Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект. Современный подход (2-е изд., 2006) (1245267), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Полностью наблюдаемые варианты среды являются удобными, поскольку агенту не требуется поддерживать какое-либо внутреннее состояние для того, чтобы быть в курсе всего происходящего в этом мире. Среда может оказаться частично наблюдаемой из-за создающих шум и неточных датчиков или из-за того, что отдельные характеристики ее состояния просто отсутствуют в информации, полученной от датчиков; например, агент-пылесос, в котором имеется только локальный датчик мусора, не может определить, имеется ли мусор в других квадратах, а автоматизированный водитель такси не имеет сведений о том, какие маневры намереваются выполнить другие водители. ° ж Детерминированная или ж стохастическая Если следуюгцее состояние среды полностью определяется текущим состоянием и действием, выполненным агентом, то такая среда называется детерминированной; в противном случае она является стохастической.
В принципе в полностью наблюдаемой детерминированной среде агенту не приходится действовать в условиях неопределенности. Но если среда — частично наблюдаемая, то может создаться впечатление, что она является стохастической. Это отчасти справедливо, если среда — сложная и агенту нелегко следить за всеми ее ненаблюдаемыми аспектами. В связи с этим часто бывает более удобно классифицировать среду как детерминированную или стохастическую с точки зрения агента. Очевидно, что при такой трактовке среда вождения такси является стохастической, поскольку никто не может точно предсказать поведение всех других транспортных средств; более того, в любом автомобиле совершенно неожиданно может произойти прокол шины или остановка двигателя.
~ В первом издании этой книги использовались термины доступная среда и недоступная среда вместо терминов полностью наблюдаемая среда и частично наблюдаемая среда; аедегермииировдавая вместо стохастячесьвй и аеэяизодячеекая вместо воеледовательиой. Применяемая в этом издании новая терминолозия более совместима со сложившейся в этой области терминологией. 87 Глава 2. Интеллектуальные агенты Описанный здесь мир пылесоса является детерминированным, но другие варианты этой среды могут включать стохастические элементы, такие как случайное появление мусора и ненадежная работа механизма всасывания (см.
упр. 2.12). Если среда является детерминированной во всех отношениях, кроме действий других агентов, то авторы данной книги называют эту среду Ъ. стратегической. ° Ж Эпизодическая или 'ж последовательная' В эпизодической проблемной среде опыт агента состоит из неразрывных эпизодов. Каждый эпизод включает в себя восприятие среды агентом, а затем выполнение одного действия. При этом крайне важно то, что следующий эпизод не зависит от действий, предпринятых в предьшуших эпизодах. В эпизодических вариантах среды выбор действия в каждом эпизоде зависит только от самого эпизода.
Эпизодическими являются многие задачи классификации. Например, агент, который должен распознавать дефектные детали на сборочной линии, формирует каждое решение применительно к текущей детали, независимо от предьшуших решении; более того, от текущего решения не зависит то, будет ли определена как дефектная следующая деталь. С другой стороны, в последовательных вариантах среды текущее решение может повлиять на все будущие решения.
Последовательными являются такие задачи, как игра в шахматы и вождение такси: в обоих случаях кратковременные действия могут иметь долговременные последствия. Эпизодические варианты среды гораздо проще по сравнению с последовательными, поскольку в них агенту не нужно думать наперед. ° гвх Статическая или ж динамическая Если среда может измениться в ходе того, как агент выбирает очередное действие, то такая среда называется динамической для данного агента; в противном случае она является статической. Действовать в условиях статической среды проще, поскольку агенту не требуется наблюдать за миром в процессе выработки решения о выполнении очередного действия, к тому же агенту не приходится беспокоиться о том, что он затрачивает на размышления слишком много времени.
Динамические варианты среды, с другой стороны, как бы непрерывно спрашивают агента, что он собирается делать, а если он еше ничего не решил, то это рассматривается как решение ничего не делать. Если с течением времени сама среда не изменяется, а изменяются показатели производительности агента, то такая среда называется 'ъ. полудинамической, Очевидно, что среда вождения такси является динамической, поскольку другие автомобили и само такси продолжают движение и в ходе того, как алгоритм вождения определяет, что делать дальше.
Игра в шахматы с контролем времени является полудинамической, а задача решения кроссворда — статической. ° ж Дискретная или ',ъ непрерывная Различие между дискретными и непрерывными вариантами среды может относиться к состоянию среды, способу учета времени, а также восприятиям и действиям агента. Например, такая среда с дискретными состояниями, как з Термин "последовательный" используется также в компьютерных науках как антоним термина "параллельный". Соответствующие два толкования фактически не связаны друг с другом. Часть В Искусственный интеллект игра в шахматы, имеет конечное количество различимых состояний.
Кроме того, игра в шахматы связана с дискретным множеством восприятий и действий. Вождение такси — это проблема с непрерывно меняющимся состоянием и непрерывно текущим временем, поскольку скорость и местонахождение самого такси и других транспортных средств изменяются в определенном диапазоне непрерывных значений, причем эти изменения происходят во времени плавно. Действия по вождению такси также являются непрерывными (непрерывная регулировка угла поворота руля и т.д.). Строго говоря, входные данные от цифровых камер поступают дискретно, но обычно рассматриваются как представляющие непрерывно изменяющиеся скорости и местонахождения. ° 'в. Одноагентная или ~ мультиагентная Различие между одноагентными и мультиагентными вариантами среды на первый взгляд может показаться достаточно простым.
Например, очевидно, что агент, самостоятельно решающий кроссворд, находится в одноагентной среде, а агент, играющий в шахматы, действует в двухагентной среде. Тем не менее при анализе этого классификационного признака возникают некоторые нюансы. Прежде всего, выше было описано, на каком основании некоторая сущность может рассматриваться как агент, но не было указано, какие сугцности должны рассматриваться как агенты. Должен ли агент л (например, водитель такси) считать агентом объект п (другой автомобиль), или может относиться к нему просто как к стохастически действующему объекту, который можно сравнить с волнами, набегающими на берег, или с листьями, трепещущими на ветру? Ключевое различие состоит в том, следует ли или не следует описывать поведение объекта д как максимизирующее личные показатели производительности, значения которых зависят от поведения агента А.
Например, в шахматах соперничающая сущность в пытается максимизировать свои показатели производительности, а это по правилам шахмат приводит к минимизации показателей производительности агента л. Таким образом, шахматы — это Ж конкурентная мультиагентная среда. А в среде вождения такси, с другой стороны, предотвращение столкновений максимизирует показатели производительности всех агентов, поэтому она может служить примером частично 'в.
кооперативной мультиагентной среды. Она является также частично конкурентной, поскольку, например, парковочную площадку может занять только один автомобиль. Проблемы проектирования агентов, возникающие в мультиагентной среде, часто полностью отличаются от тех, с которыми приходится сталкиваться в одноагентных вариантах среды; например, одним из признаков рационального поведения в мультиагентной среде часто бывает поддержка связи, а в некоторых вариантах частично наблюдаемой конкурентной среды рациональным становится стохастическое поведение, поскольку оно позволяет избежать ловушек предсказуемости.
Как и следует ожидать, наиболее сложными вариантами среды являются частично наблюдаемые, стохастические, последовательные, динамические, непрерывные и мультиагентные. Кроме того, часто обнаруживается, что многие реальные ситуации являются настолько сложными, что неясно даже, действительно ли их можно считать детерминированными. С точки зрения практики их следует рассматривать как стохастические. Проблема вождения такси является сложной во всех указанных отношениях. Глава 2. Интеллектуальные агенты В табл. 2.4 перечислены свойства многих известных вариантов среды.
Следует отметить, что в отдельных случаях приведенные в ней описания являются слишком краткими и сухими. Например, в ней указано, что шахматы — это полностью нзблюдаемая среда, но строго говоря, это утверждение является ложным, поскольку некоторые правила, касаюшиеся рокировки, взятия пешки на проходе и объявления ничьи при повторении ходов, требуют запоминания определенных фактов об истории игры, которые нельзя выявить из анализа позиции на доске. Но эти исключения из определения наблюдаемости, безусловно, являются незначительными по сравнению с теми необычными ситуациями, с которыми сталкивается автоматизированный водитель такси, интерактивная система преподавания английского языка или медицинская диагностическая система. Таблнна 2.4.
Примеры вариантов проблемной среды и их характеристик Проблемная среаа Наблюлаема я полностью нли частично Одноагентная или мультна- геятиая Статическая Дискретная Одноагент- ная Детерми- нированная Последова- тельная Полностью наблю- даемая Решение кроссворда Стохасти- ческая Последова- тельная Полудина- мическая Дискретная Мульти- агентная Полностью наблю- даемая Игра в шах- маты с кон- тролем вре- мени Стохастн- ческая Последова- тельная Статическая Дискретная Мультн- агентная Частично наблю- даемая Игра в покер Стохасти- ческая Последова- тельная Статическая Дискретная Мульти- агентная Полностью наблю- даемая Игра в нарды Стохасти- ческая Последона- тсльная Динами- ческая Непрерыв- ная Частично наблю- даемая Мульти- агентная Вождение такси Стохасти- ческая Последова- тельная Динами- ческая Непрерыв- ная Одноагснт- ная Частично наблю- даемая Медицинская диагностика Детерми- нированная Эпизоди- ческая Полудина- мическая Непрерыв- ная Одноаге нт- ная Полносп ю наблю- даемая Анализ изображений Стохасти- чсская Эпизоди- ческая Динами- ческая Непрерыв- ная Одноагс нт- ная Частично наблю- даемая Роботсортировщик деталей Стохасги- ческая Последова- тельная Динами- ческая Непрерыв- ная Одноагент- ная Частично наблю- даемая Стохасти- ческая Последова- тельная д ческая Дискретная Мульти- агентная Частично наблю- даемая Контроллер очистительной установки Интерактивная программа, обучаюшая английскому языку Дегермиииро Эпнзодичес- Статическая, Дискретная ванная, стра- кая или двнамичес- нлн непре- тепемскаа последоаа- кая илн рывиая илн стохас- тельная полудинами- тнческая ческая 90 Часть 1.
Искусственный интеллект Некоторые другие ответы в этой таблице зависят от того, как определена проблемная среда. Например, в ней задача медицинского диагноза определена как одноагентная, поскольку сам процесс развития заболевания у пациента нецелесообразно моделировать в качестве агента, но системе медицинской диагностики иногда приходится сталкиваться с пациентами, не желаюшими принимать ее рекомендации, и со скептически настроенным персоналом, поэтому ее среда может иметь мультиагентный аспект. Кроме того, медицинская диагностика является эпизодической, если она рассматривается как задача выбора диагноза на основе анализа перечня симптомов, но эта проблема становится последовательной, если решаемая при этом задача может включать выработку рекомендаций по выполнению ряда лабораторных исследований, оценку прогресса в ходе лечения и т.д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
