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nutc_imac_Agent拼裝車系列 第 10

Day 10 什麼是 Multi agent system ?

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一、何謂多智能體系統(MAS)?

多智能體系統(MAS)是一種由多個「智能體(agent)」組成的架構,這些智能體在共同的環境中互相互動並協同運作。每個智能體都具備自主性,能感知環境、進行決策並採取行動,並且可透過與其他智能體的交流來調整行為。MAS 的設計目的在於解決單一智能體難以處理,或因規模與複雜度過高而無法獨立完成的任務。這類系統通常採取分散式的情報與控制模式,不依賴單一中央控制者,而是透過自治性與協調性來實現整體目標。

總結一句:MAS = 多個能自己做決策的 agent,在同一環境中互動,共同或競爭、協作地完成比較大的目標。


二、MAS 的主要特性 / 架構要素

下面是多智能體系統常見的幾個重要特性或元件:

元件 / 特性 說明
自治性(Autonomy) 每個 agent 能獨立做決策,不完全仰賴中央指令。
局部觀察 / 知識(Local view / knowledge) 一個 agent 不一定擁有整個系統的全局資訊,只能看到自己能觀測、自己知道的部分。
交互性(Interaction / Communication) agent 之間可以交換資訊、協調行動,有時會有談判、協商、競爭等等。
分散性 / 去中心化(Decentralization) 系統控制不是完全由一個中央節點操控,而是 agent 自己透過規則/協議來運作。
協作或競爭(Cooperation / Competition / Negotiation) agent 可以合作(為共同目標),也可能為自己的目標互相競爭或談判。
可擴展性與容錯性(Scalability / Fault Tolerance) 因為是多 agent 組合的系統,理論上可擴展到更多 agent;遇到某些 agent 出錯時,其他 agent 仍可繼續運作。([維基百科][1])
學習 / 適應(Learning / Adaptation) 在複雜或變動的環境中,agent 可藉由學習、調整策略,以應對環境變化。([維基百科][1])

在架構上,一個 MAS 通常包含:

  • Agent(感知、思考、決策、行動)
  • 環境(Environment):agent 所處的外部世界,影響並被 agent 的行動所改變
  • 通訊機制 / 協議 / 中介(Communication / Protocol / Middleware):讓 agent 之間可以互相通信或協調
  • 任務分配 / 協調策略 / 衝突處理機制:決定誰做什麼,如何避免衝突或資源競爭

三、MAS 的應用範例

MAS 在很多領域中都很有價值,以下是一些常見的應用:

  • 多機器人 / 群體機器人 (multi-robot / swarm robotics):多個機器人協同完成探索、搜尋、搬運、巡邏等任務
  • 智慧交通 / 車聯網 / 自動駕駛場景:不同車輛、交通號誌、感測器 agent 互動協調以優化交通流
  • 電網 / 智慧電網(smart grid):各個發電機、儲能、負載單位作為 agent 協調供電與需求匹配
  • 分散式物流 / 配送 / 優化路徑:各配送單位作為 agent,協調路徑、時間與資源
  • 模擬 / 社會系統 / 經濟模型:在社會科學模擬中,用 agent 模擬個體互動規則,看整體行為
  • 分散式資訊系統 / 網路 / 通信協議設計
  • AI Agent 系統 / Agentic AI:在複雜任務中,設計多個 AI agent 處理不同子任務,協作完成大任務

四、優點與挑戰/難點

優點

  • 處理複雜性:能把複雜任務拆分給多個 agent,降低單一 agent 的負擔
  • 彈性與可擴展性:容易加入/移除 agent,系統具有擴展性
  • 容錯性:某些 agent 故障不必整個系統崩壞
  • 並行性 / 分散計算能力

挑戰 / 難點

  • 協調 / 同步成本:agent 之間互動、通信、同步需要成本
  • 衝突 / 資源競爭:如何解決不同 agent 可能爭用同一資源或路徑
  • 全局觀點 vs 局部觀點:如何在局部智慧中兼顧整體最優
  • 學習與穩定性:agent 在動態環境下學習,系統整體要維持穩定性很難
  • 通訊延遲 / 資訊不完全 / 不確定性:資訊延遲、不完整可能使決策出錯
  • 設計複雜性:如何定義 agent 的角色、策略、協議,是設計的難點

https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-agent_system?utm_source=chatgpt.com "Multi-agent system"
https://cloud.google.com/discover/what-is-a-multi-agent-system?utm_source=chatgpt.com "What is a multi-agent system in AI?"


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