19、开发自组织多智能体系统：结合仿真与形式化工具

开发自组织多智能体系统：结合仿真与形式化工具

1. 引言

在开发自组织多智能体系统（MAS）时，面临着诸多独特的挑战。例如，将自组织机制嵌入现有MAS，或者从头开始设计自组织系统（SOS），这些问题在当前的面向智能体软件工程（AOSE）方法中并不常见。

现有的AOSE方法大多侧重于设计阶段的问题，而对运行时的问题关注较少。然而，自组织系统的动态特性使得在设计阶段就考虑运行时问题变得至关重要。因此，我们需要一种能够在设计阶段预览和分析全局系统动态的方法，以确保系统能够在运行时表现出预期的行为。

2. 现有方法学问题

目前，面向智能体系统的开发得到了多种软件工程方法的支持。不同的方法学有不同的侧重点和适用范围，如下表所示：
| 方法学 | 关注点 |
| ---- | ---- |
| Gaia方法学 | 主要关注智能体内部问题 |
| SODA方法学 | 针对智能体之间的社会维度 |
| ADELFE | 适用于自适应MAS理论 |

将自组织机制嵌入现有MAS或从头开始设计SOS会带来一些特殊问题。当前的AOSE方法对核心元素（如环境）的支持有限，且更关注设计时方面而非运行时方面。通常假设系统设计完成后结构不会改变，但自组织系统的动态特性使得这种假设不再适用。

为了解决这些问题，我们需要在设计阶段考虑运行时问题，提高目标系统的自主性和适应性。同时，在开发SOS时，我们需要回答如何设计单个环境智能体的行为以确保期望属性的出现这一问题。常见的方法有两种：
- 分解法：通过分解问题来设计特定策略，但仅适用于有限的简单场景。
- 逆向工程法：观察实现类似结果