生成式艺术和算法创作10-响应式智能体和智能架构

上一篇我们了解了人工智能体的概念和在创作领域的应用。今天我们来看看其中一种重要的智能体：响应式智能体。

Langton's ant

兰顿蚂蚁（Langton's ant）是元胞自动机的例子。它由 Christopher Langton 在 1986 年提出，它由黑白格子和一只「蚂蚁」构成，是一个二维图灵机。

Animation of first 200 steps of Langton's ant

兰顿蚂蚁的算法:

• 第1步：向前迈出一步

• 步骤2：如果当前单元格为白色，将其变为黑色并向右旋转 90°

• 步骤3：如果当前单元格为黑色，则将其变为白色并向左转 90°

兰顿蚂蚁拥有非常简单的逻辑和复杂的表现。在 2000 年，兰顿蚂蚁的图灵完备性被证明。兰顿蚂蚁的想法后来被推广，比如使用多种颜色。

兰顿蚂蚁其实就是一种响应式的架构。它有以下优点：

• 简单

• 计算易处理

• 稳健性

• 模型优雅

而缺点则包括：

• 仅使用局部知识推动行动，无法将非局部或长期信息考虑在内

• 缺乏清晰的工程设计方法，难以调试

• 丧失透明度和可读性，与人类的互动很困难

智能体架构

典型的认知智能体由一系列过程组成。

智能体通过感应器感知世界。由一个感知模块提供信息给建模模块，更新世界的表征。然后由一个向智能体提供目标和关于世界的信念的规划模块，决定执行什么动作。最后，有一个马达控制模块执行动作，向促动器发送命令。

Rodney Brooks 提出的这个架构是任务完成行为的层次结构，较低层代表更原始的行为。 每种行为都是一种相当简单的规则结构，每种行为都与其他行为竞争，以控制智能体 。

Rodney Brooks 也提出过另外一种架构——不是基于一系列链接在一起的模块，而是在行为层次上彼此平行放置：

在子层级中，可以使用更灵活的结构：

Rodney Brooks 根据这些架构设计了机器人 Ghengis：

混合架构

混合架构设计中的关键问题，是各个子组件（响应组件和协商组件）之间交互的元控制。

多层架构：

水平结构的例子：

Touring Machines: Autonomous Agents with Attitudes (book, by Innes A. Ferguson, Publisher: IEEE Computer Society Press, Published Date: 01/10/2017)

垂直架构的例子：

Ref

- [Intelligent agent - Wikiwand](https://www.wikiwand.com/en/Intelligent_agent)

- Rodney Brooks, A Robust Layered Control System for a Mobile Robot, AI Memo report, 1985

- [Langton's ant - Wikiwand](https://www.wikiwand.com/en/Langton%27s_ant)

- [Generative Art and Computational Creativity | Kadenze](https://www.kadenze.com/courses/generative-art-and-computational-creativity-i)

- [Cognitive Agents And Multiagent Systems | Kadenze](https://www.kadenze.com/courses/generative-art-and-computational-creativity-i/sessions/cognitive-agents-and-multiagent-systems)

Robot art

CYSP1, Nicolas Schoffer, 1953

Nenage, Norman White, 1974, multi-robot

HackYourself 创造者系列

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