Agentenumgebungen

Im Abschnitt 2.1 haben wir den Agenten als ein System definiert, welches in der Lage ist, in einer Umgebung autonom zu agieren, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen. Die Umgebung, in der ein Agent integriert ist, ist von entscheidender Bedeutung für seinen Aufbau, denn sie bestimmt, welchen Anforderungen dessen Design entsprechen muss und welche Komplexität es erreicht. Eine sehr ausführliche Beschreibung der Eigenschaften von Agentenumgebungen geben Stuart Russel und Peter Norvig. Sie unterscheiden zwischen folgenden Umgebungseigenschaften:

• zugänglich ("accessible") / unzugänglich ("inaccessible")
  In einer zugänglichen Umgebung kann ein Agent alle Informationen über seine Umgebung schnell und zuverlässig mit Hilfe seiner Perzeptoren erhalten. Auf die meisten Anwendungsbereiche der realen Welt trifft dies nicht zu.
• deterministisch ("deterministic")/nicht-deterministisch ("non-deterministic")
  Von einer deterministischen Umgebung wird gesprochen, wenn jede Aktion eines Agenten zu einem genau bestimmbaren eindeutigen Zustand führt. Die reale Welt stellt keine deterministische Umgebung dar.
• episodisch ("episodic") / nicht-episodisch ("non-episodic")
  In einer episodischen Umgebung besteht kein Zusammenhang zwischen der aktuellen Aktion und den vorhergehenden Aktionen, so dass jede Aufgabe ohne Kenntnis der vergangenen und zukünftigen Ereignisse bewältigt werden kann.
• statisch ("static") / dynamisch ("dynamic")
  Eine dynamische Umgebung wird durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflußt, die sich durchaus der Kontrolle eines Agenten entziehen können. Eine statische Umgebung wird lediglich durch die Agentenaktionen verändert und ist deswegen wesentlich leichter zu handhaben.
• diskret ("discrete") / kontinuierlich ("continous")
  Eine diskrete Umgebung läßt nur eine feste endliche Anzahl von Zuständen und Aktionen zu und kann in der Regel relativ leicht beschrieben werden. Die Beschreibung kontinuierlicher Umgebungen kann dagegen nur wesentlich schwerer oder gar nicht erfolgen.

Nach diesem Schema stellen nicht-zugängliche, nicht-deterministische, nicht-episodische, dynamische und kontinuierliche Umgebungen den Agentendesigner vor Probleme, die nur mit einem erheblichen Aufwand zu lösen sind.

Die Schlüsselproblematik eines Agentensystems besteht darin, zu bestimmen, welche Aktionen es ausführen soll, um seine Designziele zu erfüllen. Besonders deutlich wird diese Problematik, wenn man bedenkt, dass Entscheidungen auch langfristige Konsequenzen bedingen können. Dies soll anhand eines einfachen Beispiels veranschaulicht werden. Ein Bandbreitenmanagement-Agent verteilt eine knappe Ressource (z.B. eine Leitungskapazität) zwischen mehreren Systemen. Würde dieser Agent bestimmte Clients im Konfliktfall konsequent bevorzugen und ihnen die Leitungskapazität zuweisen, könnte seine Entscheidung, kurzfristig gesehen, absolut richtig sein. Auf längere Sicht könnte es allerdings bedeuten, dass manche Clients gar keine Ressourcen zugewiesen bekämen, was nicht dem Designziel des Agenten entsprechen würde.