Модель Belief-Desire-Intention

(BDI)

Докладчик: Иванов Даниил

МГУ, ВМКНоябрь 2014

Введение:Предметная область

3

Многоагентная системаОпределение

Система, образованная несколькими взаимодействующими сущностями - агентами, обладающая следующими свойствами:– Автономность– Ограниченность представления– Децентрализация

/34

4

Интеллектуальный агентОпределение

Автономная сущность, для которой характерны следующие свойства– Способна некоторым

образом воспринимать мир (через некоторые устройства восприятия)

– Способна воздействовать на мир (через некоторые устройства-манипуляторы)

– Способность обрабатывать полученную информацию и принимать решения на её основе

/34

Модель Belief-Desire-Intention

6

BDI модельЧто это такое

• Модель разработки интеллектуальных агентов

• Основана на «Теории человеческого практического рассуждения» Майкла Братмана

/34

7

BDI модельОсновные свойства

• Все динамические данные агента делятся на убеждения(belief), желания(desire) и намерения (intention)

• Агент разделяет свою деятельность на– Планирование дальнейших действий– Выполнение запланированных целей

/34

8

BDI модельУбеждения

• Убеждения (Beliefs) – это множество утверждений/фактов/логических связей которые агент считает истинными в данный момент.– Миша считает, что на улице холодно.– Автопилот самолета считает, что ветер дует с

севера.– Робот-пылесос считает, что если он проехал

по всему полу два раза – то комната стала чистой.

/34

9

BDI модельЖелания

• Желания (Desires) – это множество тех ситуаций/результатов, которых агент желал бы достичь– Миша хотел бы оказаться в тепле– Автопилот самолета хотел бы оставаться над

уровнем моря– Робот-пылесос хотел бы, чтобы в доме было

чисто

/34

10

BDI модельНамерения

• Намерения (Intentions) – это множество тех событий, которых агент собирается в данный момент достичь– Миша собирается выпить горячего кофе.– Автопилот самолета собирается сделать

поворот на пол градуса набрать 10 метров высоты.

– Робот пылесос собирается переехать в гостиную.

/34

11

BDI модельОтличие желаний от намерений

• Желания– Хочу оказаться дома– Хочу оказаться на Мальдивах– Хочу уметь летать– Хочу прочитать все книги мира

• Намерения– Собираюсь закончить читать доклад, собрать

вещи и пойти домой

/34

12

BDI модельОбщая схема внутренней работы

• Внешние события изменяют убеждения агента

• По своим убеждениям агент строит для себя “картину мира” и возможных исходов

• Желания агента определяют его основные цели, которых он будет пытаться достичь

• Намерения агента определяют план действий, которые агент будет исполнять

/34

13

BDI модельИспользование модели

Какая-нибудь реализация

Убеждения Желания Намерения

Пользователь

Работающий агент

/34

14

BDI модельПреимущества модели

• Высокоуровневость– Программист задает только правила

поведения агента и не вынужден организовывать процесс исполнения этих правил

• BDI модель способна сбалансировано распределять время между выполнением и составлением планов

/34

ПримерАгент-спасатель

16

Агент-спасательОписание задачи

• Зона поиска (белая зона) за которую агент не может выходить

• Агент (красная точка)

• Потерпевшие (синие точки)

• Препятствия (пунктирные чёрные линии)

/34

17

Агент-спасательОписание агента

• Цели:– Исследовать зону поиска и вызвать подмогу в

те координаты, где находятся потерпевшие

• Доступные действия:– Передвигаться в произвольном направлении– Проверить наличие объектов вокруг себя– Вызвать спасательный транспорт в точку

рядом с собой– Вызвать грузовой транспорт, чтобы помочь

разобрать завалы, препятствующие движению

/34

18

Агент-спасательУбеждения

• Вся зона поиска в начале неизведанна• Чтобы обследовать некоторую область -

надо переместиться в центр этой области и «проверить наличие объектов вокруг себя»

• Чтобы проехать через труднопроходимую местность – требуется вызвать грузовой транспорт рядом с этой местностью

• Чтобы помочь пострадавшему – надо подъехать к нему и «вызвать спасательный транспорт»

/34

19

Агент-спасательЖелания

• Обследовать всю зону поиска• Если обнаружен потерпевший X – то

добавить в список желаний «Помочь потерпевшему X»

• Если «Помочь потерпевшему Х» выполнено – то убрать её из списка желаний и больше не добавлять туда эту цель

• Если остались неизведанные области, но нет возможности добраться до них, и преграда Х мешает добрться в неизведанную область, то добавить желание «избавиться от преграды Х»

/34

20

Агент-спасательНамерения

1. Если есть желание «помочь потерпевшему Х» и потерпевший Х находится рядом, то вызвать спасательный транспорт

2. Если есть одно или больше желаний «помочь потерпевшему» и ни один из потерпевших не находится рядом, то переместиться к ближайшему потерпевшему

3. Если есть желания исследовать неизведанные области, то выбрать ближайшую проходимую неизведанную область, переместиться в её центр и проверить наличие объектов вокруг себя

4. Если есть желание «избавить от преграды Х», то переместиться к преграде и вызвать грузовой транспорт /34

Реализации модели BDI

22

Реализации модели BDIРеализаций много!

/34

23

Реализации модели BDIСистема PRS

• Процедурная система рассуждений (Procedural reasoning system)

• Разработана в 80-х годах и использовалась в NASA на шатле Discovery

/34

24

Реализации модели BDIСистема PRS

/34

25

Реализации модели BDIСистема PRS

• База убеждений характеризует набор убеждений (Как правило набор утверждений логики первого порядка)

• Цели характеризует набор желаний агента• Библиотека (Knowledge areas) определяет

последовательность низкоуровневых действий, применяемых для достижения определённых целей

• Намерения определяют те действия, которые выбираются из библиотеки на текущем этапе

• Интерпретатор организует работу всех модулей

/34

Язык программированияагентов GOAL

27

Язык GOALПример: задача блоков

Исходное состояние Целевое состояние

/34

28

Язык GOALКомпоненты программы

• Knowledge – набор знаний о принципах мира• Beliefs - набор знаний о текущем состоянии мира

• Goals – цели работы программы• Action rules – алгоритм, по которому определяются действия агента

• Action specifications - описание доступных действий

• Percept rules – описание реакций на события

/34

29

Язык GOALЗнания

Убеждения

/34

30

Язык GOALЦели

Определение действий

/34

31

Язык GOALОсновной модуль

/34

32

Язык GOALОбработчик событий

/34

Спасибо за внимание

Список литературы• M. Georgeff, A Rao (1995). “BDI Agents: From Theory to Practice”• B. van der Vecht (1981), “Adjustable Autonomy” • Ingrand, F., M. Georgeff, A Rao (1992). "An architecture for real-time

reasoning and system control“• Wikepedia.org :

– Belief–desire–intention software model– GOAL agent programming language– Procedural reasoning system

34/34