تحليل Project89: تصميم إطار عمل للوكيل الذكي من الجيل التالي مع وحدات وأداء عالي

Project89 اعتمدت طريقة جديدة تمامًا لتصميم إطار عمل الوكيل (Agent Framework)، وهو إطار عمل عالي الأداء مخصص لتطوير الألعاب، وهو أكثر modularity وأفضل أداء مقارنةً بإطار العمل الحالي.

ستتناول هذه المقالة بالتفصيل التحديثات التي أجراها هذا الإطار في هيكله مقارنة بإطار الوكيل التقليدي.

خلفية المطورين

شريك مشروع 89 شارك في تطوير مشروع Magick، وهو برنامج يستخدم الذكاء الاصطناعي في البرمجة. كان في المرتبة الرابعة بين المطورين في هذا المشروع.

لماذا يجب استخدام ECS لتصميم إطار العمل الوكيل

ECS(Entity-Component-System) هو نمط معمارية شائع الاستخدام في تطوير الألعاب وأنظمة المحاكاة. يفصل البيانات عن المنطق تمامًا، مما يسمح بإدارة فعالة لمجموعة متنوعة من الكيانات وسلوكياتها في مشاهد قابلة للتوسع على نطاق واسع.

يتضمن هيكل ECS ثلاثة مفاهيم أساسية:

1. Entity(实体): مجرد معرف، لا يحتوي على أي بيانات أو منطق.

2. Component( مكون): يستخدم لتخزين البيانات أو الحالة المحددة للكيان.

3. النظام（النظام): مسؤول عن تنفيذ المنطق المرتبط ببعض المكونات.

في ArgOS، يتم اعتبار كل وكيل ككيان، ويمكن تسجيل مكونات مختلفة، مثل:

• مكون الوكيل: تخزين معلومات الوكيل الأساسية
• مكون الإدراك: تخزين البيانات الخارجية المدركة
• مكون الذاكرة: تخزين بيانات ذاكرة الوكيل
• مكون الإجراء: تخزين بيانات الإجراء المراد تنفيذها

تعمل كل نظام بشكل مستقل، ولا يوجد علاقة استدعاء بين الأنظمة المختلفة. سيقوم كل نظام بالتنفيذ مرة واحدة في دورة محددة، على سبيل المثال:

• قد ينفذ نظام الإدراك مرة كل 2 ثواني
• نظام الذاكرة قد ينفذ مرة واحدة في الثانية
• قد يتم تنفيذ نظام خطة 1000 مرة مرة واحدة
• نظام الإجراءات قد يتم تنفيذه كل ثانيتين

هيكل نظام ArgOS

تقسم ArgOS نظام إلى ثلاث طبقات:

1. وعي(CONSCIOUS)النظام

   • بما في ذلك RoomSystem و PerceptionSystem وغيرها
   • التحديثات تكون بشكل متكرر ( مثل كل 10 ثواني )
   • معالجة الإدراك في الوقت الحقيقي، والتفكير، وتنفيذ الإجراءات، إلخ

2. اللاوعي(SUBCONSCIOUS)نظام

   • تشمل نظام تخطيط الأهداف، نظام التخطيط
   • التحديث منخفض التكرار ( مثل كل 25 ثانية )
   • معالجة الأهداف والتوليد والتخطيط وغيرها

3. غير واعي(UNCONSCIOUS)نظام

   • لم يتم تفعيله حاليًا
   • تحديث التردد أبطأ (50 ثانية أو أكثر )

العلاقة بين الأنظمة معقدة، ولكن تم تحقيق التشغيل المستقل من خلال التصميم الطبقي.

تحليل الهيكل العام لـ ArgOS

الهيكل الأساسي لـ ArgOS ينقسم إلى الطبقات التالية:

1. المكون: يشمل الوكيل، الإجراء، الهدف، إلخ
2. النظام: يشمل نظام الإدراك، نظام التفكير، وغيرها
3. المدير: يشمل RoomManager و StateManager وغيرها
4. وقت التشغيل: مسؤول عن جدولة النظام والمدير

يمكن تقسيم المكونات (Component) إلى الفئات التالية:

1. الفئة الأساسية للهوية: مثل الوكيل، ملف تعريف اللاعب وغيرها
2. الفئة السلوكية والحالة: مثل Action و Goal و Plan وغيرها
3. الإدراك والذاكرة: مثل الإدراك، الذاكرة، إلخ
4. الفئة البيئية والمكانية: مثل Room و Environment وما إلى ذلك
5. المظهر والتفاعل: مثل Appearance و Relationship وغيرها
6. الفئات المساعدة أو التشغيلية: مثل Cleanup و DebugInfo وغيرها

تتولى طبقة المدير إدارة الموارد، مثل الوصول إلى قاعدة البيانات، ومعالجة تعارضات الحالة، وما إلى ذلك.

عادةً ما يتم التعامل مع التفاعل مع قاعدة البيانات بواسطة StateManager، حيث تقوم الأنظمة بالعمليات من خلاله، مما يمنع الكتابة المباشرة لـ SQL.

نقاط الابتكار في الهيكل

1. تعمل كل الأنظمة بشكل مستقل، دون علاقة استدعاء متبادلة، مما يحقق فصل الوظائف.
2. سهل التوسع والتخصيص
3. الأداء أفضل من الهيكلية التقليدية الموجهة للكائنات، وهو أكثر ملاءمة للمعالجة المتزامنة
4. تصميم النظام الطبقي ( الوعي، واللاوعي، واللاوعي ) ترتيب فترة التنفيذ بشكل معقول

بشكل عام، هذا إطار عمل شديد الت modularization وأداء ممتاز، ويوفر خيارات معمارية جديدة لتطوير الوكلاء.