虛擬智力資源共享系統(tǒng)模型研究

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虛擬智力資源共享系統(tǒng)模型研究

呂永波’，任錦駕’，張仲義’，馬教書’

    (1、北京交通大學(xué)  交通運輸學(xué)院，北京  100044；2*北京廣播學(xué)院  媒體管理學(xué)院，北京  1000z4)摘要：智力資源共事是知識經(jīng)濟時代促進經(jīng)濟增長的主要動力?；谥橇Y源的特點和共事過程的實現(xiàn)，本文提出了“虛擬智力資源共事系統(tǒng)(VIB5S)”的概念。介紹了主體、本體的理論和方法，基于主體與本體相結(jié)合的思想構(gòu)建了VIB5S模型。該模型由項目管理子系統(tǒng)、信息資源收集子系統(tǒng)、智力資源共事子系統(tǒng)和評估子系統(tǒng)四部分組成，為智力資源共事的實現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。

隨著知識經(jīng)濟的到來和全球一體化的趨勢，人們越來越清楚地認識到知識和掌握知識的人才是社會經(jīng)濟發(fā)展的最重要資源。被譽為“創(chuàng)新思維之父”的愛德華·德·波諾指出“思考將是人類的最終資源”11i，而智力資源共享是知識經(jīng)濟時代提高生產(chǎn)率，實現(xiàn)經(jīng)濟最大限度增長的最有效的方法。

    一、虛擬智力資源共享的概念 

美國傳統(tǒng)辭典(雙解)中將智力解釋為學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識的能力。參照不同的研究成果，我們將智力資源定義為認識、理解客觀事物(即獲得信息)并運用知識解決問題的能力。智力資源共享則指的是將分布在不同地域、組織或系統(tǒng)中的智力資源通過現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組織起來，通過相互交流、激發(fā)、響應(yīng)來共同完成某一特定的任務(wù)，是數(shù)據(jù)、信息、知識共享基礎(chǔ)上、更高層次上的能力共享。

鑒于智力資源的動態(tài)性、無形性、空間分散性、不確定性、高投入和高價值性等特點，要實現(xiàn)它的充分、高效率的共享必須依賴于新的組織形式和新的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。基于智力資源的特點和共享過程的實現(xiàn)本文提出了“虛擬智力資源共享系統(tǒng)(Vinualhtemeent ReDuIce Sha6ne SyBtem，VI貼S)”的概念，指為完成特定的任務(wù)，依托于網(wǎng)絡(luò)、信息通訊技術(shù)、合理的組織機制將分布在不同地理位置、不同領(lǐng)域的專家和職能系統(tǒng)(智力資源的載體)組織起來，通過跨時空的智力資源相互的交流、激發(fā)，達到最終解決問題的目的，同時智力資源得到提高。

二、VIRSS設(shè)計理論基礎(chǔ) 

 智力資源共享與知識共享的最根本的區(qū)別就在于如何把智力資源載體中隱含的知識激發(fā)、表現(xiàn)、共享，因此VIRSS設(shè)計的重點在于如何把不同智力資源載體提供的信息、知識片段用統(tǒng)一的方式表述、融人到一個統(tǒng)一的系統(tǒng)中。目前，在計算機科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)開發(fā)出了一系列的工具用于實現(xiàn)知識的獲取、共享，A8ent技術(shù)就是其中員重要的一種。

(一)Agent理論

1．Agent理論簡介 

Agent理論和技術(shù)是繼面向?qū)ο蠹夹g(shù)之后的一種理論、技術(shù)和方法?；贏eent的計算和以Agent為主體的高層交互可以滿足現(xiàn)代計算和分布信息處理的要求，多Agent技術(shù)還可以用于分析和建立人類交互模型和交互理論。

在此，我們將Agent翻譯為主體，是指為了達到某個特定的目標，在對外部環(huán)境的相互作用的基礎(chǔ)上，通過對環(huán)境狀態(tài)的認識以及和其他Aeent的協(xié)作，自律地推進問題解決的處理單位。它可以根據(jù)環(huán)境的變化和與其他主體的相互作用改變自身的特性和行為方式，在相互協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)系統(tǒng)整體最優(yōu)222。主體具有自律性、社會性、反應(yīng)性、自發(fā)性四個基本特性。

2．基于主體構(gòu)建VIRSS的可行性 

(1)概念上的可行性 

主體的概念來源于人工智能領(lǐng)域，人工智能研究的初衷就是要使機器擁有人類的智能，而在智力資源共享系統(tǒng)中，智力資源主要包括領(lǐng)域?qū)＜?、人工智能系統(tǒng)，因此，用主體來構(gòu)建VI貼S系統(tǒng)具有可行性。此外，通過主體的概念也實現(xiàn)了系統(tǒng)的統(tǒng)一描述。我們用主體來描述智力資源，因此將主體稱為智力主體。

(2)技術(shù)上的可行性

20世紀90年代，由信息系統(tǒng)、人工智能、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、程序設(shè)計語言多門學(xué)科相互滲透，出現(xiàn)了智能協(xié)作信息技術(shù)13J，主要研究大型互聯(lián)網(wǎng)上多個信息于系統(tǒng)相互作用、協(xié)同工作，聯(lián)合完成信息處理任務(wù)的原理、方法，是實現(xiàn)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)上信息集成和支持群體決策的重要途徑。

 智能協(xié)作信息技術(shù)亦稱為基于主體的信息技術(shù)或協(xié)作信息技術(shù)，這是因為在這種協(xié)作信息處理系統(tǒng)中，相對被動的不同信息于系統(tǒng)或信息源被轉(zhuǎn)換成智能主體，雖然多個智能主體獲得的信息是不完整的、不精確的或主體的信息處理能力有限，但每個主體具有關(guān)于系統(tǒng)整體組織結(jié)構(gòu)的知識、或關(guān)于其它主體的資源、技能、組織智能、目標等知識，因此智能主體具有自主性和社會性，能夠相互作用，高效、透明地使用計算機網(wǎng)絡(luò)上的所有資源，協(xié)同解決單一主體無法解決的難題。雖然智能協(xié)作信息技術(shù)研究的目的與智力資源共享系統(tǒng)還有所差異，但它現(xiàn)有的研究成果，尤其是技術(shù)上的實現(xiàn)為VIRSS的研究和開發(fā)提供了支持。

3．主體的類型

最常見的主體設(shè)計類型稱為BDI主體，它使用信念(beliefs)——愿望(desires)——意圖(intends)模型，一個主體的信念是對環(huán)境和其自身的了解；愿望和意圖都是關(guān)于一個主體希望發(fā)生的事件的狀態(tài)，區(qū)別在于意圖是衡量承諾的一個尺度，它將引導(dǎo)和控制主體未來的活動；愿望是主體希望達到的目標。典型的BDI結(jié)構(gòu)主體有IRMA(Intelligent Resource Machine Architecture)，PRS(Procedure Reasoning System)，COSY，CATE。

4．采用多主體系統(tǒng)設(shè)計VIRSS的意義和問題

由于一個智能主體的能力受其知識、計算資源及其與其它主體相互關(guān)系的制約，限制了單主體系統(tǒng)解決問題的能力，為了解決大型、復(fù)雜的現(xiàn)實問題，必須采用多主體系統(tǒng)(Mulit—Agent System，MAS)。多主體系統(tǒng)是分布在網(wǎng)絡(luò)上的多個問題求解器松散稠合而成的大型復(fù)雜系統(tǒng)。分布式多主體系統(tǒng)能夠利用模塊化的設(shè)計和實現(xiàn)原理提供復(fù)雜問題求解的可能性；可以實現(xiàn)異步消息傳送和復(fù)雜操作系統(tǒng)之間的松散稻合；能夠高效實現(xiàn)開放信息系統(tǒng)的信息共享和資源利用等。

雖然基于多智能主體設(shè)計的VI陽系統(tǒng)具有以上優(yōu)點，但是由于一般是針對系統(tǒng)化領(lǐng)域知識共享設(shè)計的，還存在以下缺點：各智力主體問知識背景不同，造成了他們溝通的困難；不同的智能系統(tǒng)對其知識表達也有不同的設(shè)置方式，存在交流上的障礙。為了滿足主體之間的信息、知識、見解的迅速、充分交流，必須有統(tǒng)一的工具來描述各主體的特征和主體之間的關(guān)系，我們引入了本體的概念。

[二]本體理論 

1．本體理論簡介

本體論(0ntdog)原本是一個哲學(xué)上的概念，研究實體的存在性和實體存在的本質(zhì)，這是本質(zhì)上的知識，是獨立于任何語言而存在的，為不同領(lǐng)域智力資源的共享提供了可能和工具。本體(on·，oIodes)定義正逐漸被明確，Tom GNberl四4年提出的定義得到了大多數(shù)研究者的認可：本體是被共享的概念化的協(xié)議(明Ieemen，s)，共享的概念化包括領(lǐng)域知識建模的概念框架，相互作用主體之間通訊的協(xié)議、特定領(lǐng)域知識描述的協(xié)議。利用本體方法可以使人或者是機器獲取或重新使用存儲在信息系統(tǒng)中的知識非常便.

2．本體的類別

根據(jù)本體的通用性，可將本體分為以下4類：

(1)頂層本體：描述非常通用的概念，例如空間、時間、物質(zhì)等，它獨立于特定問題或領(lǐng)域，大量用戶可能擁有統(tǒng)一的頂層本體。

(2)知識表示本體：研究知識的本質(zhì)特征和基本屆性。

(3)領(lǐng)域本體：提供特定領(lǐng)域的概念定義和概念之間的關(guān)系，以及該領(lǐng)域中發(fā)生的活動和該領(lǐng)域的主要理論和基本原理。目前已經(jīng)涉及到企業(yè)本體、醫(yī)學(xué)概念本體等。

(4)任務(wù)本體：主要研究可共享的問題求解方法、推力方法與領(lǐng)域無關(guān)，具體的研究主題有：通用任務(wù)、與任務(wù)相關(guān)的體系結(jié)構(gòu)、任務(wù)方法結(jié)構(gòu)、推理結(jié)構(gòu)和任務(wù)結(jié)構(gòu)等。

3．本體在VI貼S中的作用

(1)實現(xiàn)了資源共享術(shù)語的標難化：通過本體論方法，可以建立共同理解的標難術(shù)語和術(shù)語定義。使各類人員或系統(tǒng)在共享資源時，有規(guī)范化的術(shù)語為基礎(chǔ)，避免了概念上的混淆和誤解。

(2)可實現(xiàn)智力資源的重用：利用本體論可將大量可重用的資源信息標難化、規(guī)范化，存入“本體庫”中，通過查詢就可實現(xiàn)重用。    (3)資源的高效查詢、獲取和表達：利用本體論方法，采集資源信息，并對資源信息進行精練和簡化，抽象出資源本體和本體關(guān)系，使用戶可以以一致的方法表達對資源的需求，并方便的檢索到所需要的資源信息。

(4)實現(xiàn)系統(tǒng)問的互操作：將資源共享過程中涉及的組織、活動和信息抽象成本體集，為系統(tǒng)問的數(shù)據(jù)交換和寫作提供了一致的信息模型。

(5)使自然語言的獲取更為便利。

三、基于本體與主體相結(jié)臺的VI風(fēng)強體系結(jié)構(gòu)

基于以上分析和文獻l‘i的經(jīng)驗，構(gòu)建了主體與本體相結(jié)合的VI貼S體系結(jié)構(gòu)如圖1。

VIRss由四部分組成：項目管理系統(tǒng)、資源信息收集系統(tǒng)、智力資源共享系統(tǒng)、評估系統(tǒng)。

(一)項目管理系統(tǒng)

VIRSS是針對解決特定問題而設(shè)計的，項目管理系統(tǒng)的任務(wù)主要包括根據(jù)要解決的問題發(fā)布命令，啟動信息資源收集系統(tǒng)、智力資源共享系統(tǒng)和評估系統(tǒng)，根據(jù)評估系統(tǒng)的返回結(jié)果，對系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)過程進行適時調(diào)整，直到得到滿意的結(jié)果。

(1)過程建模工具：建立系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的整體流程，并生成計算機可以識別和處理的形式化描述，即過程規(guī)則，并存放在規(guī)則庫中。

(2)過程控制Agent：通過一個或多個過程控制引擎，按規(guī)則庫中定義的規(guī)則激活并解釋過程定義。根據(jù)過程執(zhí)行中由評估系統(tǒng)返回的信息控制系統(tǒng)的狀態(tài)，向組織Agent和激勵A(yù)gent發(fā)出指令，推動過程的進行。

(3)組織Agent：根據(jù)過程控制Agent的指令，負責(zé)系統(tǒng)所需智能Agent的召集、管理，使系統(tǒng)的狀態(tài)達到最優(yōu)。

(4)激勵A(yù)gent：根據(jù)過程控制Agent的指令，對系統(tǒng)中做出不同貢獻的智能Agent進行獎勵，以激勵各智能Agent主動性的充分發(fā)揮。

(二)信息資源收集系統(tǒng) 

為了幫助系統(tǒng)智能主體以最快的速度獲得相關(guān)問題的資料，通過移動Agent在web上的遍歷收集相關(guān)信息。

(1)移動Agent：多個移動Agent采用廣度優(yōu)先(或深度優(yōu)先)的策略對web進行遍歷，對不同數(shù)據(jù)源的相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集，盡可能多的收集資源信息。

(2)本體庫：本體庫中存儲了經(jīng)過標準化和規(guī)范化的領(lǐng)域資源術(shù)語、定義及它們之間的聯(lián)系，即關(guān)于資源信息字典方面的內(nèi)容，字典信息是按分類的方式組織的。

(3)預(yù)處理Agent：預(yù)處理Agent按本體庫中的資源信息字典規(guī)則，對資源供應(yīng)商和分析Agent提交的資源信息進行規(guī)范，并檢查該信息真實性和有效性，將合法資源信息在本體的幫助下進行分類，建立與供應(yīng)商資源庫相聯(lián)接的查詢索引。

(4)分析Agent：分析Agent對移動Agent在web上收集的信息進行整理、過濾、轉(zhuǎn)換，從中抽取有用信息，提供給預(yù)處理Agent進行預(yù)處理。

(5)發(fā)布A8ent，：將預(yù)處理Agent生成的規(guī)范化資源信息和索引提交到領(lǐng)域知識庫。

(三)智力資源共事系統(tǒng)    這一系統(tǒng)是VI風(fēng)9S的核心部分，通過智能主體間的充分交流使項目管理系統(tǒng)提出的任務(wù)逐步得到解決，同時各智能主體的能力也得到了提高。

(1)智能主體：包括各領(lǐng)域的專家和機器智能系統(tǒng)，雖然他們分布在不同的地域和科研領(lǐng)域，但是通過VIB5S，他們能將頭腦中產(chǎn)生的各類知識片斷發(fā)布出來，實現(xiàn)充分共享，把自身的知識與從外界得到的信息充分融合，通過相互間的相互激發(fā)，不斷提出新的思路和方案，最后共同解決問題。

(2)領(lǐng)域本體：領(lǐng)域本體定義和描述了相關(guān)領(lǐng)域中一系列對象、對象的屬性及對象間的關(guān)系，幫助各領(lǐng)域的智能主體實現(xiàn)充分交流。

(3)綜合Agent：將各智能主體提出的方案和工作狀態(tài)、業(yè)績處理為統(tǒng)一的形式，發(fā)送給評估系統(tǒng)。    (四)評估系統(tǒng)    對智力資源共享系統(tǒng)的工作過程和工作業(yè)績進行實時監(jiān)控，根據(jù)評估規(guī)則庫中設(shè)定的評估體系對不同的狀態(tài)進行評估，并把評估結(jié)果發(fā)送到項目管理系統(tǒng)，為下一步的工作提供依據(jù)。

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