人工智能入门 课件 6.群智能.pptx

群智能

AI:SI2大纲什么是群智能(SI)?模拟SI进行有哪些信誉好的足球投注网站-蚁群优化算法（ACO）-粒子群优化算法（PSO）

AI:SI3PartⅠ:什么是SI?KevinKelly:“这些不起眼的组件，只要正确地组合在一起，就能产生出人意料的智能效果。”什么是群智能？

AI:SI4尽管自然界中的一些社会系统是由简单的个体组成的，但它们可以表现出一种智能的集体行为。问题的智能解决方案自然地从这些个体的自组织和交流中产生。这些系统提供了重要的技术，可用于开发人工智能系统。自然之美

AI:SI5自然界和社会中的集体行为的例子这可以被视为多智能体系统。

AI:SI6涌现Goldstein：“在复杂系统的自组织过程中，新奇、一致的结构、模式和性质的产生。”默里·盖尔曼：“从深层次的简单性中产生的表面复杂性”Bottom-upbehavior:“遵循简单规则的简单代理产生复杂的结构/行为。代理不遵循来自领导者的命令。”白蚁“大教堂”土堆是由白蚁群体建造的：这是自然界中涌现的一个经典例子

AI:SI7生物学动机：昆虫社会社会性昆虫的群体能够从刻板、不可靠、不智能且简单的昆虫个体中实现灵活、可靠、智能和复杂的系统层面性能。昆虫遵循简单规则，使用简单的局部通信（气味轨迹、声音、触觉）并且计算需求低。全局结构（例如，巢穴）可靠地由许多不可靠的个体行动涌现出来。

AI:SI8生物学动机：群落、畜群和鱼群在80年代末，克雷格·雷诺兹创建了一个名为“Boids”的动物运动模型。它根据三条简单规则产生非常逼真的运动，这些规则定义了boid的转向行为。这个模型及其变种已被用于驱动电影中的鸟、昆虫、人、鱼、羚羊等的动画效果（例如，《蝙蝠侠归来》、《狮子王》）

AI:SI9Boid规则分离：转向以避免拥挤的本地群体成员优先于其他规则的基本规则在避免与环境中的其他物体发生碰撞时也很有用。对齐：朝向本地同群伙伴的平均航向和速度转向强制保持凝聚，以保持同群伙伴在一起。也有助于避免碰撞。凝聚力：转向以朝向本地同群伙伴的平均位置移动畜群边缘的代理更容易受到捕食者的攻击有助于保持畜群在一起

AI:SI10一个应用：《狮子王》Videofrom:/471/current/notes/

AI:SI群体智能群体智能（SI）是一种基于对去中心化、自组织系统中的集体行为的研究的人工智能技术。1989年，Beni、Hackwood和Wang在细胞机器人系统的背景下首次使用了“群体智能”这一表述，用于描述简单机械代理的自组织行为。后来，该术语扩展为包括“任何受社会昆虫群落和其他动物群体集体行为启发的算法设计或分布式问题解决设备的尝试”[Bonabeau、Dorigo和Theraulaz，1999]。11

AI:ANN12群体智能（续）群体智能系统通常由相互之间以及与环境进行局部交互的大量简单代理组成。虽然通常不存在决定个体代理应如何行为的集中控制结构，但这些代理之间的局部交互往往会导致全局行为的涌现。有时被称为“集体智能”

AI:SI13群体智能的组成部分代理：与世界和其他代理（直接或间接）进行交互简单的行为例如：蚂蚁、白蚁、蜜蜂、黄蜂通信：代理如何相互交互例如：蚂蚁的信息素单个代理的简单行为+一组代理之间的通信=该组代理的涌现复杂行为

AI:ANN14间接通信信号传播：-一个代理发送一个信号，该信号被广播到环境中，并且其强度随着距离的减小而减小。-在点x处，信号可能有以下强度之一：V(x)=V(x0)/dist(x,x0)V(x)=V(x0)/dist(x,x0)2路径-代理留下“放射性碎屑”形成路径-一个代理跟随路径，使路径逐渐变淡，直到消失

AI:SI15间接通信黑板系统-一个公共区域（共享内存），代理可以在其中交换信息、数据和知识。-黑板=强大的分布式知识计算范例-代理=知识源（KS）IntelligentAgentsIntelligentAgentsIntelligentAgentsBlackboardMessageReplyAgentsIntelligentAgentsIntelligentAgentsIntelligentAgentsIntelligentAgentsIntelligentAgentsIntelligentAgents

AI:SI16直接通信Actor语言一个Actor执行一系列动作以回复接收到的消息言语行为理论言语行为具有以下三个方面：Locution=说话者的物理表达Illocution=说话者话语的意图意义（施为）Perlocution=Locution产生