- 生成式藝術(shù)和算法創(chuàng)作01-概述
- 生成式藝術(shù)和算法創(chuàng)作02-隨機(jī)和噪聲
- 生成式藝術(shù)和算法創(chuàng)作03-混沌和分形
- 生成式藝術(shù)和算法創(chuàng)作04-規(guī)則系統(tǒng)
- 生成式藝術(shù)和算法創(chuàng)作05-Tessellation
- 生成式藝術(shù)和算法創(chuàng)作06-形狀語法
- 生成式藝術(shù)和算法創(chuàng)作07-向自然致敬的 L-system
- 生成式藝術(shù)和算法創(chuàng)作08-馬爾可夫模型
人工智能體
我們常看到 OOP - 面向?qū)ο蟮木幊蹋瑢?duì)象是 Object。這篇文章則是關(guān)于智能體（agent）的綜述。智能體和對(duì)象有什么區(qū)別呢？智能體是主動(dòng)的，對(duì)象則不是。
智能體的概念是計(jì)算機(jī)科學(xué)的核心，在認(rèn)知科學(xué)中也很重要。因?yàn)樗梢匝芯空鎸?shí)的主體，建模和在現(xiàn)實(shí)世界中模擬并觀察智能群體。
人工智能體是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠代表使用者或設(shè)計(jì)者自主運(yùn)行。智能體可以形式化表達(dá)為從感知到行動(dòng)的函數(shù)，它將每個(gè)可能的感知序列，映射到智能體可以執(zhí)行的操作，或映射到影響最終操作的系數(shù)、反饋元素、函數(shù)或常量。軟件和機(jī)器人都可視為智能體。
人工智能體有以下特征：
- 情境性（situatedness）：通過傳感器感知環(huán)境，能夠通過行動(dòng)效果器（effectors）影響環(huán)境
- 自主和積極主動(dòng)（Autonomy and pro-activity）: 行動(dòng)沒有外部干預(yù)，自己控制內(nèi)部狀態(tài)
- 靈活性
- 可響應(yīng): 及時(shí)響應(yīng)環(huán)境的變化
- 社交性：與其他智能體或人類互動(dòng)
智能體的結(jié)構(gòu)
- 認(rèn)知（Cognitive）：維持內(nèi)部符號(hào)表征（一般會(huì)有記憶），可能包含推理和規(guī)劃的評(píng)估結(jié)構(gòu)（deliberative architectures）
- 反應(yīng)（Reactive）：沒有明確的環(huán)境表征，專注于行為規(guī)則
- 反射：沒有內(nèi)部狀態(tài)（只是將輸入映射到輸出）
- 反應(yīng)：有內(nèi)部狀態(tài)（但不是認(rèn)知）
- 混合（Hybrid）：混合反應(yīng)和認(rèn)知成分，以平衡反應(yīng)性（reactiveness）和審慎性（deliberativeness）
A first-order intentional system has beliefs and desires but no beliefs and desires about beliefs and desires.
A second -order intentioal system has beliefs and desires about beliefs and desires both those of others and its own.
一階意向系統(tǒng)和二階意向系統(tǒng)。
Belief–Desire–Intention BDI 模型
信念 - 愿望 - 意圖模型（BDI）是智能體編程的軟件模型。從表面看，它以智能體的信念、愿望和意圖的實(shí)現(xiàn)為特征，使用這些概念來解決智能體編程中的特定問題。 實(shí)質(zhì)上它提供了一種機(jī)制，將選擇計(jì)劃的活動(dòng)與當(dāng)前活動(dòng)計(jì)劃的執(zhí)行分開。 因此，BDI 智能體能夠平衡計(jì)劃（選擇做什么）和執(zhí)行這些計(jì)劃所花費(fèi)的時(shí)間。
- Beliefs：信息態(tài)度，表示狀態(tài)和智能體的 know-how，可能是錯(cuò)誤的，由 perception 和 reasoning 更新
- Desires：動(dòng)機(jī)態(tài)度，評(píng)估是對(duì)欲望的過濾，決定哪個(gè)愿望可以提升為真正的意圖
- Intertions：智能體致力于發(fā)生的愿望，它是一致的、不沖突的、可能達(dá)成的，比 Desires 要強(qiáng)
確定性行動(dòng)由以下元素表示：
- 可能包含參數(shù)的名稱
- 前置條件列表：必須為真的要執(zhí)行操作的事實(shí)列表
- 刪除列表：執(zhí)行操作后不再為真的事實(shí)列表
- 添加列表：通過執(zhí)行操作使事實(shí)為真的列表
Interpreter 主要做兩個(gè)操作：
- 根據(jù)當(dāng)前的信念選擇需要追求的意圖
- Mean-end 推理生成或選擇要執(zhí)行的計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)意圖
BDI 算法可以表達(dá)如下：
(B,D,I): = Initialize-state();
While(true):
update(B,D,I); //according to internal and external perceptions
Options: = option-generator(B,D,I)
Selected-options: = deliberate(B,D,I)
Update-intentions(selected-options, I)
Plan: = planning(I,B)
execute(plan);
Get-new-perceptions()
end while
可以對(duì)基礎(chǔ) BDI 算法做很多調(diào)整，比如重新規(guī)劃或意圖再考慮。問題是，如果經(jīng)常重新考慮，會(huì)花費(fèi)太多時(shí)間來評(píng)估而沒有足夠時(shí)間采取行動(dòng)；如果使用兩種策略，不經(jīng)常重新考慮，那么盲目執(zhí)行可能會(huì)做出不相關(guān)的行動(dòng)。
真是經(jīng)典的 exploration vs. exploitation (deliberation and action) tension 呢！
智能體在多個(gè)創(chuàng)作領(lǐng)域的應(yīng)用
UNMAKEABLE LOVE
UNMAKEABLE LOVE 是一個(gè)互動(dòng)多媒體裝置作品。此作品由多人操控，但觀眾無法操控 3D 動(dòng)畫影像，只能透過手電筒感應(yīng)器的虛擬光束投射到背投式影幕，聚光探索 3D 人物動(dòng)畫的行為與影像。
作品中的六角形立體柱有六面背投式影幕，可由六個(gè)人同時(shí)操控手電筒聚光探索 3D 人物活動(dòng)狀況。當(dāng)觀眾在操控手電筒投射屏幕觀看時(shí)，會(huì)看到對(duì)面的觀用者也在用手電筒投射，觀看到的對(duì)方是真實(shí)人物經(jīng)由紅外線攝取影像呈現(xiàn)在屏幕，讓觀看者仿佛看到真實(shí)的另一觀看者，讓觀看者之間在虛擬 3D人物動(dòng)畫的氛圍情境內(nèi)互動(dòng)。
這個(gè)作品通過算法智能體，人工生命，虛擬社區(qū)，人機(jī)交互，增強(qiáng)虛擬，混合現(xiàn)實(shí)和多媒體表現(xiàn)的實(shí)踐，以「參與身體的原始銘文」。它將 Beckett 的 “l(fā)ost ones” 定位在一個(gè)虛擬空間中，這個(gè)虛擬空間代表著一種嚴(yán)重的身體限制狀態(tài)，可能會(huì)喚起監(jiān)獄，庇護(hù)，拘留營(yíng)，甚至是「現(xiàn)實(shí)」的電視節(jié)目。
The Painting Fool
2013 年 7 月，一名嶄露頭角的藝術(shù)家在巴黎 Galerie Oberkampf 舉辦了展覽會(huì)。
展覽會(huì)持續(xù)了一周時(shí)間，民眾前來觀看，新聞媒體廣泛報(bào)道，一些作品花了多年時(shí)間創(chuàng)作，還有一些直接畫在畫廊上。無論怎么看，這都是一場(chǎng)典型的藝術(shù)展。唯一不同的是，這名藝術(shù)家不是真人，而是一個(gè)名叫 The Painting Fool 的電腦程序。
The painting fool 是一個(gè)模塊化的架構(gòu)，包括：
- 視覺系統(tǒng)
- 內(nèi)存模塊
- 一些自我評(píng)價(jià)系統(tǒng)
- 感知系統(tǒng)
- 情緒系統(tǒng)
- 一些渲染模塊，例如 肖像模塊
- 解釋系統(tǒng)
- 概念生成模塊
The Painting Fool 是 Simon Colton 的作品。Colton 是倫敦大學(xué)金史密斯學(xué)院的計(jì)算機(jī)創(chuàng)作學(xué)教授，他認(rèn)為要讓程序創(chuàng)作，先要跨過一些與圖靈測(cè)試不同的測(cè)試。圖靈測(cè)試要求機(jī)器按人類的方式進(jìn)行可以信服的交談，Colton 卻認(rèn)為 AI 藝術(shù)家要讓自己的行為變得「富有技巧」、「可以欣賞」、「富有想像力」才行。
到目前為止，Painting Fool 已經(jīng)在這三個(gè)方面取得了進(jìn)步。所謂的欣賞性，按 Colton 的意思就是對(duì)情緒作出反應(yīng)。Painting Fool 的早期作品由圖片拼成。程序先要掃描英國衛(wèi)報(bào)一篇關(guān)于阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)的文章，從中提取關(guān)鍵字，比如“軍隊(duì)”和“英國人”，然后尋找與之相關(guān)的圖片。找到之后程序用圖片制作合成圖，以反映報(bào)紙文章的內(nèi)容和情緒。
音樂智能體
在音樂智能智能體方面，George E. Lewis 在 1983 完成了一個(gè)即興的爵士演奏，是早期有智能智能體參與的例子：
{% youtube hO47LiHsFtc %}
George E. Lewis -- Voyager Duo 4 - YouTube
Arne Eigenfeldt 是加拿大作曲家，他創(chuàng)作互動(dòng)和生成音樂系統(tǒng)。 Eigenfeldt 為當(dāng)代舞蹈做了大量工作，特別是與編舞家Serge Bennathan合作。他的電子音樂主要用 Max/MSP 編寫的軟件中實(shí)時(shí)生成。 他最近的研究重點(diǎn)是將知識(shí)編碼到智能性能系統(tǒng)中。
{% youtube i7IP9d_KBzA %}
Moments: Time and Space - YouTube
Music by agents 是 Arne Eigenfeldt 創(chuàng)建的實(shí)時(shí)作曲系統(tǒng)，由一組 BDI 智能體組成。智能體們協(xié)商各種參數(shù)，實(shí)現(xiàn)和諧的實(shí)時(shí)作曲。
James Maxwell, Arne Eigenfeldt, Philippe Pasquier開發(fā)的 MusiCOG 是一個(gè)用于單聲道音樂信息的識(shí)別，生成，延續(xù)和模式編輯的系統(tǒng)模型。
Music composition is an intellectually demanding human activity that engages a wide range of cognitive faculties. In designing MusiCOG, we wanted to bring forward ideas from our previous work, and combine these with principles from the fields of music perception and cognition and ICA design, in an initial attempt at an integrated model.
為音樂理解和分類設(shè)計(jì)的 MusiCog 是認(rèn)知智能體中，處理領(lǐng)域特定知識(shí)的智能體。音樂認(rèn)知智能體一般會(huì)參與以下活動(dòng)：
- 自己演奏
- 與人類一起演奏
- 幫助人類創(chuàng)作新材料
MUME 是一個(gè)匯集了對(duì)開發(fā)系統(tǒng)感興趣的藝術(shù)家、從業(yè)者和研究人員的組織，研究可以自主地識(shí)別、學(xué)習(xí)、表現(xiàn)、編寫、完成、陪伴或解釋音樂的系統(tǒng)。Metacreation 涉及使用人工智能，人工生命和機(jī)器學(xué)習(xí)的工具和技術(shù)，它們本身通常受到認(rèn)知和生命科學(xué)的啟發(fā)。其中有一個(gè)項(xiàng)目叫做 Musebot。
Musebot 項(xiàng)目的目標(biāo)是建立一個(gè)有趣和實(shí)驗(yàn)性的研究，教育和制作平臺(tái)。它是一個(gè)協(xié)作性的創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)：共同制作自主軟件智能體，共同制作原創(chuàng)音樂。這些軟件智能體將在一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。每個(gè)軟件智能體大致對(duì)應(yīng)于一段音樂中的單個(gè)樂器部分，如貝斯或鼓點(diǎn)。
Musebot 可以與其他 Musebot 一起自動(dòng)生成音樂。Musebot 協(xié)議傳遞實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但不是具體數(shù)據(jù)，而是更高層次的音樂概念。
會(huì)話智能體，虛擬智能體，游戲智能體
會(huì)話智能體是相對(duì)成熟的智能智能體研究領(lǐng)域，一些典型的智能體包括：
ELIZA, Joseph Weizenbaum, 1964
PARRY, Kenneth Colby, 1972
SmarterChild, ActiveBuddy, 2001
Eugene Goostman, 2001
虛擬智能體
STELARC | PROSTHETIC HEAD (Stelarc, 2003) 是基于認(rèn)知智能體體系結(jié)構(gòu)的互動(dòng)作品。智能體可以感知環(huán)境，通過檢測(cè)顏色的超聲波傳感器來感知觀眾的服裝顏色和基本的運(yùn)動(dòng)及行為：
游戲中存在許多認(rèn)知智能體，它們通常不是游戲玩家，而是執(zhí)行一些需要自動(dòng)化的任務(wù)。這些互動(dòng)敘事中的智能體行為，可能是預(yù)先編寫好的，也可能是由程序自動(dòng)生成的（比如 intelligent drama/story/manager 或 procedural simulation）。
智能體通信
認(rèn)知智能體通過智能體消息和智能體通信協(xié)議進(jìn)行交流，也可能使用 Agent communication language(ACL) 交流，常用的 ACL 有 KQML，F(xiàn)IPA ACL。
言語行為類型：
- 自信：speaker 表達(dá)世界表現(xiàn)（告知，斷言，......）
- 指令：speaker 要求其他人（訂單，問題，請(qǐng)求......）
- 承諾：speaker 承諾（承諾）
- 表達(dá)：speaker 表達(dá)感受（愛情宣言，...）
- 陳述：speaker 根據(jù)情境行事（開除，祝福，結(jié)婚......）
消息類型語義：言語行為，前提條件，后置條件。
智能體之間的通訊過程也涉及到復(fù)雜的感知、解釋、推理、評(píng)估、行動(dòng)等過程：
智能體通訊協(xié)議幫助結(jié)構(gòu)化智能體之間的對(duì)話，提高通訊效率：
Ref
- Intelligent agent - Wikiwand
- Belief–desire–intention software model - Wikiwand
- Cognitive Agents And Multiagent Systems | Kadenze
- Musebot Getting Started | Musical Metacreation
- Topics in AI : AGENTS
- The Painting Fool - A Computer Artist
- Shadow agent: a new type of virtual agent
- music by agents – arne eigenfeldt
- MusiCOG & ManuScore |
- 40年認(rèn)知架構(gòu)研究概覽：實(shí)現(xiàn)通用人工智能的道路上我們已走了多遠(yuǎn)？ | 機(jī)器之心
- 機(jī)器學(xué)徒：AI有可能變成畫家嗎？ | 雷鋒網(wǎng)
00 的文集
- HackYourself
- Art & Code
- 產(chǎn)品設(shè)計(jì)思維訓(xùn)練營(yíng)
- FabAcademy 創(chuàng)客煉成記
- Make Noise
- 歷史大雜燴
