分布式集成协作控制在大规模多智能体系统中的设计

大规模多智能体系统在军事，航天和灾难救援方面具有广泛的应用前景。然而目前多智能体系统的控制方案无法实现对大规模多智能体系统有效的控制，其主要难点在于系统中的智能体无法在通讯和传感器受限条件下实现自主动态决策。本项目将实现一个集成和可扩展的分布式协作控制方案用于协调大规模异构型多智能体系统。我们通过对系统控制离散化将各种控制元素封装为令牌，智能体通过过去交互获得的令牌建立自己的局部知识库，并根据控制元素知识间的关联关系建立一个不精确的局部决策模型自主决策令牌的传递，从而实现分布式智能体间高效的协作。这种局部模型是良性渐进式增长的，每一个令牌用来作为改善其他令牌传递的知识，并由此获得更多相关令牌来提高决策模型的精度。我们的方案建立在对系统组织结构的社会网络建模基础上，是完全的分布式和非集中式的。同时通过对网络结构的研究，特别是利用社会网络结构的不同特性，来实现优化系统性能的目的。

在国家自然科学基金的支持下，本项目针对大规模多智能体系统在通讯和传感器受限条件下自主决策的难点，实现了基于令牌的集成和可扩展的分布式协作控制方案。我们通过对系统控制离散化，令牌的封装和自主传递,智能体通过过去交互获得的令牌建立局部知识库，根据控制元素间的应用领域中的关联关系建立一个不精确的局部决策模型进行令牌传输以实现分布式智能体间高效的协作。本研究主要包括：.1.基于令牌的多智能体协作控制系统总体方案设计；.2.于令牌的多智能体系统协同控制系统模型建模；.3.基于DEC-POMDP的大规模智能体令牌传输决策模型建模；.4.分布式智能体令牌智能传递算法；.5.基于语义的令牌关联度模型，包含语义本体图建模和基于本体图的令牌关联度计算；.6.网络结构对多智能体系统协同控制影响的研究，包含基于Markov chain的理论分析和实际仿真论证；.7.大规模多智能体系统系统组织结构优化算方法研究，包含在线局部调整和离线全局调整方法；.8.基于令牌的大规模异构型多智能体系统协同控制仿真平台软件设计；.9.基于令牌协同控制的多智能体系统在智能交通，云计算中的应用研究等。.本项目成果形成高质量论文20篇，专著一本，仿真系统一套，培育后续国家级项目两项，省部级项目两项。依托本项目，项目负责人组建了“多智能体与机器人系统实验室”，并增选为《软件学报》编委，中国计算机学会模式识别与人工智能专委会委员中国人工智能学会知识工程与分布式人工智能专业委员会委员，IJCAI和AAMAS程序委员会委员等学术职务。