Современные тенденции развития мультиагентных систем

Основные тренды мультиагентных технологий
Нагоева О. В.
Институт информатики и проблем регионального управления КБНЦ РАН
Агент может быть определен как автономная, проблемно-ориентированная
вычислительная сущность, способная к эффективным операциям в динамических и
открытых средах. Агенты часто развертываются в средах, в которых они взаимодействуют
и сотрудничают с другими агентами (в том числе с людьми), возможно имеющими
конфликтующие цели. Такие среды известны как мультиагентные системы.
Мультиагентные системы предлагают эффективные модели для представления
сред реального мира с соответствующей степенью сложности и динамики. Типичные
области применения - моделирование экономических, социальных и биологических сред.
Например, моделирование воздействия изменения климата на биологические популяции,
или моделирование воздействия общественно-политических решений на социальное, или
политическое поведение.
Моделирование на основе агентных технологий помогает: социальным структурам
и учреждениям строить правдоподобные объяснения наблюдаемых явлений,
проектировать организационные структуры и оценивать политические и управленческие
решения. В области моделирования физических систем – разрабатывать
интеллектуальные здания, системы управления движением, моделировать биологические
популяции. В настоящее время агентные технологии находят применение в программных
системах всех типов, включая электронную коммерцию и информационное
представительство.
Агентные системы, конечно, не являются панацеей для решения этих больших
проблем. Однако, они продемонстрировали, что способны обеспечить конкретные
конкурентные преимущества, такие как:

Улучшение
операционной
устойчивости
с
использованием
интеллектуального восстановления неполадок;

Уменьшение издержек путем вычисления наиболее эффективной
закупочной политики на он-лайновых рынках и увеличение эффективности процессов
производства в динамических средах.
В последние годы наблюдается развитие большого количества технологий
промежуточного программного обеспечения (middleware), что способствовало появлению
систем промышленного уровня (и качества). Такая технологическая инфраструктура
разнится от низкоуровневых беспроводных коммуникационных протоколов, таких, как
Bluetooth, до технологий высокоуровневых Web-служб. В дополнение к этому, они также
охватывают диапазон устройств с ограниченными возможностями от мобильных
телефонов и карманных компьютеров до рабочих станций и высокопроизводительных
компьютеров. Только с 1999 года с появлением эффективных сервисно-ориентированных
технологий (Jini) и интегрирующих вычислительных технологий ( Bluetooth) эти
подлинно динамические сетевые системы стало возможным построить без существенных
вложений в развитие базовой инфраструктуры.
В особенности, начиная с 2002 года, с появлением Grid-вычислений и решений,
обеспечивающих
вызовы
широкомасштабных
Web-служб,
назрела
реальная
необходимость обеспечения эффективных решений для высокоуровневых проблем, таких
как коммуникация, координация и безопасность. Рассмотрим некоторые технологии,
играющие важную роль в поддержке агентных систем.
Jini – это набор сетевых технологий и протоколов, цель которого упростить
динамический поиск он-лайновых служб. Это – Java-центричная технология,
базирующаяся на понятии федеративных поисковых служб, обеспечивающих доступ к
службам, зарегистрированным в поисковых службах.
UPnP – предназначена для того, чтобы сделать возможной интеграцию устройств,
базирующихся на наборе технологий, минимизирующих требования к подлежащим сетям,
участвующим в обеспечении взаимодействия.
JXTA – это проект, направленный на создание набора платформо- и программно
независимых
XML- ориентированных протоколов для коммуникации в сетях с
равноправными узлами.
Bluetooth – это открытый стандарт для беспроводной передачи, базирующийся на
дешевой коротковолновой радиосвязи. Он призван играть важную роль в упрощении
поиска устройств с ограниченными возможностями и построении динамических сетей.
Другие технологии, такие, как Gnutella для разделения файлов, или для
однорангового разделения файлов, обеспечивают потенциальную инфраструктуру и
службы, которые могут быть улучшены с помощью агентных технологий.
В общем, становится ясно, современное развитие технологий все более и более
связано с проблематикой, которая в течение долгого времени изучается мировым
сообществом исследователей и разработчиков агентных технологий.
В частности, оно отвечает некоторым основным требованиям инфраструктуры
агентных систем, таким, как стандартизованные средства поиска и коммуникации между
гетерогенными службами. Это определяет две ясных и взаимосвязанных тенденции.
Первая – поддерживающие технологии возникают очень быстро. Например, часто
исследовательская проблема с конкретного элемент инфраструктуры перерастает в один
из высокоуровневых вопросов, затрагивающих эффективную координацию и
взаимодействие между службами.
Во-вторых, очень большое количество систем строятся и проектируются с
использованием этой возникающей инфраструктуры и становятся все более
агентоподобными, так как их разработчики сталкиваются с теми проблемами, решением
которых агентное сообщество уже занималось в прошлом.
Исследованиям в области агентных технологий предстоит пройти долгий путь
развития. Мы уже наблюдаем их применение в специальных приложениях и
технологических проектах, но это всего лишь первая волна проблемно-ориентированных
решений на базе этой технологии. Например, Magenta Technologies – британская
компания, специализирующаяся на применении агентов для оптимизации логистики; она
осуществляет разработку и предустановку решения для компании-нефтеперевозчика, но
система еще пока полностью не развернута.
Интересно то, что в качестве домена, на который оказывают влияние агенты,
компьютерные программы опустились на довольно низкую позицию в списке после
здравоохранения и наравне с оптовой и розничной торговлей.
По оценкам наблюдателей [1] считается вероятным, что более широкое
развертывание агентных технологий осуществится не ранее ближайших шести лет. При
этом частичное внедрение агентных технологий (таких как автоматическое ведение
переговоров) как части электронной коммерции будет достигнуто к 2007 году. Также, по
некоторым оптимистичным оценкам, считается, что издержки на развитие агентных
технологий начнут перекрываться доходами от их применения не ранее 2009 года. На
рисунке 1 приведена динамика развития основных направлений агентных технологий.
Рисунок 1. Временной ряд появления основных агентных технологий
(приводится по работе [1]).
В настоящее время в мире предпринимаются значительные усилия по развитию и
продвижению агентных технологий.
Например, проект AgentLink призван координировать деятельность в области
технологий информационного общества (Information Society) по теме агентных
вычислений в соответствии с 6-ой рамочной программой (FrameWork 6) Европейской
комиссии в 2004 и 2005 годах [1].
Таким образом, анализ современных тенденций развития мультиагентных систем
показывает, что они являются приоритетной областью развития информационных
технологий в мире. В настоящее время уже набирает обороты коммерциализация и
ширится круг применений агентных технологий. При этом сохраняется высокая
исследовательская активность, общая тенденция которой – развитие интерфейсов и
интеллектуальности агентных систем. На наш взгляд, на фоне общего пока еще
заниженного интереса отечественных исследователей и разработчиков весьма
перспективными являются также исследования в области создания человеко-агентных
систем с применением архитектуры человекоподобных агентов в виртуальных средах,
проводимых в Институте информатики и проблем регионального управления КБНЦ РАН
[2] В этой связи, авторы считают, что в ближайшее десятилетие будут актуальны и
востребованы исследования также в области преодоления сложности и трудоемкости, с
созданием идеологии и процедур масштабирования, разработки решений на основе
параллельных вычислений, с применением аппаратных нейросетевых архитектур.
Именно развитие наукоемкого сектора агентных технологий является направлением,
которое может дать отечественным исследователям и разработчикам объективную
возможность принять участие в формировании еще одного нового обширного рынка
информационных технологий в качестве активного игрока.
Литература
1.
Agent technology roadmap. Ed. By M. Luck. Consultation Report. University of
Southhampton, 2004.
2.
Нагоев З. В., Бозиев А. И., Буздов Б. К. Человекоподобный агент в
виртуальной физически корректной среде. Известия КБНЦ РАН, Нальчик, 2005.