智能体和环境

2.1 智能体和环境

智能体可以被视为通过传感器感知所处环境并通过执行器对该环境产生作用的东西。这种简化的概念如图2.1所示。人类智能体具有眼睛、耳朵和其它器官作为传感器，也具有手、腿和身体的其它部位作为执行器。机器人智能体则可能用摄像头、红外测距仪作为传感器，各种马达作为执行器。软件智能体接受键盘敲击、文件内容和网络数据包作为传感器输入，并通过屏幕显示、写文件和发送网络数据作用于环境。我们要做一个一般性假设，即每个智能体都能知觉自己的行动（但不一定能知觉行动的效果）。

图2.1 智能体通过传感器和执行器与环境进行交互

我们用感知信息来表示任何给定时刻智能体的感知输入。智能体的感知序列是该智能体所收到的所有输入数据的完整历史。一般而言，智能体在任何给定时刻的行动选择取决于到那个时刻为止该智能体的整个感知序列。如果我们指定在每个可能的感知序列下该智能体的行动选择，则我们多少可以说我们了解该智能体的一切。从数学上看，我们可以用一个把任意给定感知序列映射到智能体的行动的智能体函数来描述智能体的行为。

可以想象我们制作一个列表来描述任何给定的智能体的智能体函数；对大多数智能体而言，这将是一个很庞大的表格——事实上是无限的，除非我们对要考虑的感知序列的长度设置界限。原则上，我们可以通过实验找出给定的智能体所有可能的感知序列并记录下该智能体的响应行动，来构造这个表[17]。当然该函数表是从外部反映了智能体的特性。而从智能体内部来看，人造智能体的智能体函数是通过智能体程序实现的。区分这两个概念是很重要的：智能体函数是一个抽象的数学表示；智能体程序是一个具体的实现，该程序在智能体自身的结构上运行。

我们用一个很简单的例子来说明这些思想：如图2.2所示的真空吸尘器世界。这个世界如此简单，以致我们能够描述发生的每个事件；同时它又是一个虚构的世界，因此我们可以创造很多变种。这个特殊的世界只有两个地点：方格A和B。一个吸尘器智能体可以感知它处于哪个方格中，以及该地点是否有灰尘。它可以选择向左移动，向右移动，吸取灰尘，或者什么也不做。根据上面的描述，可以写出一个非常简单的智能体函数：如果当前地点有灰尘，那么吸取，否则移动到另一处地点。图 2.3显示了该函数的部分列表。该智能体函数的一个简单智能体程序将在本章后面给出，参见图2.8。

图2.2 只有两个地点的真空吸尘器世界

图2.3 图2.2所示真空吸尘器世界的一个简单智能体函数的部分列表

观察图2.3，我们可以看出，仅仅通过改变表格的右边的填法就可以定义不同的真空吸尘器世界智能体。那么，一个显然的问题是：怎样填才是最好的填法？换句话说，是什么决定了一个智能体是好的还是坏的，是智能的还是愚笨的？我们在下一节回答这个问题。

在结束本节之前，我们想强调一下，智能体的概念只是我们用来分析系统的一个工具，而不是用来把整个世界划分成智能体和非智能体的绝对特性。例如我们可以把一个袖珍计算器视为智能体，当感知序列为“2+2=”时，计算器会执行显示“4”的动作，但这种看法根本无助于我们理解计算器的实质。