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第9章多智能体网络与通信主讲：赵春晓

9.1智能体网络与通信问题9.2基于广播通信的机器人聚集9.3探测器和排雷机器人的点到点通信第9章多智能体网络与通信

第9章多智能体网络与通信9.1.1引言 9.1.2智能体通信方式 9.1.3智能体通信模型 9.1.4智能体通信语言

智能体是一个物理或者抽象的实体，它可以通过感应器来感知周围的环境并通过效应器作用于自身，且还能与其它的智能体进行通信。单个智能体相对“低能”，它们所具备的的感知、存储与计算通信的能力相对来说十分有限。若仅仅依靠个体自身，智能体无法完成复杂的任务。然而，假如一群智能体通过一定的规则组成多智能体网络之后，它们就能实现协同合作，对信息进行计算与处理，并将此（经过处理或者没有经过处理的）信息与邻居智能体交换，从而作为整体去完成某项复杂的任务。1.多智能体通信与交互

从个体与系统的角度分析，多智能体网络具有“个体智能+通信网络=整体运动行为”特点。其中，“个体智能”是指组成群体系统的每个个体都具有一定的自主能力，包括一定程度的自我运动控制、局部范围内的信息传感、处理和通信能力等。1.多智能体通信与交互

通信是多智能体之间进行交互和组织的基础。通过通信，多智能体系统中的智能体了解其他智能体的意图、目标和动作以及当前环境状态等信息，进而进行有效地协商，协作完成任务。1.多智能体通信与交互

在现实生活中，复杂多智能体网络随处可见，如互联网、交通网、智能电网、社交网络、生态网络、经济网络、移动机器人网络、无线传感器网络等都是比较典型的多智能体网络。通过通信，智能体之间可以得到更多的环境信息和任务信息，并且获得其他智能体的意图和动作，从而更好的和其他智能体进行协调完成任务，提高协作效率，改善群体性能。1.多智能体通信与交互

通信是智能体之间进行信息共享、任务分配和组织交互的基础。一般来说智能体之间的通信分为显式通信和隐式通信两种。（1）显式通信显式通信是多智能体系统通过特定的介质进行通信，以共同制定的规则或者特定的协议来实现信息的传递，因此可以使信息、数据在智能体个体中间高效的、快速的进行传递和交换。在显示通信中，智能体以及智能体间的连接关系（网络中的节点以及节点间的连接方式）是多智能体网络中最基本、最重要的两个元素。节点代表了网络系统中的智能体，边则代表了智能体间的相互作用关系。2.显式通信和隐式通信

通信是智能体之间进行信息共享、任务分配和组织交互的基础。一般来说智能体之间的通信分为显式通信和隐式通信两种。（1）显式通信显式通信是多智能体系统通过特定的介质进行通信，以共同制定的规则或者特定的协议来实现信息的传递，因此可以使信息、数据在智能体个体中间高效的、快速的进行传递和交换。在显示通信中，智能体以及智能体间的连接关系（网络中的节点以及节点间的连接方式）是多智能体网络中最基本、最重要的两个元素。节点代表了网络系统中的智能体，边则代表了智能体间的相互作用关系。2.显式通信和隐式通信

（2）隐式通信隐式通信是智能体之间没有通过特定的规则或者协议来进行彼此间信息和数据的传递和交换，而是通过智能体本身的传感器来获取周围环境对自己有用的信息来实现群体间的协作。例如蚂蚁通过自身获取彼此留下的某种化学物质来传递和获取食物的位置。表示网络的方法是通过链接隐式地表示没有显式连接的网络。2.显式通信和隐式通信

当使用这种方法时，每个agent通过列表或其他数据结构跟踪它们的连接。这种方法可能比显式表示更可取，因为它需要更少的智能体（因为链接是智能体的一种类型），并且在观察模型运行时，可能会使用更少的内存和资源来刷新屏幕。但是，这种方法使连接哪些节点变得不那么明显，因为所有链接都是在每个节点内部管理的，并且不容易看到。2.显式通信和隐式通信

以鱼群为例，单只鱼的感知、计算与通信能力有限，落单的鱼极有可能会被捕食者吃掉，而当单条鱼加入到某鱼群之后，鱼群中的所有鱼就可以高效地寻找食物、迁徙、防御天敌的攻击、繁衍生息。例如车流的形成和维持过程中，每个司机通常只能根据其前后左右的相邻车辆的运动状态（相对距离和速度）来调整自己的运动状态。基于共同的加速或减速规则，可以形成车流在整体上的有序运动。2.显式通信和隐式通信

第9章多智能体网络与通信9.1.1引言 9.1.2智能体通信方式 9.1.3智能体通信模型 9.1.4智能体通信语言

一般采用TCP/IP协议，在通信双方Agent间建立直接的物理连接链路。TCP/IP协议能够保证信息包的安全到达，实现了端到端的确认。物理连接意味着一个Agent必须知道系统中别的Agent的位置。1.点到点方式