Класифікація агентів

Можна запропонувати чимало підстав для побудови класифікацій агентів. Найбільш очевидними є критерії класифікації, пов'язані з полярними шкалами «природне – штучне» та «матеріальне – віртуальне». За першим критерієм, виділяються:

натуральні агенти - тварина, людина, стада тварин, колективи людей;
штучні агенти - роботи, колективи автоматів, складні комп'ютерні програми.

Згідно з другим критерієм, всі штучні агенти поділяються на:

матеріальних, що фізично існують і працюють у реальному просторі, наприклад, інтегральні роботи, наділені різними засобами «відчуття», маніпуляторами або педипуляторами;
віртуальних, що існують лише в деякому програмному середовищі (віртуальному просторі), яких нерідко можна уявити як роботів, зайнятих не фізичною, а інформаційною роботою; такі "програмні роботи" (software robots) називають скорочено софтботами (softbots).

Ще одна пара взаємопов'язаних критеріїв класифікації спирається на дихотомію «зосереджене – розподілене» та «нерухоме – рухоме». Прикладом нерухомого агента служить промисловий маніпуляційний робот, а прикладом мобільного - програмний пошуковий агент, який мігрує по комп'ютерній мережі з метою пошуку необхідної інформації. Іноді мобільні програмні роботи трактуються як розподілені, суто комунікативні агенти, які мають власних засобів сприйняття і здійснення дій (тому де вони маніпулюють ніякими об'єктами), лише використовують ресурси для комунікації коїться з іншими агентами і міграції з мережі у пошуках релевантних даних, і процедур . Навпаки, точно локалізованіагенти в певному сенсі протилежні комунікативним: вони не можуть рухатися по мережі і зазвичай не мають здатності до подання середовища, а їх спілкування з іншими агентами відбувається не безпосередньо, а побічно, через механізми сприйняття та дії.

Важливою основою класифікації є наявність (відсутність) в агентів характеристик навчальності чи адаптивності. У агентів, що навчаються, поведінка заснована на попередньому досвіді.

Ще одним найважливішим основою класифікації штучних агентів служить прийняття або психологічної, або біологічної метафори під час розгляду природи їх дій (дихотомія «психологічне – біологічне»). В одному випадку, йдеться про трактування агентів як квазісуб'єктів, які самостійно вирішують завдання, що встають перед ними, а в іншому вони уподібнюються найпростішим організмам, що безпосередньо реагують на зміни середовища в інтересах виживання та адаптації.

У цілому нині дана типологія агентів тісно пов'язані з класичної проблемою взаємодії «суб'єкт – об'єкт». Рівень суб'єктності агента безпосередньо залежить від того, чи наділений він символьними уявленнями, потрібними для організації міркувань, або на противагу цьому він працює тільки на рівні образів (субсимвольному), пов'язаних із сенсомоторною регуляцією. Тоді класифікацію агентів можна побудувати за такою схемою:

За першою ознакою виділяються інтелектуальні (когнітивні, міркуючі, комунікативні, ресурсні) та реактивні агенти.Інтелектуальні агенти мають добре розвинену і поповнювану символьну модель зовнішнього світу, що досягається завдяки наявності у них бази знань, механізмів вирішення та аналізу дій. Близький термін «розмірковує» зарезервований для позначення агента, який на основісимвольної моделі довкілля здатний проводити власні міркування, наприклад, використовуючи метод порівняння за зразком, і на їх основі приймати самостійні рішення або виконувати дії, що змінюють середовище.

Невелика відмінність між цими типами інтелектуальних агентів пов'язані з розстановкою акцентів тих чи інших інтелектуальних функціях: або отриманні знання середовище, або міркуваннях про можливі действия. У комунікативних агентів внутрішня модель світу перетворюється головним чином на модель спілкування, що складається з моделей учасників, процесу та бажаного результату спілкування. Нарешті, база знань ресурсного агента містить в основному знання про структуру та стан ресурсів, що визначають різні форми поведінки.

У повноцінного інтелектуального агента обов'язково повинні бути присутніми як мінімум чотири перелічені функції: когнітивна, міркувальна (а, у більш загальному контексті, регулятивна), комунікативна та ресурсна.

У той самий часреактивні агенти немає ні скільки-небудь розвиненого уявлення довкілля, ні механізму багатокрокових міркувань, ні достатньої кількості власних ресурсів. Звідси випливає ще одна істотна відмінність між інтелектуальними та реактивними агентами, пов'язана з можливостями прогнозування змін довкілля та, як наслідок, свого майбутнього. В силу вищезазначених недоліків реактивні агенти мають дуже обмежений діапазон передбачення. Вони практично не здатні планувати свої дії, оскільки реактивність у чистому вигляді означає таку структуру зворотного зв'язку, яка не містить механізмів прогнозу. Тоді як інтелектуальні агенти, завдяки багатим внутрішнім уявленням зовнішнього середовища та можливостям міркувань, можуть запам'ятовувати та аналізуватирізні ситуації, передбачати можливі реакцію свої дії, робити з цього висновки, корисні для подальших дій і, в результаті, планувати свою поведінку. Саме розвинені когнітивні та деліберативні здібності дозволяють таким агентам будувати віртуальні світи, працюючи в яких вони формують плани дій.

Інтелектуальні агенти, будучи значно автономнішими за реактивні, мають куди яскравіше виражену індивідуальність і характеризуються доцільною поведінкою у співтоваристві агентів, а також прагненням використовувати ресурси інших агентів для досягнення власних цілей. У той же час, реактивні агенти, як це видно з їхньої назви, працюють в основному на рівні стимульно-реактивних зв'язків, володіючи дуже бідною індивідуальністю і сильною залежністю від зовнішнього середовища (спільноти агентів). Результати порівняльного аналізу реактивних та когнітивних агентів представлені в таблиці.

Характеристики	Когнітивні агенти	Реактивні агенти
Внутрішня модель зовнішнього світу	Розвинена	Примітивна
Міркування	Складні та рефлексивні міркування	Прості однокрокові міркування
Мотивація	Розвинена система мотивації, що включає переконання, бажання, наміри	Найпростіші спонукання, пов'язані з виживанням
Пам'ять	Є	Ні
Реакція	Повільна	Швидка
Адаптивність	Мала	Висока
Модульна архітектура	Є	Ні
Склад багатоагентної системи	Невелика кількість автономних агентів	Велика кількість залежних один від одногоагентів

Далі, на кшталт поведінки інтелектуальні агенти діляться на інтенціональних і рефлекторних, а реактивні – на спонукуваних (імпульсивних) і трофічних. Більшість інтелектуальних (когнітивних) агентів можна віднести доінтенціональних. Подібні агенти мають власні механізми мотивації. Це означає, що в них так чи інакше моделюються внутрішні переконання, бажання, наміри та мотиви, що породжують цілі, які визначають їх дії.

У свою чергу, модульні аборефлекторні агенти не мають внутрішніх джерел мотивації та власних цілей, а їхня поведінка характеризується найпростішими (однокроковими) висновками або автоматизмами.

Таким чином, вони є граничним випадком поняття когнітивного агента і можуть використовуватися як «допоміжні агенти». Дані агенти здатні відповідати на запитання та виконувати завдання, які ставлять перед ними інші агенти, але вирішення цих завдань не призводить до появи у них власних цілей. Типовими прикладами таких вироджених агентів є системи пошуку в базах даних та найпростіші логічні регулятори.

У свою чергу, реактивні агенти містять як би скомпіловані знання про необхідні дії: їм не треба будувати докладне внутрішнє уявлення зовнішнього середовища, оскільки цілком достатніми виявляються реакції на набір ситуацій, що пред'являються, тобто. характер їх реакцій визначається лише поточною інформацією.

За складністю цих реакцій та походження джерел мотивації реактивні агенти поділяються на імпульсивних та трофічних агентів. У разі трофічних агентів поведінка визначається найпростішими трофічними зв'язками (типу «хто кого їсть»). Фактично воно зводиться до відповіді на стимули, що надходять із зовнішнього середовища(Власних мотивів і цілей немає), тобто повністю визначається її локальним станом. Типовою моделлю подібних агентів є клітинні автомати, де основними параметрами виступають: радіус сприйняття агента, кількість умовних одиниць живлення у зовнішньому середовищі та енергетична вартість одиниці. Тут кожен трофічний (по суті, ситуаційний) агент має невеликий набір ситуаційних правил, що задає його реакції на сигнали з середовища. Прикладами подібних правил є вирази типу «якщо в радіусі сприйняття є одиниця харчування, то попрямувати до неї» або «якщо в радіусі сприйняття не виявлена одиниця харчування, то випадковим чином вибрати один із вільних сусідніх квадратів і пересунутись у цей квадрат».

Тим часом, реактивні агенти, званіімпульсивні, також можуть мати примітивний механізм мотивації, що штовхає їх на виконання завдання, наприклад задоволення набору життєвих потреб. Йдеться підтримку енергетичного балансу чи, у ширшому плані, про умови виживання агента. Дія механізму самозбереження у агента характеризується здібностями визначення та збільшення відстані меж свого існування. Заохочування до будь-якої дії імпульсивного агента ґрунтується на таких факторах, як відхилення певної життєво важливої змінної (потреби) від норми та ваги (суб'єктивна важливість) цієї потреби.

Отже, когнітивні агенти, завдяки їх складності, наявності знань і здібностей до міркувань про свою поведінку та зовнішнє середовище, можуть бути більш автономними, ніж реактивні. Вони працюють відносно незалежно, демонструючи досить гнучку поведінку. Але все та ж складність автономних агентів, що виливається в здатність чинити опір зовнішнім впливам, викликає певні труднощі приорганізації їхньої ефективної взаємодії. Тому в складі багатоагентної системи, що включає лише інтелектуальних агентів, як правило, присутні не більше 7 + 2 автономних одиниць.

Навпаки, досить проста структура реактивних агентів, що обумовлює їх жорстку залежність від середовища. Отже, їх можливості порівняно невеликі, коли вони функціонують поодинці та обмежені своїми власними ресурсами. Однак їм легше утворити групу чи організацію, здатну гнучко адаптуватися до змін середовища під впливом механізму природного відбору. Тому реактивні агенти становлять інтерес не так на індивідуальному, але в колективному рівні, причому їх здатність адаптації та розвитку виникають спонтанно внаслідок локальних взаємодій. Таким чином, реактивні агенти, які майже не мають індивідуальності, розчиняючись у загальній масі, за рахунок свого великого числа та надмірності можуть вирішувати складні завдання. У межі відповідні багатоагентні системи можуть формуватися в результаті спонтанних взаємодій без точної специфікації окремих агентів. Подібні «хмари» або «рої» (swarms), що складаються з значної кількості рухливих, реактивних агентів, можна порівняти з надорганізмом. Взаємна адаптація та кооперація клітин у такому організмі дозволяє створити загальний ланцюг зворотного зв'язку, що забезпечує гомеостазис усієї системи.

Інтелектуальні агенти за характером інформаційної взаємодії між собою можуть поділятися на правдивих (які прагнуть передачі справжньої інформації) та брехливих (орієнтованих на дезінформацію інших агентів).

З рівнем «свободи волі», характером намірів та ставленням до партнерів пов'язані, зокрема, уявлення про благонамірені (benevolent) та зловмисні, егоїстичні (self-interested) та альтруїстичних агентах. Зокрема, вважається, що завзяті (доброзичливі) агенти завжди намагаються робити тільки те, що від них вимагається, і уникають конфліктних ситуацій.