代理人需求塑模方法論

目前國外的研究有很多代理人需求塑模的方法被提出來，其中最常被當作研 究議題的塑模方法有 Gaia(Wooldridge et al., 2000)、PASSI(Chella et al., 2003;

Cossentino & Potts, 2001; Luck et al., 2004)、MaSE(DeLoach et al., 2001)等。在這 個章節，我們針對這三種方法做概略性的介紹，並針對軟體工程的方法做比較分 析。

2.1.1 Gaia

Gaia 塑模方法是一套以角色為基礎的代理人系統分析與設計方法，其塑模 方法主要以文字描述為主，透過角色(roles) 描述一個多代理人系統(Multi-Agent System)。

圖 2.1 Gaia 方法論架構圖 (Wooldridge et al., 2000)

如圖 2.1 所示，分析與設計兩階段透過五個模型完成多代理人系統的開發，

這五個模型介紹如下：

分析階段之目的在於客觀的發展多代理人系統的初步架構，在這個階段並不 包含任何實作的細節步驟。在此分析階段主要是透過兩個模型進行系統架構的分 析：

(1) 角色模型(Roles Model)：

在此模型中，其主要是透過角色的四種屬性(Responsibilities、Permissions、

Activities、Protocols)定義，來描述每個代理人在系統扮演的角色內容。

義的協議來作為代理人之間輸入與輸出的標準，從而達到代理人互動的目的。在 設計階段中，其主要是將在分析階段中所建構出的資訊，轉換為更精細的模型。

所以在設計階段中主要是透過下面三個模型進行系統架構的設計：

(1) 代理人模型(Agent Model)：

在此模型中，主要是將分析階段型態相同的代理人角色合併，並定義該代理 人系統在執行時(run-time)的代理人實體。

(2) 服務模型(Services Model)：

在此模型中，主要是透過代理人角色的功能定義每個代理人角色的服務 (services)。

(3) 關係模型(Acquaintance Model)：

在此模型中，主要是透過代理人型態之間的連結(links) 情形驗證模型設計 上是否符合耦合力(loosely coupled)原則來找出設計上的問題缺失。

Gaia 的方法雖然以角色分類，但是著重於個體代理人的能力，代理人之間 互動行為的過程是靜態的，這很明顯使得代理人失去自助性與反應性。但是卻有 著相當高的獨立性與簡捷性。也由於分析過程著重於系統與系統結構的理解，使 得這種開發方式適合用於封閉式的獨立代理人設計上。

2.1.2 MaSE

由於 Gaia 不適合用於開放式與具有社群模式的代理人架構，因此 MaSE (DeLoach et al., 2001)被擴展提出。

圖 2.2 MaSE 方法論架構圖 (DeLoach et al., 2001)

透過 MaSE 可以將系統規範說明轉換成多代理人系統的實現，而實現的方式 就是透過七個階段的建構過程。如圖 2.2 所示以下將描述 MASE 方法所提供的 七個建構階段：

(1) 擷取目標(Capturing goals)：在此階段主要是將原始的使用者需求，轉

標轉換建構代理人角色。

(3) 實行使用案例(Applying use cases)：在此階段主要是透過使用案例，建構 為循序圖(Sequence diagrams)，來表達不同代理人之間的訊息傳遞方式。

(4) 建立代理人類別(Creating agent classes)：在此階段是透過同型態(Types) 的代理人建構代理人類別(Agent classes)從而描繪代理人類別圖(Agent class diagrams)。

(5) 建立對話(Constructing conversation)：在此階段主要是建構代理人類別之 間的溝通協議。

(6) 組合代理人類別(Assembling agent classes)：在此階段主要是描述代理人 類 別 的 內 部 狀 態 ， 一 般 代 理 人 類 別 的 內 部 狀 態 可 以 用 Belief-Desire-Intention(BDI)、Planning 等樣板(template)來進行描述。

(7) 系統佈署(System Deployment)：在此階段主要是將代理人類別實例化。

MASE 之目的在於提供一套完整的代理人系統分析與設計方法，在其各階 段的產出中，皆使用了圖形標記的方式來記錄其產出，但其所用的圖形標記也並 非全部是以標準圖形標記為基礎。

2.1.3 PASSI

PASSI(a Process for Agent Societies Specification and Implementation)是開發 多代理人系統的方法論，從需求分析、程式撰寫與部署皆有詳細的定義與規範，

並且整合物件導向軟體工程與人工智慧的設計模型與概念，以統一塑模語言

(UML)的表示法進行多代理人系統與知識本體模型的建置。

圖 2.3 PASSI 方法論架構圖(Cossentino & Potts, 2001)

如圖 2.3 所示，PASSI 以五個階段完成多代理人系統的開發，這五個階段說 明如下(Chella et al., 2003; Cossentino & Potts, 2001)：

(1) 系統需求模型(System Requirement Model)：建立多代理人系統的系統需 求模型，用來描繪代理人領域規範與工作規範，模型的建立按照四個步驟完成，

包含：領域描述(Domain Description)、代理人識別(Agent Identification)、角色識 別(Role Identification)、工作規範(Task Specification)。

(2) 代理人社群模型(Agent Society Model)：指代理人與代理人之間的互動行 為所進行的社交能力與代理人之間角色的依賴關係，模型的建立也是透過四個步 驟 完 成 ， 包 含 ： 角 色 識 別 (Role Identification) 、 知 識 本 體 描 述 (Ontology Description)、角色描述(Role Description)、協定描述(Protocol Description)。

細節。包括兩個步驟，分別是：代理人結構定義(Agent Structure Definition)與代 理人行為描述(Agents Behavior Description)

(4) 編碼模型(Code Model)：這個階段是進行模型的視覺化的系統實作，以 Rational Rose 開發工具產生部份的程式碼，並且進而撰寫每一個類別的方法內 容。

(5) 部署模型(Deployment Model)：這個階段是將開發完成的應用系統實際 部署於硬體設備並顯示出硬體之架構及硬體內軟體之架構，並且進行系統的實際 測試與操作。

2.1.4 代理人需求塑模方法論比較

綜觀上面三種方法我們發現 PASSI 相較其他塑模方法有下面的優點，更能 貼切的應用於後續使用者介面的開發整合：

1. 在分析與設計階段採用循環式開發，可以因應介面設計的階段增添使用者需 求使整個方法論更有易用性。

2. 塑模工具採用目前主流的統一塑模語言 UML，可以讓系統開發人員不需額外 的訓練成本就能理解系統架構與使用者需求。

3. PASSI 方法論在各階段設計過程提供完善的說明，讓分析與設計階段與實作 階段環環相扣，可以縮短多代理人系統的開發時間。

表 2.1 為本論文針對 Gaia、MsSE 和 PASSI 三種代理人塑模方法論進行比較 後，整理所得的簡要結論：

表 2.1 代理人需求塑模方法論比較表

Gaia MaSE PASSI

分析設計流程 由上至下 由上至下 由上至下循環

塑模語言 文字 文字 + UML UML

適用社群架構 封閉式 開放式 開放式&封閉式

需求擷取分析 X O O

靜態結構塑模 O O O

-細部規格設計 X X O

動態行為分析 O O O

-社群互動設計 X O O