Автоматные модели

В 60-е гг. 20 века сформировалась школа, изучающая различные модели поведения на основе конечных автоматов. Основным тезисом являлось: любое достаточно сложное поведение слагается из совокупности простых поведенческих актов.

Исследуя разнообразные формы поведения, начиная от условно-рефлекторного, и заканчивая моделями коллективного поведения, был создан теоретический фундамент для описания коллективного взаимодействия объектов самой разной природы.

В рамках коллективного поведения автоматов рассматривались задачи распределения ресурсов между участниками, особенности организации однородных коллективов, поведение неоднородных структур, синхронизации взаимодействия членов коллектива и поведения неоднородных структур, где для этого вводился ранг рефлексии участников и т.д.

На базе подобных моделей был создан фундамент сотовой связи; эти модели и методы стали основой для построения многих децентрализованных коллективных систем, моделей индивидуального и коллективного поведения.

В качестве одного из примеров можно рассмотреть классическую задачу о поливе участков. В этой задаче согласованность действий агентов – автоматов – достигается на основе наличия в коллективе игроков, обладающих ненулевым рангом рефлексии (способность рассуждать за другого).

Рис. 10.Иллюстрация к задаче о поливе участков

Рассмотрим задачу подробнее:

Дано: Скважина и кольцевой коллектор.

Необходимо: Экономить электроэнергию.

Решение:

· Кольцо из N автоматов, каждый из которых может находиться в одном из двух состояний – 1 или 0.

· Плохо, когда 1) не экономится электроэнергия; 2) участки не поливаются;

Автомату с первым рангом рефлексии лучше сохранить свое первоначальное состояние и знать состояние не только соседей, но и соседей соседей.

Чем выше ранг рефлексии, тем о большем числе соседей необходимо иметь информацию.

На данный момент теория коллективного поведения автоматов до сих пор является одной из немногих строгих, формальных моделей подобного рода систем.