ارائه ساختاری مبتنی بر منطق برای روابط مکانی-حرکتی در سیستم های چندعامله

شبیه سازی¬های عامل¬مبنا می¬توانند برای آزمودن فرضیه¬ها در سیستم¬های پیچیده بکار روند. یک سیستم چندعامله متشکل از تعدادی عامل هوشمند است. چنین سیستمی زمانی به کار می آید که حل مسائل و انجام وظایف توسط یک عامل و یا یک سیستم یکپارچه غیر ممکن یا دشوار باشد. اگر چه عامل و شیء ویژگی¬های مشترک زیادی دارند، اما یک فضای چندعامله، علاوه بر هندسه متغیر در زمان که در اشیاء متحرک نیز دیده می شود، ویژگی¬هایی مانند خودمختاری، روابط اجتماعی، سنجش محیط، مولفه¬های دانش و تصمیم¬گیری، انطباق پذیری، و قابلیت عکس العمل را در خود دارد. در این بین، دانش روابط مکانی-حرکتی می تواند موجب تقویت مولفه هوشمندی عامل¬ها در حل مسئله و تصمیم گیری گردد. مسئله اصلی تحقیق پیش رو چگونگی دستیابی به ساختاری است که بتوان این ویژگی¬های مکانی-حرکتی را با یک زبان منطقی و مستدل در فضای عامل¬ها ارائه نمود. از جمله چالش های موجود در تحقیقات مرتبط در این حیطه، می توان گفت که در پایگاه داده اشیاء متحرک به قصد و نیت عامل ها، طراحی حرکت گروهی، طراحی حرکت بر روی شبکه و امکان پذیر بودن آن، ویژگی¬های کیفی حرکت و استدلال توجه کمی شده است. در منطق¬های مکانی-زمانی در مورد اشیاء و عامل¬ها نیز تأکید بر ویژگی¬های کیفی و نمادین می باشد. ویژگی¬های عددی و هندسی، ساختار داده¬ها و الگوریتم¬ها در رابطه با توپولوژی، مکان و حرکت، ویژگی¬های عامل¬های هوشمند و تأثیر آن بر منطق، اثبات قضیه و استدلال منتج به اقدام نیز کمتر مورد توجه بوده است. همچنین در زمینه معماری و پیاده سازی سیستم¬های تلفیقی اطلاعات مکانی و شبیه سازی عامل-مبنا (مانند netlogo، repast و agentanalyst)، چنین کمبودهایی بیشتر به چشم می آیند. با توجه به این ضعف ها و نیاز به مولفه¬های مکان، حرکت، هوش مصنوعی توزیع یافته و سناریوهای منطقی در مسائلی از مدیریت بحران و امداد رسانی، مدیریت ناوگان و خدمات رسانی، طراحی¬ها و راهبردهای نظامی، هدف این پایان نامه ارائه یک ساختار جدید می باشد. مشارکت اصلی این تحقیق، فراهم نمودن بستری نظری برای کسب و استدلال روابط مکانی-حرکتی مورد نیاز عامل¬ها تحت جملات منطقی می باشد که در شبیه¬سازی های مبتنی بر سیستم اطلاعات مکانی و عامل در مسائل وظیفه محور قابل استفاده خواهد بود. به دلیل وجود دانش محلی در فضای عامل¬ها، محدودیت حسگر¬ها، پیچیدگی اندازه گیری¬های دقیق مکانی در فضای پویا، نیاز به محدود کردن فضای جستجوی انتخاب¬ها در زمان تصمیم گیری عامل های متحرک و نیاز به قدرت تبیین و صراحت بالا برای عامل¬های هوشمند، تمرکز اصلی ساختار پیشنهادی بر ساختارهای صریح، کیفی و استدلالی قرار گرفت. مدل منطقی پیشنهادی یک ساختار زمانی انشعابی مرتبه اول می باشد که بیان مولفه¬های عامل به کمک موجهات در آن امکانپذیر شده است. علت این انتخاب قابلیت تبیین مناسب منطق مرتبه اول در بیان روابط مکانی-حرکتی، امکان ساختار زمانی انشعابی برای بیان روابط مشتق زمانی و مطلوبات مختلف عامل¬ها، و قابلیت منطق موجهات در ارائه مولفه دانش و ویژگی عامل¬ها می باشد. به منظور تببین صوری ساختار پیشنهادی لازم بود نحو، عبارات، دامنه موجودیت¬ها، معنا بر اساس توابع تعلق و تابع تفسیر برای متغیرها، محمول¬ها و ثوابت، مدل و روابط ارضاء و سایر ویژگی ها تعریف و ارائه شوند. عمده حجم تحقیق حاضر به ارائه روابط جدید و توسعه رابطه¬های موجود مکانی، حرکتی، خط سیر، مسیر و توپولوژیک در فضای عامل¬ها اختصاص یافت که پس از آن در قالب محمول¬ها معنا پیدا نمود. نتیجه ساختار پیشنهادی صراحت و قدرت تبیین بالا در بیان انواع روابط مکانی-حرکتی و سناریوسازی منطقی، امکان استدلال عملی بر اساس دستگاه استنتاج، الگوریتم¬ها و ساختارداده¬های کارآمد، روابط جدید حرکتی و مکانی، و در برگرفتن ایده¬های¬عامل های هوشمند می باشد. بر اساس معماری سیستم شبیه سازی نیز برخی سناریوهای منطقی ساده مدلسازی گردید که امکان آن در سیستم های تلفیقی اطلاعات مکانی- عامل موجود میسر نبود. سیستم پیشنهادی قابلیت¬های استنتاج مکانی-حرکتی و طراحی مشارکتی را به طور ممزوج امکان پذیر می ساخت. همچنین ارزیابی الگوریتم¬های اصلی در تشکیل محمول های منطقی، برای نشان دادن کارایی آن ها، ارائه گردید. مثلاً اگر متغیر ورودی تعیین کننده پیچیدگی n باشد، در n=500 کارایی آلگوریتم¬های پیشنهادی بیش از دو برابر الگوریتم های موجود است.