群体智能的概念辨析与研究进展及应用分析

群体智能作为我国新一代人工智能发展规划中的主攻方向之一,正成为人工智能领域关注的焦点,同时也涌现出若干新的概念和前沿课题。本文在梳理国内外相关文献研究工作的基础上,首先追溯群体智能的发展,通过对其不同发展阶段智能水平的考察,围绕群体智能的范畴进行概念辨析。基于将群体智能分为群智能和众智能两大类别的观点,给出了群体智能概念的整体性描述;进而将群体智能分为群体智能1.0阶段和群体智能2.0阶段;群体智能1.0对应的是群智能阶段,而群体智能2.0对应的是众智能阶段。其次在上述概念辨析的基础上,分别对群智能和众智能的相关研究进展进行概要论述和归纳总结,阐述了群智能进化的有关研究成果和钱学森的大成智慧学的核心内容。最后基于复杂系统理论的思想,从系统涌现的视角讨论群体智能的应用问题,针对社会系统中的集群行为、交通系统中的群体出行和集群机器人系统群体协同等,联系实际应用背景进行综述和分析。     

多智能体系统的协调控制研究综述

近年来,多智能体系统的协调控制在多机器人合作控制、交通车辆控制、无人飞机编队和网络的资源分配等领域有着广泛的应用,成为当前控制学科的一个热点问题.首先介绍了多智能体系统的研究背景、智能体的概念和相关的图论知识;然后从多智能体系统协调控制包含的几个问题入手,即群集问题、编队控制问题、一致性问题和网络优化问题等,对其国内外的发展现状进行了总结和分析;最后,给出了多智能体系统有待解决的一些问题,以促进对多智能体系统协调控制理论与应用的进一步研究.     

多线程技术在多智能体复杂系统实时模拟中的应用

针对多智能体的复杂系统模型,运用多线程技术,提出了智能体线程模型,建立了基于多智能体线程模型的复杂系统实时模拟模型,并对多线程技术在多智能体复杂系统模型计算中的应用进行了实例分析,证明了该技术在复杂系统分析中的可行性.     

基于多智能体协同的无线传感网络水产养殖监控系统

基于现有监控系统在自学习能力和监控范围方面的局限,将多智能体技术引入到规模化水产养殖监控系统中,提出了一种基于多智能体协同的无线传感网络水产养殖监控系统。系统由信息采集智能体、信息汇聚智能体、环境调节智能体、现场监控智能体和远程监控智能体组成。通过多智能体间的协作,使系统的监控能力得以增强,便于适应多变的养殖环境。试验结果表明,系统能够根据养殖环境因子的变化对养殖环境进行调节,精度满足要求,能够适应规模化水产养殖环境监控的需要。     

时延多智能体系统的编队控制

为了揭示多智能体系统的群集行为特征,研究2阶时延多智能体系统的编队控制问题.假设多智能体系统的网络拓扑是有向图、且具有一个全局可达结点,在多智能体之间的信息传输存在通信时延、信息处理存在输入时延的情况下,研究移动多智能体系统的动态编队控制.通过分析多智能体系统的运动特性,建立具有不同通信时延和不同输入时延的多智能体系统的控制协议.采用频率域的Laplace变换,分析时延通信系统的频率特性.根据Greshgorin圆盘定理,研究闭环控制系统的特征方程.应用广义Nyquist判据,得到保证多智能体系统编队控制的收敛性条件.得到的收敛性条件是一个分散式条件,该条件只采用每个结点的局部信息,与其他结点无关.应用计算机仿真验证了结论的有效性.     

多智能体足球机器人系统的协作控制

运用多智能体系统的思想,提出了一种新的多智能体系统协作控制模型,介绍了基于此模型设计的足球机器人系统的策略实现方法,通过实例分析了模型及其策略在系统协作控制方面的性能优越性．     

基于多智能体的多变量DMC研究

结合递阶动态矩阵预测控制和多智能体技术，提出了一种多智能体多变量动态矩阵控制算法，在该算法中，控制对象的每个输出变量作为一个智能体（Agent)，使用CORBA将各个Agent集成为多智能体系统，并用π演算对多智能体系统的协调过程进行了描述，最后将该算法应用在制浆生产蒸煮过程，得到了较好的控制效果。     

多智能体技术的发展和应用现状

多智能体技术是分布式人工智能领域的一个研究热点,由于它具有“智能分布”的特点和统一协调的机制,因此广泛应用于多实体共同完成某一任务的情况.本文在查阅大量文献资料的基础上对多智能体系统的主要研究内容和多智能体系统理论在诸多领域的应用现状进行了归纳和总结,并对该技术今后的研究方向进行了探讨.     

一类离散时间非线性多智能体系统的一致性

研究了离散时间非线性多智能体系统的一致性问题。针对递归非线性模型中的未知参数,利用泰勒展开式推导了投影算法辨识参数。基于把参数估计值作为参数真值的基本设计思想和自适应控制理论中的必然等价原则,利用智能体的邻居历史信息,提出了分布式自适应控制律,使得多智能体系统达到了一致性。最后用仿真验证了理论结果的有效性和可行性。     

基于多智能体的虚拟企业框架的构建与实现

根据虚拟企业的运行特点,将多智能体技术引入到虚拟企业之中,把虚拟企业中具有不同功能的管理制造单元设计成独立的智能体,构建基于多智能体的虚拟企业框架,并借助多智能体系统开发平台JAFMAS来实现系统框架的运行.这一概念的提出,不仅符合虚拟企业的发展方向,还对多智能体技术的应用推广起到一定的促进作用.     

保性的Petri网细化运算在多主体协作中的应用

针对多主体系统的构造复杂性问题,提出通过合成若干小系统来合成一个大系统,通过小系统的性质来分析合成后的系统性质。以基于合同网的动态任务分配为参考模型,逐层细化建立动态任务分配的宏观模型和主体BDI的内部结构微观模型,分别研究主体之间的协作关系和主体的内部心智状态变化,并分析了系统的有界性、无死锁性质,突出了主体的自治性和主动性的特点。     

基于博弈论的多机器人任务分配算法

为了寻找一种合理有效的多机器人任务分配算法,基于多机器人协作救火任务环境,以博弈论纳什均衡为基础,研究多机器人的任务分配问题。根据任务模型特点和纳什均衡的主要特征提出了一种基于博弈论的任务分配算法。博弈的效用函数同时考虑了距离、火势和燃烧时间等因素,机器人根据此效用函数选择行为策略,促使机器人尽快扑灭惩罚值较大的火灾而获得较大的奖励值。利用任务总收益函数值的大小评价算法的优劣性。收益函数与火势、燃烧时间和机器人扑灭火灾数有关,这切合实际救火模型。实验结果证明了该任务分配算法的有效性。     

具有安全性的合同网模型

在多Agent系统中，Agent之间的动态合作及有效的任务分配是非常关键的问题，在分析现有合同网模型的基础上，引入范例推理来确定合适的投标竞争者；并给出合同网模型的Agent结构图和Agent在投标和评标决策过程中的策略；同时分析了多agent系统安全问题，利用反抵赖协议，给出了一个具有高安全性的合同网模型协商框架。以解决多Agent系统中分布式合作求解问题和任务分配，缩小问题竞争者范围，降低了Agent之间的协同时间和通信负载，提高了工作效率；同时能够防止协作Agent反悔，保证Agent协作过程的信息安全。     

多无人机协同编队飞行控制研究现状及发展

无人机在军事和民用应用上越来越广泛,为使无人机能够更好地发挥作用,需要采用多无人机编队飞行控制来实现协同侦察、作战、防御及喷洒农药等任务.多无人机协同编队控制技术主要包括信息感知技术、数据融合技术、任务分配技术、航迹规划技术、编队控制技术、通信组网技术和虚拟/实物验证实验平台技术等.首先对国内外多无人机编队相关技术的现状和进展进行综述,然后重点对多无人机编队控制方法进行分析,并对队形设计、队形调整和队形重构等问题进行归纳总结,最后对多无人机协同编队所面临的机遇和挑战进行了展望.结果表明:目前多无人机编队飞行理论方面取得了丰硕成果,但是实物飞行试验仅能实现简单通信环境下的协同编队飞行,任务分配和航迹规划实时性不高,控制方法应对突发情况鲁棒性低,多机多传感器协同感知能力不足,欠缺对实体的仿真实现,未来的研究方向应是突破上述关键技术的不足,开展复杂感知约束和复杂通信环境下的多无人机协同编队飞行研究,提出更加有效的控制方法,并进行多无人机实物编队飞行试验,使无人机能够更好地完成既定任务.     

关于多阶段动态博弈的声誉模型

目的研究在多阶段动态博弈情况下隐蔽行为的隐性约束机制设计问题. 方法用博弈论方法和信息经济学的委托代理理论方法,建立多阶段委托代理关系约束问题重复博弈的声誉模型,对隐蔽行为的隐性约束机制进行研究. 结果与结论证明了多阶段委托代理关系中隐性约束机制的存在,给出了这种情况下有效约束条件、隐性约束机制的设计方法及部分结论.     

The Reputation Model of Multi Stage Dynamic Game

目的研究在多阶段动态博弈情况下隐蔽行为的隐性约束机制设计问题．方法用博弈论方法和信息经济学的委托代理理论方法,建立多阶段委托代理关系约束问题重复博弈的声誉模型,对隐蔽行为的隐性约束机制进行研究．结果与结论证明了多阶段委托代理关系中隐性约束机制的存在,给出了这种情况下有效约束条件、隐性约束机制的设计方法及部分结论     

基于行为的分布式多智能体系统

提出了一种基于行为的分布式多智能体结构 ,在此基础上设计并建立了一个多自主机器人系统实验平台。允许系统中的各移动机器人分布式通讯、规划和控制。系统仿真和实验结果证明了系统能正确地完成不同的任务     

基于Petri网的多Agent系统设计与实现

以面向对象Petri网OPN为语义基础,从软件体系结构的角度,建立了一种直观的多Agent系统模型MASM,可以形象地描述Agent的内部结构和动态行为。为了缩小形式化模型与系统实现之间的差距,基于MASM设计了一个多Agent系统开发工具箱MASDT,提供了多Agent系统的基本实现框架。利用MASM对智能加油站系统进行建模和分析,并用MASDT开发了智能加油站系统原型,证实了所提出的一系列理论和方法对于实际系统开发具有一定的指导意义。     

网络化控制系统离散二次型最优控制综合设计

基于网络QoS如延迟、丢包建立网络化控制系统状态方程,提出一种根据网络QoS离散化连续系统二次型代价函数及设计相应最优LQR(Linear Quadratic Regulator)控制器的方法。针对系统控制性能对网络QoS的约束,提出一种能够兼顾系统性能与网络QoS的控制与调度综合协调设计方法。仿真实验证明了提出的网络化控制离散二次型最优综合设计方法的必要性和与已有的二次型最优控制方法相比的优势。     

SMP对称多处理机系统中交叉开关的设计与实现

并行计算技术是现代科技发展的重要部分,而互连网络技术则是并行机系统中尤其重要的环节。文章分析了SMP对称多处理机系统的结构模型,基于互连网络技术设计了适合一般应用需求的交叉开关,借用中断优先级的概念提出了连接请求优先级,并设计了带优先级的调度算法。通过实际应用验证了交叉开关设计思路的正确性和结构的可扩展性。最后,分析了系统的性能并指出了在并行计算领域需要进一步努力的方向。