Post on 14-Apr-2017
Aģenta arhitektūra (daudzaģentu sistēmās)
Ingars Ribners, Guntis Arnicāns (ir13073@lu.lv, guntis.arnicans@lu.lv)
LU 74.konference, Rīga2015. gada 5.februāris
Daudzaģentu modelēšanas vide
Mērķis:1. Izstrādāt universālu un paplašināmu valodu, ar kuru var
aprakstīt sistēmu modeļus daudzaģentu paradigmā;2. Izstrādāt “izpildes” vidi, kas spēj interpretēt aprakstītos
modeļus un kuru būtu pietiekami vienkārši lietot ne-programmētājam, lai veidotu un izmantotu modeļus no gatavām komponentēm.
Daudzaģentu modelēšanas vide
Uzmanība uz šādiem aspektiem:1. Liels aģentu skaits modelī (10t-100t)2. Spēja modelēt dzīvas sistēmas3. Hierarhiska aģentu–vižu struktūra4. Materiālas mijiedarbības modelēšana5. Individuāla aģenta vēsture (evolūcija, ģenētiskie algoritmi)
Simulācijas prototips (Erlang)
Number of agents
Start time (ms)*
Memory used (MB)**
Memory used by agent (kB)
100 17 20,00 35,00500 22 25,40 17,80
1000 37 32,10 15,605000 194 85,60 13,82
10000 530 152,40 13,5950000 8007 726,90 14,21
100000 28451 1402,50 13,86
* Average from 4 measurements** Approx. value from Windows 8 Task Manager
On one Erlang/OTP 17.5 node on (desktop PC i5-4460, 4-cores, 3.2GHz, 16GB RAM, Windows 8)
Daudzaģentu modelēšanas paradigma (1)
Modelēšanas metode, kurā modelējamā sistēma tiek apskatīta kā autonomu aģentu kopums, noteiktā vidē, un kuri savstarpēji komunicējot, veido noteiktu struktūru, var sadarboties vai konkurēt.
(nature-inspired sistēmu modelēšanas paradigma)
6
Sistēmu piemēri
Daudzaģentu modelēšanas paradigma (2)
Aģents ir galvenā šīs paradigmas abstrakcija. Parasti modelī aģenti ir vienkārši un vienveidīgi, un to var būt daudz.
Aģents/objekts.Proaktīvi/reaktīvi.Spēja uztvert/rīkoties (sensori/aktuatori)
Aģenta struktūra
Daudzaģentu modelēšanas paradigma (3)
Aģentu-vižu hierarhija.
Aģents vai vairāki aģenti var nodrošināt (“turēt”) vidi ar noteiktām īpašībām citiem aģentiem.
Aģents var būt aptveroša aģenta sastāvdaļa.
Temperature, gravitation acceleration, light, ... and their change pattern (t)
Time model
Space model
year cycle...
Day cycle,gravitation field...
Place, altitude...
Aģentu-vižu hierarhijas piemērs
Daudzaģentu modelēšanas paradigma (4)
Vide, kurā modelī darbojas aģenti, var materiāli mijiedarboties ar tajā esošo aģentu.
Saka, ka vide ar aģentu mijiedarbojas materiāli, ja vide uzliek noteiktus ierobežojumus aģenta atribūtu izmaiņas procesam.
Sistēmas atribūti / [Lokālie] atribūti
1.a.name = “Mazda 6”a.lights = 1a.masa = 1000 (kg)
2.a.speed = ? // sistēmas attribūtsa.{x,y} = ? // sistēmas attribūts
Piemērs
Uzdevums
Papildināt esošo aģenta arhitektūru, lai tā derētu arī materiālās aģenta mijiedarbības modelēšanai.
1.a.name = “Mazda 6”a.lights = 1a.masa = 1000 (kg)
2.a.speed = ? // sistēmas attribūtsa.{x,y} = ? // sistēmas attribūts
Jāsaprot, kā pareizi vadīt materiālus objektus un šo modeli jāizmanto aģenta arhitektūrā.
Jomas:• Vadības teorija (Control Theory)• Sistēmas ar atgriezenisko saiti (Feedback Systems)• Kiberfizikālās sistēmas (KFS)• Roboti• Kibernētika• uc.
Uzdevums
Piemērs: Autonoms auto
GCDC, vēsture (2011)
LU un EDI komanda piedalījās GCDC 2011. gada sacensībās
GCDC (2016)
GCDC (2016)
RezultātiRealizēta auto simulācijas programma
RezultātiRealizēta auto simulācijas programma
Auto kinemātiskais modelis
SecinājumiLai varētu modelēt aģentu materiālo mijiedarbību (piem., auto kā aģentu), mūsu aģenta modeli būtu jāpapildina sekojoši:
1. Katru sistēmas atribūtu jāsadala divās daļās:– Sistēmas atribūta mērķa vērtība– Sistēmas atribūta aktuālā vērtība
PID kontrole
Secinājumi2. Aģenta modelim jāsastāv no diviem vienlaicīgi strādājošiem procesiem:
Proc. nosaukums
Funkcija Izpildes periods, regularitāte
Real-time process
Modelējamā aģenta sistēmas atribūtu izmaiņas likumi:
• PID kontrolieri• Objekta mat.modelis (piem.,
auto kinemātiskais modelis)• Vides ierobežojumi
100x/sek (auto)
Stingri noteiktos laika momentos
Plānošanas process
Modelējamā aģenta sistēmas atribūtu mērķa vērtību uzdošana (plānošana) un regulāra atjaunošana (pārplānošana), balstoties uz apkārtni (sensoru datiem), mērķi utt.
10x/sek (auto)
Var būt neregulārs
Var būt pārtraukumi
Paldies par uzmanību!