蔡庆生 朱孟潇 中国科学技术大学计算机系 二零零四年九月

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1 蔡庆生 朱孟潇 中国科学技术大学计算机系 二零零四年九月
协调式人工智能研究 蔡庆生 朱孟潇 中国科学技术大学计算机系 二零零四年九月

2 主要内容 前言 多自主体系统的协调智能 复杂系统的协调智能 互联网信息智能采集与处理工具 基于商空间的粒度计算理论 思考

3 前 言 协调式人工智能是分布式人工智能的深入与发展 复杂性科学（Complex Science）的进展 国家自然科学基金项目
前 言 协调式人工智能是分布式人工智能的深入与发展 通过协调，突现智能 复杂性科学（Complex Science）的进展 多主体系统及群体智能 国家自然科学基金项目 具有‘突现’智能的多自主体模型及其应用”（No ）

4 多自主体系统的协调智能 相互作用 多主体系统AER模型 主体(Agent) 环境(Environment) 规则(Rules) ——协调
Interaction 环境 多主体系统AER模型 主体(Agent) 环境(Environment) 规则(Rules) 相互作用 ——协调 自底向上的思维方式 分布式的结构

5 多主体系统的四类主体 根据主体是否存在差别及其联系方式划分 主体类型 主体是否有差异 主体之间是否通信 同类通信主体 否 是 异类通信主体
同类非通信主体 异类非通信主体

6 机器人足球 异类通信主体所组成的多主体系统 技术要求 自治智能体的设计准则 多智能体的协调与合作 策略获取 实时推理和规划 智能机器人
传感器信息融合等

7 复杂系统的协调智能 复杂性科学 兴起于上世纪七、八十年代 多学科交叉的结晶 主要研究项目 （美国Santa Fe 研究所） 进化动力学
网络动力学 自组织临界性 鲁棒性 金融物理 群体智能 语言进化等等

8 复杂性的几个要点 单元 临界相互作用 自发演化 内在演化 突现特性 就是所说的主体 一种混沌与秩序的边缘的状态；
由局部的相互作用驱使系统达到一个吸引子结构； 内在演化 环境的变更会选择和改变系统结构到其他的吸引子上； 突现特性 个体局部行为在高层出现的全局的复杂现象。 此外，还包括“组成单元数量庞大”、“多层次”、“开放性”、“自适应和进化能力”、“对称破缺”、“不可逆”、“自组织”等等。

9 多主体系统与智能突现 智能的突现 （Emergence） 多个主体/单元组成的系统 没有中央控制 依靠底层主体的演化达到有序
整体大于部分之和！

10 生命游戏（Game of Life） 根据元胞自动机的基本原理 大量同类非通信主体 格子世界中的自发演化，无中央控制 自组织的连贯规则的结构

11 互联网信息智能采集与处理工具 不同网站信息的实时动态搜索 网页半结构化信息的抽取 采集信息的智能处理 基于文本的实时搜索
Google的搜索方式 实时动态搜索 网页半结构化信息的抽取 采集信息的智能处理 基于文本的实时搜索

12 例子 突现的智能用于自然语言处理

13 突现的智能用于自然语言处理 单词->主体 单词的聚集 关键词的提取

14 Keyword of Two different Ways
Keywords Weight Freq 香港(Hong Kong) 53 温家宝(Wen Jiabao) 2 回归祖国 (return to the motherland) 1 酒会(cocktail reception) 一国两制(one country two systems policy) 5 中央政府 (central government) 回归祖国六周年(the sixth anniversary of return to the motherland ) 3 同胞(landsman) 6 总理(premier) 发展(development) 8 Keywords ΔLi Freq. 香港(Hong Kong) 0.5125 53 命运(Future) 0.1902 3 香港特别行政区 (Hong Kong SAR) 0.1069 4 祖国(motherland) 0.0679 5 经济(economy) 0.0281 6 方针(policy) 0.0155 支持(support) 0.0150 重要(important) 0.0137 稳定(stability) 7 团结(solidarity) 0.0124 2 Keywords Abstracted Using Small Word Structure Keywords Abstracted Using TF*IDF

15 基于商空间的粒度计算理论 信息粒度（Information Granularity）
最早由Fuzzy创始人美国科学家L.A.Zadeh于20世纪70年代提出 将不连续的信息看作一个个信息颗粒 解决信息不连续的问题

16 人类认知的三个主要概念 粒度(granulation，包括将全体分解为部分) 组织(organization,包括从部分集成全体)
因果(causation，包括因果的关联) 粒度计算是一把大伞，它覆盖了所有有关粒度的理论、方法论、技术和工具的研究

17 国内对于粒度计算的研究 张铃、张钹教授在商空间领域的研究中取得了突出的成果 他们利用该理论有效的解决了启发式搜索、路径规划领域的相关问题

18 商空间理论 商空间理论用一个三元组 描述一个问题 其中，X表示问题的论域
商空间理论用一个三元组 描述一个问题 其中，X表示问题的论域 f表示论域的属性，可用函数 表示，其中y可以是实数集合，n维空间 中的集合，也可以是更一般的空间。f可以是单值，也可以是多值的。对论域中任一元素，有一个相应的f(x)，表示元素x的某些属性。所以f又称属性函数 是论域的结构，指论域X中各元素的相互关系

19 商空间理论 II 设X代表论域中最细的粒度 若对X进行简化，产生一个较大粒度的论域[X]。那么就把原问题 ，变成新层次上的问题 。这个简化过程与数学中的商集(Quotient Set)的概念完全相同，于是得到不同粒度世界的以下数学模型，简称分类的数学模型。 设X为论域，在X上给定一个等价关系R，对应于R得到商集[X]，然后将[X]当作新的论域，对它进行讨论。则称对X进行R分类，相应地得到一个较粗粒度的世界[X]。

20 商空间理论 III 一般来说，人们对事物的认识，是从浅到深，由表及里，从局部到全局。人们总是先在不同层次、不同角度上对事物进行观察和了解，然后把这些零星、片面的了解综合汇总为较系统、全面的了解。 已知若干高层次（商空间）的状态和性质，如何推算出原对象的低层次的状态和性质来。称之为商空间的合成。 商空间的粒度计算理论可以作为研究智能协调产生的一个很好的工具

21 思考 协调式人工智能是分布式人工智能的深入与发展 协调式人工智能是复杂性系统科学智能突现的深入与发展
商空间的粒度计算理论可作为协调式人工智能的数学工具之一 协调式人工智能的应用具有广泛前景

22 谢谢大家！