سیستم چندعاملی ( Multiagent System) چیست و چگونه کار می‌کند؟

نسرین شریفی
۱۱ اسفند ۱۴۰۳

اگر یک عامل هوش مصنوعی کارآمد باشد، آیا داشتن چندین عامل نتیجه بهتری خواهد داشت؟ این همان ایده‌ی پشت سیستم‌های چند عاملی است، جایی که برنامه‌های مختلف هوش مصنوعی مانند یک تیم هماهنگ بایکدیگر کار می‌کنند.

به یک سیستم پشتیبانی مشتری در یک شرکت فناوری فکر کنید، جایی که برنامه‌های تخصصی مختلف برای حل مشکلات با هم همکاری می‌کنند. یک عامل مکالمه‌ی اولیه را انجام داده و درخواست‌ها را مسیریابی می‌کند، عامل دیگر اسناد فنی را برای یافتن راه‌حلی بررسی می‌کند، و سومی پاسخ های شخصی‌سازی شده برای هر مشتری ایجاد می‌کند. این برنامه‌ها با همکاری یکدیگر، مسائلی را حل می‌کنند که برای یک سیستم منفرد بیش از حد پیچیده خواهد بود.

این رویکرد همکاری محور در هوش مصنوعی، فرصت‌های بی‌پایانی را ایجاد می‌کند، از تیم‌های نرم‌افزاری که از عوامل هوش مصنوعی برای شناسایی مشکلات و بهنیه‌سازی کد استفاده می‌کنند، تا تحلیل گرانی که مدل‌های متعددی را به کار می‌گیرد تا داده‌های حجیم را تجزیه و تحلیل کرده و به بینش ارزشمند دست یابند.

اما این تیم‌های هوش منصنوعی دقیقا چگونه با یکدیگر کار می‌کنند، و چه چیز آن‌ها را از سیستم های تک عاملی سنتی متمایز می‌سازد؟ پاسخ تمام سوالات در ادامه بررسی شده است؛ با لیارا همراه باشید.

در ادامه خواهید خواند:

• سیستم چند عاملی ( Multiagent System) چیست؟
• سیستم‌های چند عاملی ( Multiagent System) چگونه کار می‌کنند؟
• انواع سیستم‌های چند عاملی
• کاربردها و موارد استفاده از سیستم‌های چند عاملی
• چالش‌های استفاده از سیستم‌های چند عاملی
• سوالات متداول
• جمع بندی

سیستم چند عاملی ( Multiagent System) چیست؟

یک سیستم چند عاملی شبکه‌ای از چندین عامل هوش مصنوعی است که برای حل مشکلات یا انجام وظایف با یکدیگر همکاری می‌کنند. در سیستم های سنتی تک عاملی، یک هوش مصنوعی تمام مسئولیت‌ها را برعهده دارد، اما در سیستم های چند عاملی، کار میان عوامل تخصصی تقسیم می‌شود، به طوری که هر کدام نقش منحصر به فردی در تیم دارند.

این نوع از عوامل هوش مصنوعی معمولا یه مولفه‌ی اصلی هستند.

• عامل های مستقل (هرکدام با نقش ها و قابلیت های خاص خود).
• چارچوب ارتباطی که به عامل ها امکان می‌دهد اطلاعات را به اشتراک بگذارند و اقدامات خود را هماهنگ کنند.
• ساختار کنترلی که نحوه‌ی تعامل و تصمیم‌گیری عوامل را مدیریت می‌کند.

این ساختار را می‌توان شبیه به یک خط لوله‌ی توسعه نرم‌افزار در نطر گرفت.

• یک عامل، مخازن کد را برای شناسایی آسیب‌پذیری های امنیتی اسکن کند.
• عامل دیگر، تست های یکپارچه‌سازی مداوم را در محیط های مختلف اجرا کند.
• و یک عامل سوم، کد تایید شده را به صورت خودکار به محیط عملیاتی منتقل کند.

هر عامل مسئولیت خاص خود را دارد اما در نقاط کلیدی با سایر عوامل ارتباط برقرار می‌کند، نتایج ساخت را ارسال می‌کند، مشکلات را در علامت گذاری می‌کند یا فرآیندهای وابسته را اجرا می‌کند.

سیستم‌های چند عاملی مشکلات پیچیده را به بخش‌های کوچک‌تر و قابل مدیریت‌تر تقسیم می‌کنند. به‌جای ساخت یک سیستم عظیم هوش مصنوعی که همه‌ی کارها را انجام دهد، می‌توان عوامل کوچک‌تر و متمرکزتری را طراحی کرد که وظایف خاصی را انجام دهند. این عوامل هوشمند با ترکیب قابلیت‌های خود، چالش‌هایی را حل می‌کنند که برای یک عامل منفرد بیش از حد پیچیده خواهد بود.

سیستم‌های چندعاملی مشکلات پیچیده را به بخش‌های کوچک‌تر و قابل مدیریت‌تر تقسیم می‌کنند. به‌جای ساخت یک سیستم عظیم هوش مصنوعی که همه‌ی کارها را انجام دهد، می‌توان عوامل کوچک‌تر و متمرکزتری را طراحی کرد که وظایف خاصی را انجام دهند. این عوامل هوشمند با ترکیب قابلیت‌های خود، چالش‌هایی را حل می‌کنند که برای یک عامل منفرد بیش از حد پیچیده خواهد بود.

همچنین بخوانید: 15 تا از بهترین GPTها در ChatGPT

سیستم‌های چند عاملی ( Multiagent System) چگونه کار می‌کنند؟

همان‌طور که تیم‌های انسانی برای موفقیت به ارتباطات و هماهنگی واضح نیاز دارند، سیستم های چند عاملی نیز برای اجرا شدن به پروتکل‌های ساختاریافته متکی هستند. این تیم‌های هوش مصنوعی از طریق سه فرآیند اصلی کار می‌کنند: ارتباط، هماهنگی و تصمیم گیری.

ارتباط

ارتباط بین عوامل از طریق پروتکل های مشخص شده انجام می‌‌شود، می‌توان آن را به عنوان زبان مشترک آن‌ها در نظر گرفت. این عوامل با یکدیگر پیام‌هایی درباره وضعیتشان رد و بدل می‌کنند، نتایج را به اشتراک می‌گذارند و در صورت نیاز از یکدیگر کمک می‌خواهند. به عنوان مثال، در یک سیستم معاملاتی مالی، یک عامل ممکن است سایر عوامل را از تغییرات بازار آگاه کند، در حالی که عامل دیگر، تحلیل‌هایی درباره الگوهای معاملاتی ارائه دهد.

هماهنگی

هماهنگی از طریق مکانیزم های تخصیص وظایف و زمان‌بندی مدیریت می‌شود. عوامل باید بدانند چه کسی چه کاری را انجام می‌دهد و در چه زمانی. در یک سیستم تولید هوشمند، ممکن است یک عامل مسئول کنترل کیفیت باشد و در عین حال، با عوامل مدیریت موجودی همکاری کند تا جریان تولید را بهینه سازد. زمانی که چندین عامل به یک منبع مشترک، مانند قدرت پردازشی یا دسترسی به داده‌ها نیاز دارند، سیستم از پروتکل های هوشمند اشتراک منابع برای جلوگیری از تداخل استفاده می‌کند.

تصمیم گیری

فرآیند تصمیم گیری در سیستم‌های چند عاملی معمولا به دو مدل اصلی تقسیم می‌شود.

• سیستم‌های متمرکز: یک عامل اصلی، تصمیم نهایی را بر اساس ورودی‌های سایر عوامل می‌گیرد.
• سیستم‌های غیرمتمرکز: عوامل به صورت مستقل در حوزه‌های خود تصمیم گیری می‌کنند و فقط در مواقع لزوم برای حل وظایف پیچیده با یکدیگر همکاری می‌کنند.

قدرت واقعی هوش مصنوعی عامل در نحوه برخورد این سیستم ها با اتفاقات غیر منتظره دیده می‌شود. زمانی که عوامل بر سر یک مسیر اقدام اختلاف نظر دارند، از پروتکل‌های مذاکرده برای رسیدن به توافق استفاده می‌کنند. اگر یک عامل دچار خرابی شود، سایر عوامل فعال می‌توانند وظایف آن را دوبازه توزیع کنند. این امر، مقاومت سیستم‌های چند عاملی را در مقایسه با رویکرد های تک عاملی بسیار ارزشمند می‌کند.

انواع سیستم‌های چند عاملی

سیستم‌های چند عاملی اشکال مختلفی دارند و هر یک برای نوع خاصی از همکاری یا رقابت طراحی شده‌اند. تفاوت اصلی این سیستم‌ها در نحوه تعامل عوامل و چگونگی دستیابی به اهدافشان نهفته است.

سیستم‌های همکاری‌کننده

سیستم‌های همکاری‌کننده بر کار گروهی تمرکز دارند. در این سیستم‌ها، عوامل اطلاعات را آزادانه به اشتراک می‌گذارند و برای رسیدن به اهداف مشترک تلاش می‌کنند. مثلاً در یک سیستم هوشمند مدیریت ترافیک شهری، عوامل کنترل‌کننده چراغ‌های راهنمایی با یکدیگر همکاری می‌کنند تا جریان ترافیک را در کل شبکه بهینه سازند. آن‌ها داده‌هایی درباره الگوهای ترافیکی به اشتراک گذاشته و برای جلوگیری از ازدحام با یکدیگر هماهنگ می‌شوند.

سیستم‌های رقابتی

در این سیستم‌ها، هر عامل اهداف خود را دنبال می‌کند—گاهی اوقات به قیمت عملکرد سایر عوامل. پلتفرم‌های معاملات مالی معمولاً از این مدل استفاده می‌کنند، جایی که عوامل، نماینده معامله‌گران یا پرتفوی‌های مختلف هستند. هر عامل سعی دارد بیشترین بازدهی را کسب کند و در عین حال برای فرصت‌های محدود بازار با دیگران رقابت می‌کند. با این حال، حتی در سیستم‌های رقابتی نیز قوانین و پروتکل‌هایی وجود دارند تا از عادلانه بودن تعاملات اطمینان حاصل شود.

سیستم‌های ترکیبی

سیستم‌های ترکیبی، عناصر همکاری و رقابت را با هم ترکیب می‌کنند. برای مثال، یک پلتفرم تجارت الکترونیک را در نظر بگیرید که در آن عوامل هوش مصنوعی، جنبه‌های مختلف کسب‌وکار را مدیریت می‌کنند. عوامل پشتیبانی مشتری برای کمک به کاربران با یکدیگر همکاری می‌کنند، در حالی که عوامل قیمت‌گذاری ممکن است برای بهبود استراتژی‌های فروشندگان مختلف با یکدیگر رقابت کنند. این مدل ترکیبی، اغلب بازتابی از دنیای واقعی کسب‌وکارها است.

سیستم‌های سلسله‌مراتبی

سیستم‌های سلسله‌مراتبی، سطوح مختلفی از اختیار و نظارت را معرفی می‌کنند—مشابه یک ساختار سازمانی برای هوش مصنوعی. عوامل سطح بالا، عوامل سطح پایین‌تر را هدایت و هماهنگ می‌کنند تا یک زنجیره فرماندهی واضح ایجاد شود. کارخانه‌های تولیدی اغلب از این مدل استفاده می‌کنند، جایی که عوامل برنامه‌ریزی سطح بالا، عوامل تخصصی را مدیریت می‌کنند که وظیفه کنترل ماشین‌آلات یا فرآیندهای خاص را بر عهده دارند.

کاربردها و موارد استفاده از سیستم‌های چند عاملی

سیستم های چند عاملی از محیط‌های تحقیقاتی فراتر رفته و به کاربردهای واقعی در صنایع مختلف رسیده‌اند. تقریبا هر صنعتی می‌تواند از این سیستم‌ها برای بهینه‌سازی کارها استفاده کند، از بهینه‌سازی خطوط تولید گرفته تا مدیریت زیرساخت‌های شهری. در اینجا نمونه‌هایی از کسب و کارهایی که از سیستم های چند عاملی بهره می‌برند آورده شده است.

• بهینه سازی زنجیره تامین: تیم‌هایی از عوامل می‌توانند وظایفی مانند پیش‌بینی تقاضا، مدیریت موجودی و برنامه‌ریزی لجستیک را انجام دهند. آن‌ها ممکن است با هماهنگی بین انبارها و شبکه‌های حمل‌ونقل، تاخیرها را کاهش داده و هزینه‌ها را کنترل کنند.
• تولید هوشمند: عوامل هوش مصنوعی می‌توانند بخش‌های مختلف را مدیریت کنند، از پایش وضعیت تجهیزات و کنترل کیفیت گرفته تا هماهنگ‌سازی جریان کارها. هر عامل در یک وظیفه خاص تخصص دارد اما در عین حال داده‌ها را با دیران به اشتراک می‌‍گذارد تا بهر‌وری کلی افزایش یابد.
• معاملات مالی: چندین عامل می‌توانند به صورت همزمان داده‌های بازار را تحلیل کنند، ریسک ها را ارزیابی کرده و معاملات را در طبقات مختلف دارایی انجام دهند. برخی از آن‌ها روی بازارهای خاص تمرکز دارند، در حالی که برخی دیگر به دنبال الگوهای کلی و فرصت‌های جدید هستند. این روش تقسیم وظایف، پردازش حجم عظیمی از داده‌ها را تسهیل کرده و به تصمیم گیری‌های سریع کمک می‌کند.
• هماهنگی در سیستم سلامت: بیمارستان‌ها از سیستم‎‌های چند عاملی برای مدیریت تخت‌های بیمارستانی، برنامه‌ریزی شیفت کارکنان و دریابی تجهیزات پزشکی استفاده می‌کنند. این سیستم ها با همکاری یکدیگر منابع را بهینه مرده و در عین حال استانداردهای مراقبتی را حفظ می‌کنند.
• عملیات پشتیبانی مشتری: عوامل مختلف بخش‌های متنوع مشتری را مدیریت می‌کنند، از پردازش اولیه درخواست‌ها تا پیگیری وضعیت مشکلات و نظارت بر میزان رضایت مشتریان. این همکاری هماهنگ باعث ارائه پشتیبانی سریعتر، یکپارچه‌تر و کاهش بار کاری بر نیروی انسانی می‌شود.

با استفاده از برنامه‌های آماده لیارا، می‌توانید مدیریت پروژه‌های خود را بدون نیاز به تنظیمات پیچیده انجام دهید. این برنامه‌ها به شما امکان می‌دهند در کمترین زمان، محیط کاری خود را راه‌اندازی کنید و روی توسعه و بهبود پروژه‌ها تمرکز داشته باشید.

چالش‌های استفاده از سیستم‌های چند عاملی

سیستم های چند عاملی قدرتمند هستند، اما همان‌طور که انتظار می‌رود، با چالش‌هایی نیز همراه‌اند.

• مدیریت منابع: اجرای هم‌زمان چندین عامل هوش مصنوعی نیازمند توان پردازشی بالایی است.
• هزینه ارتباطات: عوامل برای هماهنگی به کانال‌های ارتباطی قابل اعتماد و با تاخیر کم نیاز دارند.
• یکپارچگی دانش: همگام سازی اطلاعات بین چندین عامل به سادگی امکان پذیر نیست.
• ایمنی و کنترل: بدون محدودیت‌های مناسب، عوامل ممکن است تصمیمات متناقضی بگیرند.
• پیچیدگی ادغام: هماهنگ سازی چندین عامل هوش مصنوعی با سیستم‌های موجود، معمولا نیازمند تلاش توسعه‌ای گسترده است.

در نهایت، انتخاب یک زیر ساخت مناسب برای سیستم چند عاملی کلیدی است. با ابزارها و معماری درست، می‌توان بر نوآوری تمرکز کرد و از مشکلات فنی جلوگیری نمود.

سوالات متداول

در ادامه برخی از سوالات متداول شما در رابطه با سیستم‌های چند عاملی بررسی و پاسخ داده شده‌اند.

سیستم چندعاملی چیست؟

سیستمی متشکل از چندین عامل هوش مصنوعی که برای انجام وظایف و حل مسائل با هم همکاری می‌کنند.

تفاوت سیستم چندعاملی با سیستم تک‌عاملی چیست؟

در سیستم‌های تک‌عاملی، یک عامل تمام وظایف را انجام می‌دهد، اما در سیستم‌های چندعاملی، هر عامل نقش خاصی دارد و با دیگران همکاری می‌کند.

کاربردهای سیستم‌های چندعاملی چیست؟

این سیستم‌ها در مدیریت زنجیره تأمین، تولید هوشمند، معاملات مالی، هماهنگی خدمات درمانی و پشتیبانی مشتری کاربرد دارند.

سیستم‌های چندعاملی چگونه کار می‌کنند؟

این سیستم‌ها با استفاده از سه فرآیند اصلی—ارتباط، هماهنگی و تصمیم‌گیری وظایف را بین عوامل توزیع کرده و اطلاعات را به اشتراک می‌گذارند.

چه چالش‌هایی در سیستم‌های چندعاملی وجود دارد؟

مدیریت منابع، هزینه ارتباطات، همگام‌سازی اطلاعات، حفظ ایمنی و ادغام با سیستم‌های موجود از جمله چالش‌های این سیستم‌ها هستند.

سیستم‌های چندعاملی چگونه تصمیم‌گیری می‌کنند؟

آن‌ها یا از مدل متمرکز (یک عامل تصمیم‌گیرنده اصلی) یا مدل غیرمتمرکز (عوامل مستقل که در مواقع ضروری همکاری می‌کنند) استفاده می‌کنند.

آیا سیستم‌های چندعاملی در هوش مصنوعی آینده مهم هستند؟

بله، این سیستم‌ها به دلیل قابلیت همکاری و حل مسائل پیچیده، نقش مهمی در آینده هوش مصنوعی خواهند داشت.

همینطور بخوانید: GitHub چیست؟ ابزار مدیریت کد و همکاری تیمی

جمع بندی

سیستم‌های چند عاملی نشان‌دهنده‌ی یک تحول اساسی در نحوه‌ی استفاده از هوش مصنوعی برای حل مسائل پیچیده هستند. این سیستم‌ها با تقسیم کار میان عوامل تخصصی، کارایی را افزایش داده و امکان مدیریت بهتر منابع را فراهم می‌کنند. با این حال، پیاده‌سازی آن‌ها نیازمند زیرساخت‌های قوی، مدیریت منابع کارآمد و هماهنگی بین عوامل است. با پیشرفت فناوری، سیستم‌های چندعاملی نقش کلیدی‌تری در بهینه‌سازی فرآیندها، افزایش بهره‌وری و ارتقای تصمیم‌گیری ایفا خواهند کرد.