[发明专利]一种无人集群中认知协同赋能的智能体单元

说明书

本发明公开了一种无人集群系统中具备认知协同能力的智能体单元，通过对集群智能体单元进行功能任务的层级划分，由底向上构建了智能体单元的反射层、任务执行层、协商层、集群协同层、元认知层，其中反射层与任务执行层构成了智能体单元的底层快速反应与任务执行机构，协商层、集群协同层、元认知层构成了智能体单元顶层的任务规划与训练学习的认知协同机构。本发明提供了一种层级化、通用化、智能化的集群智能体构架，用以解决现有集群中智能体单元认知能力低、协同能力弱、功能难以扩展升级的缺点。

技术领域

本发明属于人工智能中群体智能领域，具体为一种无人集群中认知协同赋能的智能体单元。

背景技术

近些年人工智能技术取得了巨大的发展，群体智能(Swarm Intelligence，SI)是人工智能技术的一种，是指在集群中存在众多的智能体(Agent)单元，这些智能体单元之间通过简单的相互协作，从而使得整个群体表现出智能行为。

群体智能技术有着众多的应用方向，尤其是在国防军事领域。利用智能无人集群技术对传统武器装备进行升级改造或深度融合，衍生了诸如无人飞机集群、无人战车集群、无人水面舰艇集群等种类丰富、功能独特的武器装备系统。智能无人集群具备体积小质量轻、数量多规模大、种类多样式全特点，拥有去中心化自组织、灵活机动、隐蔽性好、快速部署、造价低等优势。

智能无人集群技术不是某项单一技术，而是无人控制、群体智能、人工智能、无线移动网络等多种相关技术的综合运用。群体中智能体单元的设计与构建是现今智能无人集群作战系统所面临的关键技术难点。现有集群中智能体单元认知能力低、协同能力弱、功能难以升级扩展。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种无人集群中认知协同赋能的智能体单元，用以解决现有集群中智能体单元认知能力低、协同能力弱、功能难以升级扩展的缺点。

实现本发明目的的技术方案为：一种无人集群中认知协同赋能的智能体单元，包括传感单元、执行单元、反射层、任务执行层、协商层、集群协同层、元认知层，所述传感单元用于获取外界环境信息，所述反射层用于根据各传感单元采集的信息发送动作指令至执行单元，所述任务执行层根据外界环境信息以及反射层的状态信息生成智能体集群的状态信息、目标任务信息、地理空间信息、电磁态势信息，并根据协商层下达的任务完成任务调度及资源分配，所述协商层用于进行信息融合与特征提取，并生成任务执行列表；所述用于实现外界与底层信息的综合存储，网络训练更新，集群智能体单元之间的互相学习以及强化学习器的认知传递，所述元认知层用于实现认知综合与传递。

优选地，所述反射层包括第一信息综合模块、有限状态机以及快速反应模块，所述第一信息综合模块接收传感单元的机体运动姿态、外界障碍位置信息并进行融合，有限状态机根据融合的信息快速下达动作指令，所述快速反应模块接收动作指令，协调执行单元完成相应动作。

优选地，所述任务执行层包括第二信息综合模块、任务调度模块、资源分配模块，所述第二信息综合模块接收传感单元的外界环境信息与反射层综合的状态信息并进行综合处理，生成智能体集群的状态信息、目标任务信息、地理空间信息、电磁态势信息提供给等待执行列表，任务调度模块根据任务的重要等级、时效性、执行状态进行任务的调度安排，资源分配器根据计算能力、功率限制、武器损耗、电磁频谱的消耗情况对各项任务进行相应的资源分配，并通过执行单元的合作完成各项任务的执行。

优选地，所述第三信息综合模块接收任务执行层综合的任务执行信息、智能体状态信息、外界环境信息，进行多元信息融合与特征提取，并将上述融合的信息作为任务决策网络的输入，决策网络根据任务执行累积收益最大化原则，生成任务执行列表，并下达给任务执行层，评估网络根据决策网络的任务安排，结合外界任务执行收益，对决策网络进行反馈与更新。