋向相关的信念和自我信念的集合。信念是主体agent对世界的认知，包含描述环境特性的数据和描述自身功能的数据，是agem

2、进行思维活动的基础。愿望(Desirc)是agent的最初动机，是其希望达到的状态或希望保持的状态的集合。agent希望达到的状态，由此可以激发系统的规划和行动。一般来说，可以表达为agem对环境状态的一种期待和判断，也就是通过判断该状态是否成立作为Desire是否实现的标志。agent可以拥有互不相容的愿望，而且也不需要相信它的愿望是绝对可以实现的。意图(Inte而0n)是承诺实现的愿望中选取的当前最需要完成或者最适合完成的一个，是当前ag钮t将要正在实现的目标，它是属于思维状态的意向方向。当前意图

3、对agent的当前动作具有指导性的作用。慎思型结构智能体主要适用于已知环境，有明确目标的系统。2)反应型反应型Agent是依据行为主义的观点，按照“感知一动作”模型来建立智能体。即反应型Agem是基于行为范例的智能体体系结构，直接基于传感器的输入进行决策，在其内部不维护外界环境模型，即可以在完全陌生的环境中进行操作。图2．2给出了反应型Age呲的结构模型。6第二章自组织系统研究平台—一行为模式I卜_一—一行为模式2}_一I传感器}_一—_—一仲裁H执行—一行为模式n卜一图2．2反应型Agent结构模型

4、从图2．2可以看出，在这类Agent中，没有知识库，没有规划和决策，仅有一些简单的行为模式，这些行为模式以“感知．动作”方式对环境的改变做出反应。特征是低层次的行为比高层次的行为有优先的控制权。因此，这种体系结构具有响应快速，灵活机动的特征，系统能力从低层次的局部规划到冲突消解等逐步提高。3)混合型慎思型和反应型体系结构分别有着各自的优点，当然也有不足的地方。随着研究的深入，很多学者发现单纯的慎思结构或是单纯的反应结构都不是构建智能体的最佳结构，因此很多入将慎思型和反应型两种体系结构结合，对混合型体系

5、结构进行了尝试和研究。混合型Agem结构模型如图2．3所示。图2．3混合型Agent结构模型这种Agent具有两个或两个以上的模块：一个是慎思型模块，采用符号表示和符号推理；一个是反应型模块，不用复杂的推理而直接对环境做出反应。Agent接受输入后，先经过反应式模块：如果无需快速反应或是需要复杂推理，则再把输入传到慎思式模块进行传统推理。这种结构兼顾了长期目标和紧急反应的需要，而且更像大多数生物智能。7一．鼻●‘，东南大学工程硕士学位论文2．2．2多智能体机器人体系结构体系结构是指机器人系统中机器人之

6、间的物理上与逻辑上的控制与信息关系。多机器人间体系结构是多机器人系统的最高层部分和基础，多机器人之间的协作机制就是通过它来体现的，它决定了多机器人系统在任务分解、分配、规划、决策及执行等过程中的运行机制以及系统各机器人成员所担当的角色，如各机器人成员在系统中的相对地位如何，是平等、自主的互惠互利式协作还是有等级差别的统筹规划协调。对于多机器人而言它的体系结构与单个机器人的体系结构是不一样的，多机器人追求的是系统利益最大化，而单个机器人追求的是自身利益的最大化，因此它们是很不相同的。当前，多机器人体系结

7、构研究的目的是设计出正确而合理的局部控制方案，以便能够使多机器人系统高效率的解决给定的问题。它的主要目标是使得整个机器人系统具有较高的鲁棒性、可靠性、容错性和柔性。不同的体系结构适应不同的任务，因此需要对特定的任务设定特定的高效的系统结构。总之，正如社会制度作用于人类社会一样，多机器人系统的体系结构决定了多机器人系统的运作机制。事关协作效率的高低。从系统设计的角度而言，系统结构要有利于个体能力最大程度的发挥和任务的最高效完成。另外，协作机器人系统面向的是动态变化的环境，因而系统结构要对环境有自组织适应

8、能力。构造多智能体机器人体系结构，是指构造多机器人系统内部各机器人之间交互关系，系统与外部环境的交互关系，将多智能体机器人打造成一个真正意义上的整体，发挥多智能体的优势，实现多智能体机器人系统功能的最大化。多智能体机器人体系结构可以划分为两大类：1)集中式集中式结构以有一个主控智能体为特点，由该组织智能体负责规划和决策，而其他的机器人终端按照主控智能体的指令执行命令，因而其任务分配过程得以简化，协调效率比较高，减少了用于协商的开销，最突出的优点是可以获得