Интеллектуальные многоагентные коборг - системы

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ МНОГОАГЕНТНЫЕ КОБОРГ - СИСТЕМЫ

Россия, г. Москва, НИЦ АСВЛ

[e-mail]

Основная сущность коборг-технологии для диагностирования и управления сложными организованными объектами (A complicated organized objects-Coborgs) была освещена в [1,2]. Она заключается в представлении таких объектов как некоторого организованного единства всех согласованно действующих в них процессов, органов, систем или функциональных узлов, не относящиеся к животному или растительному миру, но обладающие основными свойствами живых организмов. В этом случае при проектировании систем в некоторой проблемно-ориентированной области необходимо в составе коборга: а) выделить органы (процессы, функциональные узлы или системы); б) определить возможные расстройства или заболевания, которым может подвергаться коборг в процессе жизненного цикла; в) сформулировать перечень информативных внутренних параметров состояния (ВПС) в виде различных проектных нормативов, заданных диапазонов и траекторий, предельно допустимых минимальных или максимальных величин; г) обеспечить возможность непрерывного контроля (измерения, регистрации) ВПС в реальном или псевдореальном времени. Дальнейшее построение интеллектуальной системы диагностирования и управления коборгом (SmartCoborgSystem) может производиться, например, на основе процедур использования и обработки знаний в соответствующей предметной области [3].

Коборг-технология достаточно хорошо зарекомендовала себя при создании систем диагностирования и управления локальными (сосредоточенными) объектами. Здесь укажем на металлургические агрегаты (доменные печи, агломерационные машины), при создании систем управленческого учета предприятия.

В данном докладе рассмотрена возможность применения указанного подхода к созданию интеллектуальных систем оперативного диагностирования и управления сложными мультиагентными объектами, которые мы в соответствии с основной концепцией коборг-технологии назовем мультиагентными коборгами (МА-коборги). МА-коборгами могут быть:

- действующая группа интеллектуальных роботов - агентов (ИРА);

- действующие отряды (соединения) локальных техно-коборгов (надводных и подводных судов, самоходных наземных машин, воздушных аппаратов), а также неоднородное сетецентрическое пространство;

- команда, коллектив, подразделение, персонал людей (далее команда), выполняющих определенное задание или решающих определенную задачу.

Важнейшим моментом при этом является задача представления МА-коборга адекватной совокупностью органов (процессов, узлов, систем и др.). Наиболее очевидным, но возможно не единственным решением, здесь может быть компоновка органов на функциональном принципе. Например, органами футбольной команды могут являться: оборона, полузащита и нападение. Органами группы по проведению специальной операции могут являться подразделения разведки, исполнения, прикрытия и обеспечения.

Определяющим свойством любого организма, в том числе коборга, является его состояние, которое описывается определенным числом внутренних параметров состояния (ВПС). Применительно к МА-коборгу целесообразно выделять две категории ВПС:

- индивидуальные параметры состояния (ИПС) каждого интеллектуального агента в составе соответствующего функционального органа МА-коборга. Индивидуальными параметрами состояния могут быть показатели, характеризующие действия ИРА, техно-коборга или любого интеллектуального агента при выполнении персонального задания. Причем действие агента может описываться заранее определенным числом ИПС. Например, действия агента - футболиста, представляющего конкретный орган команды (оборона, полузащита, нападение), могут быть отображаться соответствующими параметрами, характеризующими качество исполнения тактико-технических приемов в ходе игры (отборах мяча, передачах мяча партнеру, ударов по воротам противника, обводка опекуна и др.). Аналогичным образом можно характеризовать действия агента-участника специальной операции в составе определенного органа команды (отряда, группы), например, по качеству и времени исполнения тактических и физических приемов в ходе проведения операции (точность выполнения инструкций, точность стрельбы, время и место занятия исходной позиции, связь с партнерами);

- комплексные параметры состояния (КПС), характеризующие общее состояние МА-коборга по аналогии с общими параметрами состояния человеческого организма (температура тела, проявление болевых ощущений, артериальное давление, химический состав крови и мочи). Такими общими параметрами при проведении спецопераций являются: основной сценарий, время и продолжительность проведения этапов операции (подготовка, исполнение, отход, завершение), скрытность, связь, сведения о противнике и пр. В футбольной игре общими командными параметрами могут считаться: схема игры, время владения мячом, средняя дальность и точность передач, исполнение "наигранных" типовых тактических ситуаций, знание о сопернике на предстоящий матч и др.

Текущие значения и характер изменения КПС и ИПС отражают состояние и предопределяют результат деятельности или функционирования мультиагентного объекта. Очевидно, что независимо от назначения МА - коборга его эффективное функционирование возможно тогда, когда он находится в нормальном состоянии. Нормальное (заданное) состояние МА-коборга, соответствующее достижению или приближению к поставленной цели (целевой функции), обеспечивается в случае, когда его основные ВПС находятся в заданных интервалах. Так заданные интервалы ИПС удобно представлять в виде определенных нормативов, исходя из максимально достигнутых тактико-технических, физических и психологических кондиций каждого интеллектуального агента с учетом его принадлежности к определенному органу команды. В количественном выражении это означает установленный максимально допустимый процент ошибок интеллектуального агента при исполнении технических и физических приемов, тактических ситуаций, "запрограммированных" в процессе тренировочной работы. Это же относится и к общим командным параметрам состояния, планирование которых производится на каждую операцию (игру). Под функциональным расстройством или нежелательным изменением состояния МА - коборга будем понимать нарушение нормального функционирования какого-либо органа или какой-либо системы, входящих в состав этого МА-коборга, носящее периодический или постоянный характер. Как правило, расстройство организма связано с закономерным сочетанием и развитием симптомов расстройства или заболевания, представляющих собой устойчивые отклонения текущих значений ВПС от заданных диапазонов. В коборгах используются так называемые объективные симптомы, наблюдаемые в процессе его обследования в реальном или псевдореальном времени. Интеллектуальная система диагностирования производит выявление и оценку состояния каждого органа или процесса по текущему значению и тренду кривой вероятности развития расстройства в соответствии с процедурами [3] представления и использования знаний в предметной области. Затем принимается решение о принадлежности текущего стояния МА-коборга к заранее определённому нечеткому терму состояния типа: “нормальное”, “удовлетворительное”, “неудовлетворительное”, “хорошее” и т. д. Это позволяет оперативно оценивать как текущее состояние “здоровья” действующего МА-коборга, как в целом, так и его отдельных органов. Очевидно, что для таких сложных организованных объектов, не имеющих в отличии от медицины, своей собственной терминологии расстройств и заболеваний, эти приемы нечеткой логики [4] при оперативном диагностировании состояния остаются пока наиболее удобным и единственным решением.

Пример результата диагностирования оперативного состояния действующего МА-коборга (играющей футбольной команды) в первой половине матча приведен на рис 1:

Рис.1. Диаграмма состояния действующего МА-коборга.

Здесь кривые соотносятся к органам нападения ("н"), полузащиты ("п"), обороны ("о") и всей команды в целом ("к"). Вся информация о результатах диагностирования хода игры и причин расстройства отображается в блоке визуализации. Это позволяет обеспечивать тренерский штаб объективными данными для принятия своевременных решений о необходимых воздействиях на ход футбольной игры.

В заключение отметим, что предложенная Коборг-технология позволяет: а) создать универсальную основу для создания интеллектуальных систем оперативного диагностирования и управления сложными организованными объектами различного назначения; б) сократить время на разработку интеллектуальных систем и уменьшить трудоемкость их сопровождения.

Л и т е р а т у р а:

1. Соловьев системы диагностирования и

управления коборгами. В сб. «Интеллектуальные системы» Труды

Девятого международного симпозиума / Под ред. . ─ М.:

РУСАКИ. 2010. ─ 773 с.

2. Соловьев система управления сложными

организованными объектами (коборгами). Патент на изобретение

RU № 000 C2, 27.11.2011.

3. Представление и использование знаний. Пер. с япон. /Под ред.

Х. Уэно, М. Исидзука ─ М.: Мир, 1989. ─220 с., ил.

4. Прикладные нечеткие системы: Пер. с япон./Под ред. Т. Терано,

К. Асаи, М. Сугэно.─М.: Мир,1993. ─368 с., ил.