基于多代理Multi.doc

全国现代远程教育资源建设第一期研讨班讲义 基于代理（Agent）的远程教学系统 北京师范大学教育技术学系，武法提 引言 Internet和WWW的迅速发展，为传统的远程教学和学习提供了新的思路和方法，世界各国都在积极研究和开发基于Internet和WWW的远程教育应用系统。目前，基于WWW的多媒体远程教学系统在国内外已有不少，但是它们都分别存在着一些问题，概括起来有以下几点： （1）系统多以呈现教学材料为主，缺少必要的交互手段； （2）系统没有智能性，对不同认知水平的学生和不同的教学内容采用相同的教学策略，难以实现因材施教； （3）由于采用超文本的方法组织教学材料，且由学生掌握学习的主动权，在学习的过程中容易出现迷航现象，学生容易偏离学习目标。 之所以存在上述问题，主要有两个方面的原因： 一是技术方面的原因。由于基于WWW的课件使用方式和运行环境 的特殊性，传统的智能课件开发方式不太适合于开发网上的智能型课件，必须采用新的技术和方法。随着分布式人工智能（DAI）研究的深入而发展起来的智能代理技术则是解决网上软件智能性的有效方法。网上教学系统多用户和并发访问的特点很适合于用多代理技术解决。 （2）另一个重要的原因是系统的设计没有先进的指导思想，多数课件仍以行为主义的刺激—反应理论为指导，课件的设计仍然遵循“呈现学习材料—学生反应—信息反馈”的模式，甚至只有呈现学习材料一个步骤，学习效果很差。近年来，随着心理学界对认知学习理论研究的逐渐深入，其重要分支建构主义的学习理论和教学理论逐渐流行，并愈来愈显示出强大的生命力。由于Internet的网络环境和多媒体技术所具有的多种特性特别适合于实现建构主义的学习环境，所以随着Internet网络教育应用的发展，建构主义理论逐渐成为网上教育应用系统的坚实理论基础。 基于以上讨论，我们认为应当设计和开发基于多代理的智能多媒体远程学习系统，系统的设计以建构主义的学习理论和教学理论为指导，运用智能代理技术，根据学生的模型数据和知识类型确定教学过程中采用的基本教学策略，在具体的学习过程中通过监视人机交互进行动态的教学策略调整，从而实现适应性学习和智能化教学。 代理和多代理 １、代理的概念 目前，代理一词还没有被普遍接受的严格定义。一般认为，代理应当具有以下四个基本特性：①自治性(autonomy)，代理可以在没有人或其它代理直接干预的情况下运作，而且对自己的行为和内部状态有控制能力；②社会性(socialability):代理和其它代理可以通过代理语言进行信息交流；③反应性(reactivity)：代理能够理解周围的环境，并对环境的变化作出实时的响应；④能动性(pre-activeness)：代理不仅简单地对其环境作出反应，也能够通过接受某些启动信息，表现出有目标的行为。代理除了具备以上基本特性外，还应具备一些人类才具有的特性，如知识、信念、义务、意图等。 ２、代理的理论 由于对代理特性的描述还只停留在自然语言的层次上，且描述很不严格。所以，研究人员试图从理论上研究如何用符号表示复杂信息世界中的代理，以及代理如何根据各种信息对环境进行推理和决策。代理理论家开发出了许多表示代理特性的形式方法，主要有： BDI(Belief-Desire-Intention)理论、演绎模型(Deduction model)理论、知识和行为(KnowledgeAction)逻辑、意图(Intention)理论等。 3、代理的体系结构 代理的体系结构描述了组成代理的基本成分及其作用、各成分的联系与交互机制、如何通过感知到的内部状态和外部环境确定代理应采取的不同行动的算法、代理的行为对其内部状态和外部环境的影响等。目前提出的代理的体系结构分为推理式、反应式和混合式等三种。 推理式体系结构（Deliberative Architecture） 该体系结构的特点是：代理中包含了世界显式表示的、符号的模型，并且其决策（如执行什么动作）是通过逻辑推理、基于模式匹配和符号操作得出的。它的一个基本假设是：对代理的认知功能进行模块化是可能的，即可以分开来研究代理不同的认知功能，然后把它们组装在一起构成智能自治性代理。这种体系结构的问题是：如何在一定时间内将现实世界翻译成一个准确、合适的符号描述，又如何让代理在一定时间内根据这些信息进行推理和决策。很多学者在这个领域进行了大量研究，但是离真正解决问题还有很大距离。有一些看来很简单的问题，例如常识推理，要实现起来都非常困难。 反应式体系结构（Reactive Architecture） 与推理式代理不同，反应式代理不包含符号表示的世界模型，不使用复杂的符号推理的体系。它的基本思想是：当代理的内部和外部环境符合某种预先设定的条件时，它就作出相应的行为。它假设代理行为的复杂性是代理运作环