В компьютерных науках програ́ммный аге́нт — это программа, которая вступает в отношение посредничества с пользователем или другой программой. Слово «агент» происходит от латинского agere (делать) и означает соглашение выполнять действия от имени кого-либо. Такие «действия от имени» подразумевают право решать, какие действия (если они нужны) являются целесообразнымиНвана Х. Программные агенты: Обзор. Knowledge Engineering Review, Vol.11, No.3, 205—244, Cambridge University PressШермер Б. Программные агенты, наблюдение и право на неприкосновенность частной жизни: законодательная база для наблюдения с помощью агентов. Leiden University Press, 2007, p.140.. Идея состоит в том, что агенты не запускаются непосредственно для решения задачи, а активизируются самостоятельно.
Родственные и производные понятия включают интеллектуальных агентов (в частности, обладающих некоторыми аспектами искусственного интеллекта, такими как обучение и рассуждения), автономных агентов (способных изменять способ достижения своих целей), распределённых агентов (выполняющих действия на физически различных компьютерах), многоагентные системы (распределённые агенты, которые не имеют возможности достижения цели в одиночку и, следовательно, должны общаться), и мобильных агентов (агентов, которые могут переместить своё выполнения на другие процессоры).
Определение Термин «агент» описывает программную абстракцию, идею или концепцию, подобно таким терминам ООП, как метод, функция или объект. Концепция агента обеспечивает удобный и мощный способ описания сложной программной сущности, которая способна действовать с определённой степенью автономности с целью выполнения задач от имени пользователя. Но в отличие от объектов, которые определяются в терминах методов и атрибутов, агент определяется посредством описания его поведенияВулдридж М., Дженнингс Н. Интеллектуальные агенты: теория и практика. Knowledge Eng. Rev., vol. 10(2), pp. 115—152, 1995.
Разные авторы предлагают разные определения агента, обычно при этом в него включают такие понятия, как:
живучесть (код не исполняется по требованию, а работает непрерывно и решает сам, когда он должен совершить какие-либо действия); автономность (агент имеет способность выбора задач, приоритетов, целенаправленного поведения и принятия решений без участия человека); социальное поведение (агенты имеют возможность привлекать другие компоненты посредством определённых связей и координации действий, они могут совместно работать над выполнением задач); реактивность (агенты воспринимают контекст, в котором они работают, и реагируют на него должным образом).
Чем не является агент Нет никакого особого смысла в том, чтобы расписать, что является агентом, а что нет. Тем не менее, сопоставление термина с близкими понятиями может прояснить его значение.
Интуитивное отличие агентов от объектов Агенты более автономны, чем объекты. Агенты имеют более гибкое поведение и обладают реактивностью, проактивностью, социальным поведением. Агенты имеют по крайней мере один поток выполнения, но могут иметь и больше.
Отличие агентов от экспертных систем Экспертные системы не имеют связи с окружающей средой; Экспертные системы не обладают реактивным, проактивным поведением. Экспертные системы не обладают социальным поведением.
Отличие интеллектуальных программных агентов от интеллектуальных агентов в искусственном интеллекте Интеллектуальный агент (известный также как рациональный агент) не всегда является программным продуктом. Он может быть также машиной, человеческим существом, сообществом человеческих сущностей (как, например, бизнес-сообщество) или чем-либо ещё, способным к целенаправленному поведениюСтюарт Рассел, Питер Норвиг. Искусственный интеллект: Современный подход. Prentice Hall, 2009, ISBN 978-0136042594.
История Термин «агент» впервые появился в статье британского математика Алана Тьюринга Computing Machinery and Intelligence (1950). В ней ученый описал идею машин, способных к самостоятельному принятию решений.
Также концепцию агента можно проследить начиная с модели акторов Карла Хьюитта: «автономный, интерактивный и одновременно исполняющий несколько функций объект, обладающий внутренним состоянием и информационным обменом»Carl Hewitt. Viewing Control Structures as Patterns of Passing Messages. Journal of Artificial Intelligence, June 1977..
Выражаясь более академично, программные агенты являются прямой эволюцией многоагентных систем (МАС), которые в свою очередь развились из распределённого искусственного интеллекта (РИИ), распределённого решателя задач (РРЗ) и параллельного искусственного интеллекта (ПИИ). Таким образом, программные агенты наследует все характеристики (хорошие и плохие) от РИИ и ИИ.
Knowledge Navigator «Навигатор по знаниям», шестиминутное видео созданное в 1987 г. Джоном Скалли, представляло собой презентацию устройства видеосвязи между конечным пользователем и агентом. Устройство Knowledge Navigator должно было представлять собой планшет размером с раскрытый журнал и обладать очень развитым искусственным интеллектом. Оно также должно было предугадывать потребности пользователя и реагировать на них. Будучи первым в своём роде, оно послужил основой для опытной серии неудачных нисходящих реализаций, вместо того, чтобы шаг за шагом подходить к восходящим методам. Диапазон типов агентов в настоящее время (с 1990 г.) довольно широк: WWW, поисковые системы и т. д.
Примеры
Интеллектуальные программные агенты
Стефен Хааг в своей работеСтефен Хааг, Управление информационными системами в информационный век, 2006, р 224—228 считает, что существуют только четыре основных типа интеллектуальных программных агентов: Агенты-покупатели или торговые боты Пользовательские или персональные агенты Агенты по мониторингу и наблюдению Агенты по добыче и анализу данных
Агенты-покупатели (роботы по закупкам) Агенты-покупатели просматривают сетевые ресурсы (например, интернет) с целью получения информации о товарах и услугах. Эти агенты, известные также как «роботы по закупкам», очень эффективно работают с товарами народного потребления, такими как компакт-диски, книги, электронные компоненты и другие продукты «на все случаи жизни».
Пользовательские агенты (персональные) Пользовательские или персональные агенты — это интеллектуальные агенты, которые действуют от вашего имени. К этой категории относятся интеллектуальные агенты, которые уже выполняют или будут выполнять следующие задачи: Проверяют вашу электронную почту, сортируют её по вашим предпочтениям и извещают о приходе важных писем. Играют в компьютерные игры, когда ваш противник или патрулирующий игру проявляет активность. Собирают заказанные отчеты новостей для вас. Есть несколько версий таких агентов, в том числе newshub и CNN. Делают поиск информации по вашей теме и вашему запросу. Автоматически заполняют веб-формы для вас, сохраняют вашу информацию для использования в будущем. Сканируют веб-страницы для поиска и выделения текста, который представляет собой «важную» часть информации. «Обсуждают» темы с вами в диапазоне от подсознательного страха до спорта. Содействуют онлайн поиску работы путём сканирования известных досок объявлений о работе и отправки резюме с указанием достоинств, которые соответствуют желаемым критериям. Профилируют синхронизацию разнородных социальных сетей.
Агенты по мониторингу и наблюдению (предиктивные) Агенты по мониторингу и наблюдению используются для наблюдения за объектами и передачи информации на оборудование, как правило, на компьютерные системы. Агенты могут отслеживать уровень запасов материалов компании, следить за ценами конкурентов и доводить их до сведения компании, анализировать фондовые манипуляции по инсайдерскии информация и слухам, и т. д.
Например, в лаборатории реактивного движения НАСА есть агент, который отслеживает наличие и состояние оборудования, планирует заказы на приобретение нового оборудования с учётом оптимизации затрат, а также следит за наличием продуктов питания. Такие агенты обычно осуществляют мониторинг сложных компьютерных сетей и могут следить за конфигурацией каждого компьютера, подключенного к сети.
Особыми агентами по мониторингу и наблюдению являются структуры агентов, используемых для моделирования процесса принятия решений во время тактических операций. Агенты осуществляют мониторинг состояния активов (боеприпасов, оружия, средств транспортировки и т. д.) и получают цели (поручения) от агентов верхнего уровня. Агенты добиваются достижения целей с имеющимися активами, сводя к минимуму расходы активов при максимальном достижении цели.
Агенты по добыче и анализу данных Эти агенты используют информационные технологии для поиска тенденций и закономерностей в обилии информации из различных источников. Пользователь может сортировать эту информацию для того, чтобы отобрать именно то, что он ищет.
Агенты по добыче и анализу данных работают в хранилище данных обнаруженной информации. «Хранилище данных» объединяет информацию из множества разных источников. «Анализ данных» представляет собой процесс просмотра данных в хранилище с целью нахождения такой информации, которую можно использовать для предпринятия целенаправленных действий, например, для увеличения продаж или сохранения клиентов, которые рассматривают возможность ухода к конкурентам.
Классификация является одним из наиболее распространённых видов интеллектуального анализа данных, с помощью которой находятся ключевые слова в информации, и затем она классифицируется по этим ключевым словам. Агенты по добыче и анализу данных могут обнаружить значительные изменения в трендах по ключевым показателям, могут также обнаружить наличие новой информации и оповестить о ней. Например, агент может обнаружить спад в строительной отрасли экономики. Строительные компании на основании полученной информации будут в состоянии принять разумные решения в отношении найма/увольнения сотрудников или покупки/аренды оборудования, которые наилучшим образом будут удовлетворять их фирмы.
Другие примеры Другими примерами современных интеллектуальных агентов являются некоторые спам-фильтры, игровые боты и средства мониторинга серверов. Боты индексации поисковых систем также считаются интеллектуальными агентами.
User agent — для браузеров WWW. Агент передачи почтовых сообщений — для обслуживания электронной почты, например, Microsoft Outlook. Он общается с почтовым сервером POP3, при этом пользователю нет необходимости знать команды протокола POP3. Он имеет также набор правил, по которым производится фильтрация почты для пользователей, тем самым избавляя их от проблемы того, чтобы делать это самостоятельно. Агент системы простого управления сетями SNMP. Агент разметки в HTML-формате агентства DARPA. Агент платформы разработки многоагентных систем Jason. Система разработки искусственных автономных агентов 3APL. Язык программирования для разработки рациональных агентов GOAL. Язык описания онтологий для семантической паутины OWL. Демоны в UNIX-подобных операционных системах. В Unix-подобных сетевых серверах httpd — демон протокола HTTP, который реализует его в корне всемирной паутины. Агенты управления, используемые в узлах телекоммуникационных сетей. Моделирование толпы для обеспечения безопасности, а также для трёхмерной графики. Java Agent Template — шаблон создания программных агентов в системе Java (JAT).
Вопросы разработки В развитии агентоориентированных систем возникают некоторые интересные вопросы, а именно: как планируются задачи и как достигается их синхронизация; как агенты устанавливают приоритеты задач; как агенты могут взаимодействовать друг с другом и как они привлекают ресурсы; как агенты могут быть переинсталлированы в различных средах и как сохраняются их внутренние параметры; как тестируется окружающая среда и как изменения окружающей среды отражаются на поведении агентов; как устанавливается связь и обмен сообщениями между агентами;