68、多智能体系统的博弈论基础

多智能体系统的博弈论基础

1. 引言

多智能体系统大致可分为两类：合作系统和非合作系统。在合作系统中，所有智能体共享一个共同目标，并为实现该目标而充分合作，这种情况通常出现在所有智能体由单一所有者控制时，比如多机器人探索或搜索救援任务。而在非合作系统中，每个智能体都有自己的欲望和偏好，这些可能与其他智能体的相冲突，例如在电子商务环境中，智能体代表电子市场中的不同参与者，所有参与者都试图最大化自己的效用。

即使是合作智能体，确保多智能体系统的顺利运行也并非易事，这受到多种因素的影响，从不可靠的通信渠道到计算限制等。引入非合作智能体则进一步增加了问题的复杂性，因为需要激励智能体选择理想的行动方案。博弈论作为数学经济学的一个分支，恰好可以为分析由自利智能体组成的多智能体系统提供理论基础，它对有偏好的实体的行为进行建模和分析。

接下来，我们将简要介绍博弈论的基础，包括基本概念的正式定义，并通过直观的例子说明其应用。我们先从正常形式的博弈开始讨论，即所有玩家对彼此的偏好有完全信息，并同时选择行动的博弈。

2. 正常形式的博弈

在博弈论中，博弈是多个自利智能体之间的交互。对于所有参与者了解彼此喜好并同时选择行动的博弈，需要明确以下几个组成部分：
- 智能体集合 ：参与博弈的智能体或玩家集合。
- 行动集合 ：每个智能体可选择的行动或策略集合，选定的行动向量称为行动配置文件。
- 可能结果集合 ：集体行动的结果，目前假设结果是确定性的，由所有智能体选择的行动唯一确定。
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