[科普中國]-多智能體系統(tǒng)

多智能體系統(tǒng)(multi-agent system,MAS) 是一種全新的分布式計(jì)算技術(shù)。自20 世紀(jì)70年代出現(xiàn)以來得到迅速發(fā)展，目前已經(jīng)成為一種進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)分析與模擬的思想方法與工具。

定義一個(gè)多智能體系統(tǒng)（multi-agent system，縮寫M.A.S.），是由一個(gè)在一個(gè)環(huán)境中交互的多個(gè)智能體組成的計(jì)算系統(tǒng)。多智能體系統(tǒng)也能被用在解決分離的智能體以及單層系統(tǒng)難以解決的問題。智能可以由一些方法，函數(shù)，過程，搜索算法或加強(qiáng)學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)。盡管存在相當(dāng)大的重疊，然而一個(gè)多智能體系統(tǒng)并不總是一個(gè)基于智能體的模型（ABM）表現(xiàn)一致。ABM的目標(biāo)是尋找遵循簡單規(guī)則的智能體（這些智能體不需要體現(xiàn)出太強(qiáng)的“智慧”）集體行為的解釋，通常在自然系統(tǒng)又或者解決具體的工程問題。ABM的術(shù)語經(jīng)常在學(xué)術(shù)界被運(yùn)用，而MAS的術(shù)語經(jīng)常在工程技術(shù)中運(yùn)用。多主體系統(tǒng)的研究課題可以給予一個(gè)合適的視角去觀察網(wǎng)絡(luò)貿(mào)易，災(zāi)害應(yīng)對以及社會(huì)結(jié)構(gòu)建模。1

實(shí)際應(yīng)用多智能體系統(tǒng)已經(jīng)在各種實(shí)際領(lǐng)域應(yīng)用。

由多智能體構(gòu)成的智能分布式交通信號(hào)控制系統(tǒng)已經(jīng)在城市復(fù)雜路網(wǎng)擁堵地區(qū)使用顯著提高通行效率，降低等待時(shí)間，并減少尾氣排放。2

分布式計(jì)算在計(jì)算器科學(xué)中，分布式計(jì)算（英語：Distributed computing），又譯為分散式運(yùn)算。這個(gè)研究領(lǐng)域，主要研究分布式系統(tǒng)（Distributed system）如何進(jìn)行計(jì)算。分布式系統(tǒng)是一組計(jì)算機(jī)，透過網(wǎng)上相互連接傳遞消息與通信后并協(xié)調(diào)它們的行為而形成的系統(tǒng)。組件之間彼此進(jìn)行交互以實(shí)現(xiàn)一個(gè)共同的目標(biāo)。把需要進(jìn)行大量計(jì)算的工程數(shù)據(jù)分割成小塊，由多臺(tái)計(jì)算機(jī)分別計(jì)算，再上傳運(yùn)算結(jié)果后，將結(jié)果統(tǒng)一合并得出數(shù)據(jù)結(jié)論的科學(xué)。分布式系統(tǒng)的例子來自有所不同的面向服務(wù)的架構(gòu)，大型多人在線游戲，對等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

目前常見的分布式計(jì)算項(xiàng)目通常使用世界各地上千萬志愿者計(jì)算機(jī)的閑置計(jì)算能力，通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸（志愿計(jì)算）。如分析計(jì)算蛋白質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)藥物的Folding@home項(xiàng)目，該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)龐大，需要驚人的計(jì)算量，由一臺(tái)計(jì)算機(jī)計(jì)算是不可能完成的。雖然現(xiàn)在有了計(jì)算能力超強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算器，但這些設(shè)備造價(jià)高昂，而一些科研機(jī)構(gòu)的經(jīng)費(fèi)卻又十分有限，借助分布式計(jì)算可以花費(fèi)較小的成本來達(dá)到目標(biāo)。1

分布式計(jì)算項(xiàng)目Climateprediction.net：模擬百年以來全球氣象變化，并計(jì)算未來地球氣象，以對付未來可能遭遇的災(zāi)變性天氣。

Quake-Catcher Network（捕震網(wǎng)）：借由日漸普及的筆記本電腦中內(nèi)置的加速度計(jì)，以及一個(gè)簡易的小型USB微機(jī)電強(qiáng)震儀（感測器），創(chuàng)建一個(gè)大的強(qiáng)震觀測網(wǎng)?？捎糜诘卣鸬募磿r(shí)警報(bào)或防災(zāi)、減災(zāi)等相關(guān)的應(yīng)用上。

World Community Grid（世界社群網(wǎng)格）：幫助查找人類疾病的治療方法，和改善人類生活的相關(guān)公益研究，包括艾滋病、癌癥、流感病毒等疾病及水資源復(fù)育、太陽能技術(shù)、水稻品種的研究等。

D2OL：研究新藥物。

DPAD：設(shè)計(jì)粒子加速器。

Einstein@Home：于2005年（定為世界物理年）的這一年開始的項(xiàng)目，預(yù)計(jì)是要找出脈沖星的引力波，驗(yàn)證愛因斯坦的相對論預(yù)測。

Find-a-Drug：并行運(yùn)行一系列項(xiàng)目，用來尋找一些危害人類健康的重大疾病的藥物。項(xiàng)目目標(biāo)包括瘧疾、艾滋病、癌癥、呼吸道系統(tǒng)疾病等等。

FightAIDS@home：研究艾滋病的生理原理和相關(guān)藥物。

Folding@home：了解蛋白質(zhì)折疊、聚合以及相關(guān)疾病。

GIMPS：尋找新的梅森素?cái)?shù)。

SETI@home：通過運(yùn)行屏幕保護(hù)程序或后臺(tái)程序來分析世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡所收到的、可能含有外星智能信號(hào)的射電波。

SOB：解決謝爾賓斯基問題。

United Devices：綜合科學(xué)性運(yùn)算，主攻醫(yī)藥領(lǐng)域，以尋找抗癌藥物和天花疫苗為主。

Distributed.net：2002年10月7日，以破解加密術(shù)而著稱的Distributed.net宣布，在經(jīng)過全球33.1萬名計(jì)算機(jī)高手共同參與，苦心研究了4年之后，他們已于2002年9月中旬破解了以研究加密算法而著稱的美國RSA數(shù)據(jù)安全實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的64位密匙——RC5-64密匙。目前正在進(jìn)行的是RC5-72密匙。

最優(yōu)Golomb尺問題（OGR）。所謂Golomb尺是指在一個(gè)固定整數(shù)長度的尺上不等長地劃分最少的刻度，并且不存在這樣的兩對刻度使得每對刻度量出的長度相等的問題。例如OGR-6是在6cm的尺上按0、1、4、6劃分刻度，即可連續(xù)量度1、2、3、4、5、6cm的每一距離。最優(yōu)Golomb尺OGR-22、23、24、25（Phase1）均已解決，目前正在進(jìn)行的是OGR-25（Phase2）。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

曹慧慧 - 副教授 - 中國礦業(yè)大學(xué)