Теория грамматических систем

Пусть ${\displaystyle \mathbb {A} }$ — простой реактивный агент, перемещающийся по столу и старающийся не упасть со стола. Агент обладает двумя реакциями: t — поворот и f — движение вперед. Множество возможных поведений ${\displaystyle \mathbb {A} }$ может быть описано как формальный язык:

${\displaystyle \mathbb {L_{A}} =\{(f^{m}t^{n}f^{r})^{+}:1\leq m\leq k;\;1\leq n\leq \ell ;\;1\leq r\leq k\},}$

где f может выполняться не более k раз подряд, а t — не более ℓ раз, что определяется размерами стола^[2].

Пусть ${\displaystyle \mathbb {G_{A}} }$ — формальная грамматика, порождающая язык ${\displaystyle \mathbb {L_{A}} }$. Тогда поведение ${\displaystyle \mathbb {A} }$ задаётся этой грамматикой. Если агент ${\displaystyle \mathbb {A} }$ реализует subsumption-архитектуру, то каждый компонент этой архитектуры также может описываться формальной грамматикой, а итоговое поведение агента определяется системой таких грамматик.

Схема справа иллюстрирует систему грамматик, совместно использующих общую строку, представляющую среду. Эта разделяемая последовательная форма последовательно переписывается каждой грамматикой, которая может моделировать как отдельный компонент, так и агента в целом.

Если грамматики взаимодействуют друг с другом и работают с общей последовательной формой, такая система называется кооперирующей распределённой грамматической системой. Общая последовательная форма схожа с концепцией «чёрной доски» (blackboard approach) в искусственном интеллекте^[1], которая вдохновлена идеей коллективного решения задачи экспертами с помощью совместного пространства для предложений и идей.

Каждая грамматика в системе также может работать со своей собственной строкой, обмениваясь последовательными формами с другими грамматиками по запросу. Такая система называется параллельно-коммуницирующей грамматической системой^[1].

Модели вдохновлены распределённым искусственным интеллектом. Если между грамматиками отсутствует взаимодействие, система близка к децентрализованным подходам в ИИ. Такие грамматические системы иногда называют колониями или эко-грамматическими системами в зависимости, в частности, изменяется ли среда самостоятельно (эко-грамматическая система) или нет (колонии)^[1].