Thu . 19 Oct 2019

Децентрализованная система

Децентрализованная система в теории систем - это система, в которой компоненты более низкого уровня работают с локальной информацией для достижения глобальных целей. Глобальная модель поведения - это возникающее свойство динамических механизмов, которые воздействуют на локальные компоненты, такие как косвенная связь, а не результат влияние централизованного упорядочения см. централизованная система
Содержание
1 Централизованные и децентрализованные системы
2 Самоорганизация
3 Естественные децентрализованные системы
31 Биологические: насекомые-колонии
32 Человеческое общество: Рынок экономика
4 Применение
41 Искусственный интеллект и робототехника
5 См. также
6 Внешние ссылки
7 Справки
8 Дополнительная литература
Централизованные и децентрализованные системы
Централизованная система это тот, в котором центральный контроллер осуществляет контроль над компонентами нижнего уровня системы напрямую или посредством использования иерархии мощности, например, инструктируя компонент среднего уровня инструктировать компонент нижнего уровня [1] Таким образом, поведение mplex, демонстрируемое этой системой, является результатом "контроля" центрального контроллера над компонентами нижнего уровня в системе, включая активный контроль компонентов нижнего уровня. С другой стороны, децентрализованная система, в которой сложное поведение возникает в результате работы компонентов более низкого уровня, работающих на локальной информации, а не инструкций какого-либо командного влияния. Эта форма контроля известна как распределенное управление или контроль, в котором каждый компонент системы в равной степени отвечает за содействие глобальному, сложное поведение, действуя соответствующим образом на локальную информацию. Компоненты нижнего уровня неявно осведомлены об этих соответствующих реакциях с помощью механизмов, основанных на взаимодействии компонента со средой, включая другие компоненты в этой среде. Самоорганизация
Децентрализованные системы неразрывно связаны с идеей самоорганизации - явлением, при котором локальное взаимодействие Соотношения между компонентами системы устанавливают порядок и координацию для достижения глобальных целей без центрального командного влияния. Правила, определяющие эти взаимодействия, вытекают из локальной информации, а в случае биологических или биологически вдохновленных агентов - из тесно связанной системы восприятия и действия агенты [2] Эти взаимодействия непрерывно формируются и зависят от пространственно-временных паттернов, которые создаются посредством положительной и отрицательной обратной связи, которую обеспечивают взаимодействия. Например, пополнение в поведении муравьев при поиске пищи основывается на положительной обратной связи муравья, находящего пищу в конец следа феромона, в то время как поведение муравьев при переключении задач основывается на отрицательной обратной связи, например, при установлении антеннного контакта с определенным числом муравьев, достаточно низкая частота встреч с успешными добытчиками может привести к тому, что работник среднего звена переключится на поиск пищи, хотя другие факторы, такие как доступность продуктов питания, могут повлиять на порог переключения. децентрализованные системы

Хотя децентрализованные системы можно легко найти в природе, они также очевидны в таких аспектах человеческого общества, как правительственные и экономические системы. Биологические: колонии насекомых
Муравьи едят фрукты
Один из Наиболее известные примеры «естественной» децентрализованной системы - это те, которые используются некоторыми колониями насекомых. В этих колониях насекомых контроль распределяется между гомогенными биологическими агентами, которые воздействуют на местную информацию и местные взаимодействия, чтобы коллективно создавать сложное, глобальное поведение, в то время как индивидуально демонстрируется простая В поведении эти агенты достигают глобальных целей, таких как кормление колонии или выращивание выводка, используя динамические механизмы, такие как неявное общение, и использование их тесно связанных систем действий и восприятия. Без какой-либо формы центрального контроля эти колонии насекомых достигают глобальных целей, выполняя необходимые задачи, реагирующие на изменение условий в колонии в плане задач-действий, и впоследствии корректируя количество работников, выполняющих каждую задачу, чтобы гарантировать, что все задачи выполнены [3]. Например, колонии муравьев определяют свое глобальное поведение с точки зрения поиска пищи, патрулирования, ухода за потомством и содержания гнезда, используя пульсирующую, перемещающуюся сеть пространственно-пространственных связей. Временные паттерны взаимодействий, основанные на частоте контакта с антеннами и обонятельном зондировании. Хотя эти взаимодействия состоят как из взаимодействий с окружающей средой, так и друг с другом, муравьи не управляют поведением других муравьев и, таким образом, никогда не имеют «центрального контроллера», диктующего, что должно быть сделано. для достижения глобальных целей
Вместо этого муравьи используют гибкую систему распределения задач, которая позволяет колонии быстро реагировать на меняющиеся потребности в достижении этих целей. Эта система распределения задач, аналогичная разделению труда, является гибкой в том смысле, что все задачи полагаются либо по количеству встреч с муравьями, которые принимают форму антеннального контакта, и по ощущению химических градиентов с использованием обонятельного зондирования для следов феромонов и могут таким образом, это применимо ко всей популяции муравьев. Хотя недавние исследования показали, что некоторые задачи могут иметь физиологические и возрастные пороги ответа, [4] все задачи могут быть выполнены «любым» муравьем в колонии. Например, в поисках пищи поведение, красные муравьи комбайна Pogonomyrmex barbatus общаются с другими муравьями, где есть еда, сколько пищи есть, и должны ли они переключать задачи на корм, основываясь на запахах кутикулярного углеводорода и скорости взаимодействия муравьев Используя комбинированные запахи фуражиров кутикулярные углеводороды и семена [5] и скорость взаимодействия с использованием короткого антеннального контакта, колония собирает точную информацию о текущей доступности пищи и, следовательно, о том, должны ли они переключаться на фуражирующее поведение, - все это без указания центрального контроллера или даже другого ant "Скорость, с которой фуражиры возвращаются с семенами, определяет скорость, с которой уходящие фуражиры покидают гнездо в походах за кормами; более высокая норма прибыли указывает на большую доступность продуктов питания, а меньшее количество взаимодействий указывает на большую потребность в кормежках. Комбинация этих двух факторов, которые основаны исключительно на местной информации из окружающей среды, приводит к принятию решений о переходе к задаче по поиску пищи и, в конечном итоге, к достижению глобальная цель кормления колонии
Короче говоря, использование комбинации простых сигналов позволяет колониям красного жнеца и муравьям производить точную и быструю корректировку деятельности по добыче пищи, которая соответствует текущей доступности пищи [6], в то время как использование положительной обратной связи для регулирования процесса: чем быстрее уходящие кормильцы встречают муравьев, возвращающихся с семенами, тем больше муравьев выходят на корм [7]. Затем муравьи продолжают использовать эти локальные сигналы при поиске пищи, так как они используют свои обонятельные чувства, чтобы подобрать следы феромонов, проложенные другими муравьями, следуют по следу в нисходящем уклоне к источнику пищи. Вместо того, чтобы быть направленными другими муравьями или рассказывать, где находится пища муравьи полагаются на свои тесно связанные системы действий и восприятия для коллективного выполнения глобальной задачи [3]. В то время как колонии муравьев красного цвета достигают своих глобальных целей, используя децентрализованную систему, не все колонии насекомых функционируют таким образом. Например, поведение фуражиров осы находится под постоянным регулированием и контролем королевы [8]. Человеческое общество: рыночная экономика
Рыночная экономика - это экономика, в которой решения об инвестициях и распределении товаров производителя принимаются в основном через рынки, а не по плану производства см. плановую экономику. Рыночная экономика - это децентрализованная экономическая система, потому что она не функционирует через центральный экономический план, который обычно возглавляется государственным органом, а вместо этого действует через распределенные, локальные взаимодействия на рынке, например, индивидуальные. инвестиции В то время как «рыночная экономика» является широким термином и может сильно отличаться в плане государственного или правительственного контроля и, следовательно, центрального контроля, конечное «поведение» любого рынка Экономика возникает из этих локальных взаимодействий и не является прямым результатом набора инструкций или нормативных актов центрального органа.
Применение
Стая микро-роботов Jasmine с открытым исходным кодом, заряжающих себя
Искусственный интеллект и робототехника
Хотя классический искусственный интеллект ИИ в 1970-х годах был сосредоточен на системах, основанных на знаниях или роботах-планировщиках, роботах Родни Брукса, основанных на поведении, и их успехе в действии в реальном, непредсказуемо меняющемся мире заставили многих исследователей ИИ отказаться от плановой, централизованной символики. архитектура к изучению интеллекта как возникающего продукта простых взаимодействий [9]. Таким образом, это отражает общий переход от применения централизованной системы в робототехнике к применению более децентрализованной системы, основанной на локальных взаимодействиях на различных уровнях абстракции. из теории физических символов Ньюэлла и Саймона, исследователи в 1970-х годах разработали роботов с курсом действий, который, при выполнении, приведет к в достижении какой-то желаемой цели; таким образом, роботы считались «интеллектуальными», если они могли следовать указаниям своего центрального контроллера, программы или программиста, например, см. ПОЛОЖЕНИЯ. Однако, после введения Родни Бруксом архитектуры подчинения, которая позволила роботам выполнять «интеллектуальное» поведение без использования символических знаний или явных рассуждений все больше и больше исследователей рассматривают интеллектуальное поведение как возникающее свойство, возникающее в результате взаимодействия агента с окружающей средой, в том числе с другими агентами в этой среде. В то время как некоторые исследователи начали конструировать своих роботов с помощью тесно связанных между собой системы восприятия и действия, пытаясь воплотить и расположить своих агентов в духе Брукса, другие исследователи пытались смоделировать поведение нескольких агентов и, таким образом, дополнительно анализировать явления децентрализованных систем в достижении глобальных целей. Например, в 1996 году Минар, Буркхард, Ланг -ton и Askenazi создали мультиагентную программную платформу для стимулирования действующие агенты и их возникающее коллективное поведение, называемое «рой». Хотя основной единицей в рое является «рой», набор агентов, выполняющих расписание действий, агенты могут состоять из множества других агентов во вложенных структурах, поскольку программное обеспечение также обеспечивает объектно-ориентированные библиотеки многократно используемых компонентов для построения моделей и анализа, отображения и управления экспериментами на этих моделях, в конечном итоге он пытается не только моделировать поведение нескольких агентов, но и служит основой для дальнейшего изучения того, как коллективные группы агентов могут достичь глобального цели через осторожную, но неявную координацию [10]
См. также
Централизованная система
Децентрализация
Распределенная система
Ройный интеллект
Примеры децентрализованных систем:
Сеть: peer- технология одноранговой связи, например, Децентрализованная сеть 42
Денежные средства: Биткойн
Сообщества животных: Красный муравейник - Примеры «культуры децентрализованной системы»: Маленькая - это красиво
Внешние ссылки
SCARAB World's f Первый децентрализованный художник
Отзывы
^ Bekey, G A Автономные роботы 2005 года: от биологического вдохновения к внедрению и контролю Кембридж, Массачусетс: MIT Press [страница необходима]
^ Bonabeau, Eric; Тераулаз, Гай; Денебург, Жан-Лоулс; Арон, Серж; Camazine, Скотт 1997 "Самоорганизация в социальных насекомых" Тенденции в экологии & amp; Evolution 12 5: 188 doi: 101016 / S0169-53479701048-3
^ a b Гордон, D 2010 Встречи с муравьями: взаимодействие сетей и поведение колоний Принстон, Нью-Джерси: Принстон U Press [страница необходима]
^ Робинсон, EJ; Фейнерман, О; Franks, NR 2009 "Гибкое распределение задач и организация работы у муравьев" Труды Биологические науки / Королевское общество 276 1677: 4373–80 doi: 101098 / rspb20091244 PMC 2817103 PMID 19776072
^ Грин, Майкл Дж .; Гордон, Дебора М. 2003 "Социальные насекомые: кутикулярные углеводороды информируют решения задач" Природа 423 6935: 32 doi: 101038 / 423032a PMID 12721617
^ Грин, Майкл Дж .; Пинтер-Уоллман, Ноа; Гордон, Дебора М. 2013 Фентон, Брок, изд. «Взаимодействие с комбинированными химическими сигналами информирует о решениях сборщиков муравьев и муравьев оставить свое гнездо в поисках пищи» PLoS ONE 8 1: e52219 doi: 101371 / journalpone0052219 PMC 3540075 PMID 23308106
^ Кэри, Бьорн, 15 мая 2013 г. «Эволюция формирует новые правила поведения муравьев, считает Стэнфордское исследование» Стенфордский доклад, получен 21 ноября 2013 г. ^ ^ Рив, Хадсон К; Гамбоа, Джордж Дж. 1987 "Королевское регулирование работы кормов в бумажных осах: система контроля социальной обратной связи Polistes Fuscatus, Hymenoptera: Vespidae" Поведение 102 3: 147 doi: 101163 / 156853986X00090
^ Brooks, R 1986 "Надежный многоуровневый контроль система для мобильного робота "IEEE Journal по робототехнике и автоматизации 2: 14 doi: 101109 / JRA19861087032
^ Minar, N; Burkhart, R; Лангтон, С; Аскенази, М. 1996 "Система имитации роя: инструментарий для построения многоагентных симуляций" Рабочие материалы SFI Институт Санте Фе
Дополнительная информация
Камазин, Скотт; Снейд, Джеймс 1991 "Модель коллективного выбора источника нектара медоносными пчелами: самоорганизация через простые правила" Журнал теоретической биологии 149 4: 547 doi: 101016 / S0022-51930580098-0
Kernis, Michael H; Корнелл, Дэвид П; Солнце, Chien-ru; Берри, Андреа; Харлоу, T 1993 «Самоуважение - это нечто большее, чем высокая или низкая: важность стабильности самооценки». Журнал «Личность и социальная психология» 65 6: 1190–204 doi: 101037 / 0022-35146561190 PMID 8295118
Миллер, Питер Июль 2007 "Теория роя" National Geographic Retrieved 21 ноября 2013 г. v
e
Рой
Биологическое роение
Агентская модель в биологии
Приманка
Коллективное поведение животных
Безумное кормление
Стадо
Стадо
Стадо
Стадо поведение
Стадо кормов смешанных видов
Поведение моббинга
Стая
Охотник на стай
Паттерны самоорганизации муравьев
Шиллинг и школьное обучение
Сортировка зол
Нарушение симметрии уклоняющихся муравьев
Рой поведения
Рой медоносной пчелы
Рой подвижности
Миграция животных
Миграция животных
высотное отслеживание
кодированный проводной тег
Миграция птиц
пролетные пути
обратная миграция
Миграция клеток
Миграция рыб
Дил вертикальный
лесбиянка
лососевая пробежка
сардинная пробежка
Хоминг
натальная
филопатрия
миграция насекомых
бабочки
монарх
миграция морских черепах
алгоритмы роя
агентные модели
оптимизация колоний муравьев
искусственные муравьи
Boids - Моделирование толпы - Оптимизация роя частиц - Интеллект Роя - Моделирование роя - Коллективное движение
Активное вещество
Коллективное движение
Самоходные частицы
кластеризация
Модель Vicsek
Робототехника Swarm
Робототехника для муравьев
I-Swarm
Микроботика
Робототехника для Swarm
Symbrion
Связанные темы: Эффект алли - Навигация животных
Коллективный разум
Децентрализованная система
Eusociality
Измерения размера группы
Микробный интеллект
Мутуализм
Насыщение хищниками
Определение кворума
Пространственная организация
Стигмергия
Военный роем
Распределение задач и разделение социальных насекомых


Decentralised system

Random Posts

Amorphous metal

Amorphous metal

An amorphous metal also known as metallic glass or glassy metal is a solid metallic material, usuall...
Arthur Lake (bishop)

Arthur Lake (bishop)

Arthur Lake September 1569 – 4 May 1626 was Bishop of Bath and Wells and a translator of the King Ja...
John Hawkins (author)

John Hawkins (author)

Sir John Hawkins 29 March 1719 – 21 May 1789 was an English author and friend of Dr Samuel Johnson a...
McDonnell Douglas MD-12

McDonnell Douglas MD-12

The McDonnell Douglas MD-12 was an aircraft design study undertaken by the McDonnell Douglas company...