AI Agent系列(9):环境自适应与群体共识涌现

AI Agent系列(9):环境自适应与群体共识涌现

一、分布式认知共振原理

1. 量子化信念传播算法

import networkx as nx
import torch

class QuantumConsensus:
    def __init__(self, num_agents=10):
        self.graph = nx.watts_strogatz_graph(num_agents, 4, 0.3)
        self.belief_states = torch.rand(num_agents, 128)  # 128维认知量子态
  
    def entanglement_step(self):
        """通过环境介质进行波函数纠缠"""
        adjacency = torch.tensor(nx.adjacency_matrix(self.graph).todense(), dtype=torch.cfloat)
        combined_states = adjacency @ self.belief_states
        # 冯·诺依曼测量投影
        self.belief_states = torch.real(torch.fft.ifft(combined_states.abs() * torch.exp(1j * combined_states.angle())))

class EnvironmentalMedium:
    def __init__(self):
        self.metric_tensor = torch.randn(256,256)
      
    def protocol_diffusion(self, messages):
        """在黎曼流形上执行信息扩散"""
        distorted = messages @ self.metric_tensor.t()
        return 0.5*(distorted + distorted.T)  # 保持对称性的流形投影

2. 自洽场方程

共识动力学方程
iℏ∂Ψ∂t=[−ℏ22m∇2+V(x)+β∑j≠i∣Ψj∣2]Ψi i\hbar\frac{\partial \Psi}{\partial t} = \left[ -\frac{\hbar^2}{2m}\nabla^2 + V(\mathbf{x}) + \beta \sum_{j\neq i} |\Psi_j|^2 \right] \Psi_i itΨ=2m22+V(x)+βj=iΨj2Ψi
其中β\betaβ表征智能体间认知耦合强度,V(x)V(\mathbf{x})V(x)为环境势场


二、群体智能相位同步

1. 临界态同步器

import numpy as np

class KuramotoSwarm:
    def __init__(self, n_oscillators=50):
        self.frequencies = np.random.normal(1.0, 0.2, n_oscillators)
        self.phasors = np.random.rand(n_oscillators)*2*np.pi
      
    def sync_operator(self, K=0.5):
        """实施非线性耦合(含记忆回响效应)"""
        phase_diff = np.subtract.outer(self.phasors, self.phasors)
        coupling = K * np.sin(phase_diff).mean(axis=1)
        delta_theta = self.frequencies + coupling + 0.1*np.sin(self.phasors*2)  # 混沌扰动项
        self.phasors += delta_theta * 0.01
        return np.abs(np.exp(1j*self.phasors).mean())  # 同步阶参数

class CriticalityController:
    def __init__(self):
        self.history = []
      
    def adjust_coupling(self, sync_param, target=0.8):
        """基于神经胶质细胞启发的负反馈调节"""
        error = sync_param - target
        self.history.append(error)
        integral = np.trapz(self.history[-10:])
        return 1.5 / (1 + np.exp(3*integral))  # 类PID控制律

2. 相变检测定理

令群体序参量η(t)=∣1N∑eiθj∣\eta(t)=\left|\frac{1}{N}\sum e^{i\theta_j}\right|η(t)=N1eiθj,当功率谱满足:
S(f)∝f−α,α>1.5 S(f) \propto f^{-\alpha}, \alpha > 1.5 S(f)fα,α>1.5
时系统处于自组织临界态,其中fff为时间序列波动频率


三、环境形变响应模型

1. 认知弹性张量

几何形变方程
δgμν=Tμνcog−Λhμν+∇μϕ∇νϕ \delta g_{\mu\nu} = T_{\mu\nu}^{cog} - \Lambda h_{\mu\nu} + \nabla_\mu \phi \nabla_\nu \phi δgμν=TμνcogΛhμν+μϕνϕ
式中TcogT^{cog}Tcog为认知能量-动量张量,ϕ\phiϕ表示环境信息势场

2. 适应性重配准算法

class CognitiveManifold:
    def __init__(self, embed_dim=3):
        self.christoffel = np.zeros((embed_dim, embed_dim, embed_dim))
      
    def parallel_transport(self, vector, delta_x):
        """执行张量场的李导数传输"""
        return vector + np.einsum('ijk,j,k->i', self.christoffel, vector, delta_x)

class EnvironmentalDeformation:
    def metric_learning(self, stress_energy):
        # 使用爱因斯坦张量进行度规演化
        einstein_tensor = 0.5*(stress_energy - 0.5*stress_energy.trace()*np.eye(3))
        self.metric += 0.01 * einstein_tensor

3. 适应性收敛判据

双曲守恒律
∇μTtotalμν=κJenvν \nabla_\mu T^{\mu\nu}_{total} = \kappa J^\nu_{env} μTtotalμν=κJenvν
其中JenvνJ^\nu_{env}Jenvν为环境信息流密度四维矢量,κ\kappaκ为认知粘性系数


环境交互的三重表征

  1. 量子共振通道:Γres∝ℏωD\Gamma_{res} \propto \sqrt{\hbar \omega D}ΓresωD
  2. 流体力学极限:∂ρ∂t+∇⋅(ρv)=σ∇2μ\frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot (\rho v) = \sigma \nabla^2 \mutρ+(ρv)=σ2μ
  3. 拓扑缺陷生成:∮CAμdxμ=2πn(n∈Z)\oint_C A_\mu dx^\mu = 2\pi n \quad (n\in\mathbb{Z})CAμdxμ=2πn(nZ)
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