在分散式的設計環境中,溝通主要強調多重知識實體(包括人類或電腦)能自主 性 的 進 行 訊 息 傳 遞 。 在 設 計 運 算 領 域 , 以 代 理 人 理 論 發 展 的 多 重 代 理 人
(multi-agent)系統,係強調代理人之間溝通的數位技術,提供本研究在了解輔助 溝通的主要運算機制。因此,有關輔助溝通系統案例的選擇,為強調多重代理人 之間的分散式設計合作,對於代理人系統結合自動細胞(cellular automata)機制進
行多重代理人模擬(multi-agent simulation, 簡稱 MAS),將不在本研究系統回顧的 範圍。
除了之前論述 WEBPED 使用網際網路技術連結不同設計者(人類)之間的設計知 識外,多重代理人系統則是強調經由軟體代理人(電腦)的分散性特質(自主性、
反射性與溝通性),提供電腦與參與者在分散式的設計環境中,自動化的連結設計 知識。在下面系統文獻回顧中,ADLIB 和 MADS 系統是透過多重代理人系統,經 由電腦彼此之間的共同合作而解決設計問題,而 CBR-TEAM 系統則結合多重代理 人與案例基礎推理技術,使用分散式的搜尋機制進行設計合作。另外,DARIS 啟 發於角色扮演理論,經由分散式互動的實行,提供多重知識實體可以在內外不同 設計情境中進行互動性的溝通。
3.3.1 ADLIB
ADLIB系統是用來解決有關鋼結構的建築設計問題[31]。基本上,此系統將有關鋼 結構設計的涵構(context),定義為代理人建構機制與代理人之間協商策略的依據,
主要將大量的建築桿件結構拆解成單一構件之代理人,並透過代理人之間協商與 合作以解決鋼結構的設計問題。
在ADLIB系統中,主要由兩種不同類型的代理人組成:介面代理人(interface agent)
與專家代理人(specialist agents)。介面代理人主要使用者與代理人間的互動關係,
專家代理人則由有關不同領域鋼結構知識的代理人組成,其包括結構設計的代理 人(SDA)、安全建議代理人(SAA)等,這些不同類型的代理人建立在一個階層 性(hierarchical)的架構中,在不同階層之間與其階層內的代理人,均有不同的溝 通模式(圖20)。
圖 20. ADLIB 系統架構圖 (來源自 Anumba et al., 2002)
為了讓上述不同領域知識代理人能有效的溝通,在 ADLIB 系統中,這些代理人是 具有相同的代理人之知識實體論(ontology),以利代理人在合作過程中知識的了 解與分享,因此,在解決鋼結構的設計問題中,鋼結構的基本元素(包括樑、 柱、
椽和連系材等)與鋼結構長寬高的參數值為知識呈現最基本的元素。此系統為達 到跨平台(interoperability)的目的,因此,ADLIB 系統主要以 Java 為根據的 TCP/IP 傳遞為主,其他訊息傳遞協定(protocol)還包括 HTTP、KQML 和 KIF,這些訊 息傳遞協定方式主要根據在 ZEUS 代理人環境中的不同功能層而定。
MADS(Multi-Agent Design System)系統主要是由 Grecu and Brown[153]所建構的 多重代理人系統。此系統主要強調設計代理人在設計合作過程中有關設計學習 設計層(design layer)與互動層(interactive layer),而四種不同類型的代理人為設 計者(Designers)、批評者(Critics)、讚美者(Praisers)與評估者(Estimators)。
3.3.3 CBR-TEAM
CBR-TEAM 是 結 合 案 例 基 礎 推 理 技 術 的 多 重 代 理 人 系 統 , 此 系 統 是 由 Massachusetts-Amherst 大學所建立[154]。基本上,此系統是由原先的 TEAM[155]
系統改良而成用來處理有關蒸氣冷凝器(steam condenser)的設計。
此系統主要將蒸氣冷凝器設計分解成若干元素,分別由不同的代理人負責設計。
在設計的過程中,這些具有個別案例基礎推理(CBR)的代理人藉由擷取與使用 案例庫中得設計元件去進行設計,當遇到設計衝突時,這些代理人使用談判式擷 取策略(negotiated retrieval strategy)去解決衝突問題。此談判式的擷取策略主要 是藉由擷取案例的子案例(subcase)與不同的反射性行為(如啟動一個關鍵的子 案例、結合既有的部分案例等),而達到不同代理人之間的同意,而組裝蒸氣冷凝 器個別設計的元素。
基本上,CBR-TEAM 系統是一種分散式的案例基礎推理系統,此系統將設計工作 予以分解,並由不同代理人分別執行,除了解決 CBR 資訊超載的系統執行問題,
同時此系統也連結兩種不同的設計情境:內部的個別知識與外部的分散知識。另 外,由於每一個代理人具有部份或不完全的設計知識,因此設計過程中發生的衝 突而造成連結中斷,是分散式連結機制必須加以考慮的。CBR-TEAM 系統的談判 式檢索策略藉由案例知識呈現的方式與其代理人反射性的行為機制,提供解決設 計衝突的可能方法。
3.3.4 DARIS
DARIS(Dynamic Agent-based Role Interplay System)是由 Chang 和 Lai[18]所建構 的代理人系統,此系統主要結合 Yardley-Matwiejczuk[119]的角色扮演理論架構與 代理人的運算機制,用來執行分散式互動設計行為,包括如合作、腦力激盪與學 習。基本上,DARIS 主要由三個不同層級所構成,包括內部設計情境層(internal design situation layer)、溝通層(communication layer)、外部設計情境層(external design situation layer)。每一個層有它自己的機制並互動於其他層(圖 22)。
在內部情境層中,由一群有自己的技能與知識,並能反應設計情境的角色代理人 所構成,其中有部分的角色代理人具有合作的知識;在外部情境層中,包含場景 代理人與舞台代理人主要描述角色代理人何時與何者來參與這個表演。另外,提 供相互作用、知識與學習案例的儲存;另外,溝通層則提供不同代理人之間的溝 通環境,同時,此層存在一個代理人專門負責在代理人平台中訊息傳遞的任務。
另外, DARIS 主要由五種不同的代理人構成,包括使用者代理人(UA)、角色代理
人(RA)、導演代理人(DA)、舞台代理人(StA)與場景代理人(ScA)。每一種代理人都 有自己的機制與任務,並互動於相同與不同類的代理人。例如:RA 為具有知識基 礎並進行設計推理任務、ScA 主要控制角色名單、時間限制與檢驗結果任務;而 UA 和 DA 主要負責使用者互動於 DARIS 環境的介面(圖 22)。
圖 22. DARIS 系統架構圖 (來源自 Chang 和 Lai, 2004)
為了去執行上述的概念模型,DARIS 包括了三個主要的系統元素 1) 代理人的建築 架構;2) 代理人的溝通語言,與 3) 溝通的協定模式。在系統的建築架構中,主要 以 FIPA(Foundation for Intelligent Physical Agents)為代理人的抽象建築架構。在 代理人溝通語言中,則主要為四個元素所構成,包括溝通語言的形式、內容、語 意與實作。而其中形式主要以線性流動的形式(linear stream of characters)作為不 同層之間的內部溝通。在內容部分根據主要設計問題加以分層,除了將知識實體 論加以界定外,也提供其可變性。
DARIS 的 代 理 人 互 動 環 境 主 要 架 構 於 JADE 的 代 理 人 平 台 ( Java Agent DEvelopment Framework)[156],且 FIPA 為主要的代理人溝通語言。在 DARIS 的 代理人架構中,每一個使用者(UA 與 DA)個自有一個 JADE 代理人平台(platform)
控制其它代理人的互動關係;在每一個代理人平台中,這些代理人被啟動在 JADE 及時(run-time)環境中的容器(container)。另外,使用者之間能使用 HTTP 的訊 息傳輸協定,在不同的地理環境位置進行相關訊息的交換。