16、多智能体系统：模拟与应用

多智能体系统：模拟与应用

1. 核心概念介绍

1.1 化身（Avatar）

化身对应于在传统多智能体模型中代表一个实体的智能体。只要其代表的实体处于活跃状态，化身就会持续存在，并维护反映该实体状态的状态信息。其计算机制可以从简单的信息素协调（通过共享环境进行的协调）到复杂的BDI推理。一个典型的多智能体模型包含多个多智能体，因此也有多个化身。

化身观察其幽灵来决定自己的行动。根据不同的应用场景，它可能只是沿着幽灵留下的综合信息素梯度移动，或者评估单个幽灵的轨迹，以选择那些能最大化某些决策标准的轨迹。例如，在军事应用中，它可能选择风险最小或成功可能性最大的轨迹。此外，化身也可以直接释放数字信息素。比如在军事应用中，模拟目标的化身会释放目标信息素，吸引试图攻击该目标的单元的幽灵，即使目标化身本身不使用幽灵来规划自己的移动（当目标静止时就会出现这种情况）。

1.2 幽灵（Ghosts）

每个化身都会生成一系列幽灵智能体，简称幽灵。幽灵通常有有限的生命周期，在固定的时间段后或在某些特定事件发生后消失，以便为更多幽灵腾出空间。化身控制幽灵的生成速率，并且通常有多个幽灵同时处于活跃状态。

幽灵为其化身探索各种可能的行为，并生成一个数字信息素场，记录这些可能的行为，供其他智能体参考。这个信息素场是位置和时间的函数，随着幽灵释放信息素而增强，通过持续的背景蒸发去除过时信息而减弱。每个幽灵根据其附近各种信息素强度的加权（不一定是线性的）“组合函数”随机选择行动，并释放自己的信息素以记录其存在。幽灵的“程序”包括其组合函数、定义其对各种信息素敏感度的权重向量，以及组合函数中的任何其他参数。幽灵只是沿着组合函数输出定义的梯度移动。 <