Agentní a multiagentní systémy

• 26 hod. přednášky
• 13 hod. pc laboratoře
• 13 hod. projekty

• 60 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
• 20 bodů půlsemestrální test (písemná část)
• 20 bodů projekty

Cílem předmětu je seznámit studenty s principy činnosti a návrhem systémů s agenty jako autonomními inteligentními jednotkami, a dále se systémy, ve kterých se nachází více takovýchto agentů (multiagentní systémy). Studenti se naučí tyto systémy navrhovat, modelovat a programovat jejich jednotlivé prvky s využitím moderních deklarativních i asynchronních vývojových prostředků.

Absolvent předmětu získá ucelené znalosti o současných teoretických i praktických přístupech k vytváření systémů s autonomními inteligentními jednotkami schopnými řešit úlohy ve vysoce dynamických prostředích. Bude rozumět formálním základům agentních architektur, BDI modelu i standardům pro agentní komunikaci. Dále získá hluboký vhled do řešení problémů v multiagentních systémech, včetně vyjednávání, řešení konfliktů, tvorby koalic a distribuovaného plánování.

Součástí kurzu jsou cvičení, ve kterých studenti získají praktické zkušenosti s implementací inteligentních agentů a multiagentních systémů v prostředí Jason, JADE a SPADE v Pythonu. Seznámí se rovněž s možnostmi propojení klasických agentních architektur s velkými jazykovými modely (LLM) a s principy multiagentního posilovaného učení.

Ke studiu předmětu je zapotřebí mít základní znalosti z oblasti formální logiky, umělé inteligence, modelování systémů a programování.

• Russel, S., Norvig, P.: Artificial Intelligence, a Modern Approach, Pearson Education Inc., 2003, ISBN 0-13-080302-2
• Wooldridge, M.: Reasoning about Rational Agents, 2000, The MIT Press, Cambridge, MA, ISBN 0-262-23213-8
• Shoham, Y, Leyton-Brown, K.: Multiagent systems, Algorithmic, Game-Theoretic, and Logical Foundations,  Cambridge University Press, 2009

• Russel, S.Norvig, P.: Artificial Intelligence, a Modern Approach, Pearson Education Inc., 2003, ISBN 0-13-080302-2 

• Wooldridge, M.: Reasoning about Rational Agents, 2000, The MIT Press, Cambridge, MA, ISBN 0-262-23213-8

1. 1. Úvod do distribuované umělé inteligence: Pojem agent, agentní a multiagentní systém, vlastnosti prostředí, typologie a rozdělení agentů.

   2. Formální modely agentů a reaktivní architektury: Wooldridgeův formální model agenta a prostředí, vjemy, stavy a funkce chování na prostředí TileWorld. Reaktivní přístup, situovaný automat, subsumpční architektura a vrstvené architektury.

   3. Formální logiky v agentních systémech: Modální logiky, sémantika možných světů, Kripkeho struktury, temporální logiky LTL a CTL, formální základy BDI logiky.

   4. Mentální stavy a BDI architektury: Racionální agent, systémy řízené záměrem a jejich modelování, architektura IRMA, AgentSpeak.

   5. Pokročilé BDI přístupy: Rozšíření BDI modelu, synergie záměrů, late binding proměnných při exekuci plánů pro zvýšení flexibility uvažování agenta.

   6. BDI programování v jazyce Jason: Praktické aspekty BDI agentů, rozhraní prostředí a architektura systému Jason, demonstrace a rozbor příkladů v AgentSpeak(L).

   7. FIPA standardy, komunikace a návrh MAS: Abstraktní architektura a životní cyklus agenta, jazyky KQML a FIPA ACL, interakční protokoly. Metodiky návrhu GAIA a Prometheus, role agenta v systému.

   8. Implementační prostředí MAS a LLM agenti: Principy a architektura JADE, přechod k Pythonu v prostředí SPADE. Využití velkých jazykových modelů pro uvažování agentů, tool calling, MCP a integrace LLM do SPADE.

   9. Vyjednávání, volby a argumentace v MAS: Fyzické a mentální konflikty, teorie her, Rubinsteinův model vyjednávání, volební mechanismy a formální argumentace.

   10. Koalice a koaliční hry: Teorie koaličních her, koncepty řešení (Core, Shapleyho hodnota) a algoritmy pro vyhledávání koaličních struktur (DP, Anytime IP).

   11. Koordinované jednání a distribuované plánování: Centralizované vs. distribuované plánování, metody koordinace jednání a distribuované řešení podmínek.

   12. Sociální chování v MAS: Principy vytváření společností agentů, pojmy závazek, norma a sociální struktura.

   13. Učení v agentních systémech: Posilované učení a multiagentní posilované učení pro realizaci agentů.

1. Dvě dvičení systému JASON
2. Dvě dvičení systému JADE
3. Dvě dvičení systému JACK

Skupinový projekt - realizace multiagentního systému, skupinové plánování, koordinace, vyjednávání

• Půlsemestrální písemný test
• Skupinový projekt
• Pro získání bodů ze zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena více body, než je minimální hranice uvedená v informačním systému (25 bodů). V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body.

Půlsemestrální test

Osobní konzultace po předchozí domluvě termínu, dále e-mailem a přes Teamsy (preferováno)