生成式藝術(shù)和算法創(chuàng)作10-響應(yīng)式智能體和智能架構(gòu)

上一篇我們了解了人工智能體的概念和在創(chuàng)作領(lǐng)域的應(yīng)用漩绵。今天我們來(lái)看看其中一種重要的智能體:響應(yīng)式智能體。

Langton's ant

蘭頓螞蟻(Langton's ant)是元胞自動(dòng)機(jī)的例子法褥。它由 Christopher Langton 在 1986 年提出嗅剖,它由黑白格子和一只「螞蟻」構(gòu)成羊娃,是一個(gè)二維圖靈機(jī)。

Animation of first 200 steps of Langton's ant

蘭頓螞蟻的算法:

  • 第1步:向前邁出一步
  • 步驟2:如果當(dāng)前單元格為白色,將其變?yōu)楹谏⑾蛴倚D(zhuǎn) 90°
  • 步驟3:如果當(dāng)前單元格為黑色蕉斜,則將其變?yōu)榘咨⑾蜃筠D(zhuǎn) 90°

蘭頓螞蟻擁有非常簡(jiǎn)單的邏輯和復(fù)雜的表現(xiàn)椿争。在 2000 年怕膛,蘭頓螞蟻的圖靈完備性被證明。蘭頓螞蟻的想法后來(lái)被推廣秦踪,比如使用多種顏色褐捻。

蘭頓螞蟻其實(shí)就是一種響應(yīng)式的架構(gòu)掸茅。它有以下優(yōu)點(diǎn):

  • 簡(jiǎn)單
  • 計(jì)算易處理
  • 穩(wěn)健性
  • 模型優(yōu)雅

而缺點(diǎn)則包括:

  • 僅使用局部知識(shí)推動(dòng)行動(dòng),無(wú)法將非局部或長(zhǎng)期信息考慮在內(nèi)
  • 缺乏清晰的工程設(shè)計(jì)方法柠逞,難以調(diào)試
  • 喪失透明度和可讀性昧狮,與人類的互動(dòng)很困難

智能體架構(gòu)

典型的認(rèn)知智能體由一系列過(guò)程組成。

智能體通過(guò)感應(yīng)器感知世界边苹。由一個(gè)感知模塊提供信息給建模模塊陵且,更新世界的表征。然后由一個(gè)向智能體提供目標(biāo)和關(guān)于世界的信念的規(guī)劃模塊个束,決定執(zhí)行什么動(dòng)作慕购。最后,有一個(gè)馬達(dá)控制模塊執(zhí)行動(dòng)作茬底,向促動(dòng)器發(fā)送命令沪悲。

Rodney Brooks 提出的這個(gè)架構(gòu)是任務(wù)完成行為的層次結(jié)構(gòu),較低層代表更原始的行為阱表。 每種行為都是一種相當(dāng)簡(jiǎn)單的規(guī)則結(jié)構(gòu)殿如,每種行為都與其他行為競(jìng)爭(zhēng),以控制智能體 最爬。

Rodney Brooks 也提出過(guò)另外一種架構(gòu)——不是基于一系列鏈接在一起的模塊涉馁,而是在行為層次上彼此平行放置:

在子層級(jí)中,可以使用更靈活的結(jié)構(gòu):

Rodney Brooks 根據(jù)這些架構(gòu)設(shè)計(jì)了機(jī)器人 Ghengis:

混合架構(gòu)

混合架構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題爱致,是各個(gè)子組件(響應(yīng)組件和協(xié)商組件)之間交互的元控制烤送。

多層架構(gòu):

水平結(jié)構(gòu)的例子:

Touring Machines: Autonomous Agents with Attitudes (book, by Innes A. Ferguson, Publisher: IEEE Computer Society Press, Published Date: 01/10/2017)

垂直架構(gòu)的例子:

Ref

Robot art

CYSP1, Nicolas Schoffer, 1953

image

Nenage, Norman White, 1974, multi-robot

image

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