微课3-1 智能体及其行为.pptx

;;智能体（Agents）是指能自主活动的软件或者硬件实体，它是人工智能领域中一个很重要的概念，任何独立的能够思考并可以同环境交互的实体都可以抽象为智能体。我们可以把人工智能进一步定义为“对从环境中接受感知并执行行动的智能体的研究”。

“智能体”概念既能概括以机器为载体的人工智能，也能概括以有机体为载体的生物智能——生物就是感知环境并适应环境的有机智能体。更一般地，“智能是系统通过获取和加工信息而获得的一种能力，从而实现从简单到复杂的演化”，这也同时涵盖了生物智能和机器智能。;任何通过传感器感知环境并通过执行器作用于该环境的事物都可以被视为智能体。我们从检查智能体、环境以及它们之间的耦合，观察到某些智能体比其他智能体表现得更好，可以自然而然地引出理性智能体的概念，即行为尽可能好。智能体的行为取决于环境的性质。

图4-2智能体通过传感器和执行器

与环境交互;一个人类智能体以眼睛、耳朵和其他器官作为传感器，以手、腿、声道等作为执行器。机器人智能体可能以摄像头和红外测距仪作为传感器，各种电动机作为执行器。软件智能体接收文件内容、网络数据包和人工输入（键盘／鼠标／触摸屏／语音）作为传感输入，并通过写入文件、发送网络数据包、显示信息或生成声音对环境进行操作。

环境可以是一切，甚至是整个宇宙。实际上，我们在设计智能体时关心的只是宇宙中某一部分的状态，即影响智能体感知以及受智能体动作影响的部分。;我们使用术语感知来表示智能体的传感器知觉的内容。一般而言，一个智能体在任何给定时刻的动作选择，可能取决于其内置知识和迄今为止观察到的整个感知序列，而不是它未感知到的任何事物。通过为每个可能的感知序列指定智能体的动作选择，或多或少地说明了关于智能体的内容。

从数学上讲，智能体的行为由智能体函数描述，该函数将任意给定的感知序列映射到一个动作。智能体函数是一种抽象的数学描述，而智能体程序是一个具体的实现，可以在某些物理系统中运行。;理性智能体是做正确事???的事物。人工智能通常通过结果来评估智能体的行为。当智能体进入环境时，它会根据接受的感知产生一个动作序列，这会导致环境经历一系列的状态。如果序列是理想的，则智能体表现良好，这个概念由性能度量描述，评估任何给定环境状态的序列。;人类有适用于自身的理性概念，它与成功选择产生环境状态序列的行动有关，这些环境状态序列从人类的角度来看是可取的。但是机器没有自己的欲望和偏好，至少在最初，性能度量是在机器设计者的头脑中或者是在机器受众的头脑中。一些智能体设计具有性能度量的显式表示，而在其他设计中，性能度量完全是隐式的，智能体可能会做正确的事情，但它不知道为什么。

应该确保“施以机器的目的是我们真正想要的目的”，但是正确地制定性能度量可能非常困难。作为一般规则，更好的做法是根据一个人在环境中真正想要实现的目标，而不是根据认为智能体应该如何表现来设计性能度量。;在任何时候，理性取决于以下4方面：

（1）定义成功标准的性能度量；

（2）智能体对环境的先验知识；

（3）智能体可以执行的动作；

（4）智能体到目前为止的感知序列。

于是，对理性智能体的定义是：对于每个可能的感知序列，给定感知序列提供的证据和智能体所拥有的任何先验知识，理性智能体应该选择一个期望最大化其性能度量的动作。;我们需要仔细区分理性和全知。全知的智能体能预知其行动的实际结果，并据此采取行动，但在现实中，全知是不可能的，理性不等同于完美。理性使期望性能最大化，而完美使实际性能最大化。

要求理性智能体不仅要收集信息，还要尽可能多地从它所感知到的东西中学习。智能体的初始配置可以反映对环境的一些先验知识，但随着智能体获得经验，这可能会被修改和增强。;有了理性的定义，构建理性智能体还必须考虑任务环境，它本质上是“问题”，理性智能体是“解决方案”。首先是指定任务环境，然后展示任务环境的多种形式。任务环境的性质直接影响到智能体程序的恰当设计。;讨论简单真空吸尘器智能体的理性时，必须为其指定性能度量、环境以及智能体的执行器和传感器，这些都归在任务环境的范畴下，称其为PEAS（Performance，Environment，Actuator，Sensor，性能、环境、执行器、传感器）描述。在设计智能体时，第一步始终是尽可能完整地指定任务环境。;人工智能中可能出现的任务环境范围非常广泛。然而，我们可以确定少量的维度，并根据这些维度对任务环境进行分类。这些维度在很大程度上决定了恰当的智能体设计以及智能体实现的主要技术系列的适用性。首先我们列出维度，然后分析任务环境，阐明思路。

最困难的情况是部分可观测的、多智能体的、非确定性的、序贯的、动态的、连