面向多智能体系统的计算平台技术要求

面向多智能体系统的计算平台技术要求本文件规定了基于人工智能通用处理器或专用处理器作为核心基础设施，面向多智能算架构和软件应用服务为关键能力，以及多种服务接口的计算平台技术要求。本文件适用于面向多智能体系统计算平台的设计、部署、服务集成等，为移动互联网系统的快速应用提供标准参考框架。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本工业、科学和医疗射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法信息技术设备、多媒体设备和接收机电磁兼容第1部分；发射要求软件工程产品质量第1部分质量模型道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验3术语、定义和缩略语3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。智能体agent一个处于环境之中，可以感测环境并且执行相应的动作，同时逐渐建立自己的活动可能感测到的环境变化的实体。由多个智能体及其对应的关系和行动规则组成，并包含环境行的一系列操作会随时间和己进行的行动而发生变化，最终通过多个智能体相互协调来标。多智能体系统具有自主性、分布性、协调性，并具有自组织能力、学习能力和推理能力。2抽象概念，表示任何可能发送或接受信息的硬件或软件。利用面向某种场景应用的高性能架构实现专用性能提升的单元，例如采用加速高分辨率视频预处理架构的视频处理专用单元。面向某种领域开发的体系化的具有一定结构和功能的有机整体下列缩略语适用于本文件。CommunicationTechnologyASICApplicationSpecifieFPGAGPUGraphicProcessingUnitGPSGlobalPoIMUInertlalMeasurenentUnitSLAServiceLeveSoC第四代移动通信技术第五代移动通信技术专用领域集成电路中央处理器可编程逻辑阵列空中下载升级固件图形处理器全球定位系统惯性测量单元平均无故障运行时间服务等级协议系统级封装系统级芯片4面向多智能体系统的计算平台参考架构面向多智能体系统的计算平台应包括由人工智能相关的异构通用处理器或专用处理器作为核心基础设施，以及相应软件应用服务构成，提供面向多智能体(例如具有一定自主能力机器人、机械臂、风电电机机组、自动驾驶智能车等)的计算平台服务。4.2架构主要组成部分面向多智能体系统的计算平台参考架构如图1所示，以下简称计算平台，主要包括：-—计算平台基础设施资源包括计算单元、加速单元、控制单元、专用单元，专用系统等异构计算基础设施单元，以及其硬件资源抽象描述，并具备面向外部感知、控制、定位等资源的多类型接口；-—计算平台核心计算架梅包括操作系统与面向智能体中间件及多智能体计算架构(智能体交互机制、协同机制-共识机制、通信机制、学习更新机制-演进机制、社会规范引入机制、安全机制等);——计算平台可扩展功能模块层主要包括面向应用功能的共性基础模块，如感知融合处理模块控制模块，深度学习模块，规划模块，网联与算力网络资源调度模块，算法模型库(视觉、点云、帧处理、定位)等；——计算平台多智能体应用支持：支持面向多智能体领域的将人类认知引入智能系统的人工增强，支持提升机器应对环境、机器视觉、自然语言处理的机器智能，支持多个或者多类型机器共同协作的机机协作；-—计算平台应用管理包括面向应用的管理和支持能力，包括应用框架支持、鉴权、调度、控制、API管理等，一些典型的应用包括机器人协同管理，机器视觉引导自动化等。计算平台应包含适用场景的应用，如图1顶部虚框所示的工业机器人协同管理、3D机器视觉交互等，但本文件对具体应用能力不做要求。计算平台为具备一定运动和行动能力的智能体服务，智能体应包含能够满足其功能目标的外部资源设备，如图2底部所示虚框的外部资源设备：4G/5G/WiFi通信模组、传感、视觉摄像头、MU、GPS、关节、扭矩、角度，以及其他感知、控制等。计算平台的主要四类应用场景由本文件附录A给出，计算平台其主要功能是使得多智能体系统达到以下活动目标：-—自治性：智能体能根据外界环境的变化，而自动地对自己的行为和状态进行调整，而不是仅仅被动地接受外界的刺激，具有自我管理自我调节的能力：——反应性：能对外界的刺激作出反应的能力：-—主动性：对于外界环境的改变，智能体能主动采取活动的能力：-—社会性：智能体具有与其它智能体或人进行合作的能力，不同的智能体可根据各自的意图与其它智能体进行交互，以达到解决问题的目的： 进化性；智能体能积累或学习经验和知识，并修改自己的行为以适应新环境。多型口等网联与检测5可具备能够增强智能体性能的专用系统，例如增强模式识别专用系统、语义理解专用系统等；5.1.2.5外围电路、接口和兼容性计算平台通过控制单元以及适配的接口和外围电路与智能体连接，宜通过预留接口兼容其他设备例如miniPCI-e接口等；计算平台面向多种场景，具备典型异构架构，宜采用异构处理器，其要求如下：a)可选用板卡级集成多种架构芯片的方式，如计算单元选用单核或多核CPU、加速单元选用GPU+FPGA/GPU+ASIC/GPU+FPGA+ASIC等组合、控制单元选用专用MCU等；b)可选用高级封装技术集成计算单元和控制单元的chiplets(芯粒)或SiP架构：c)可选用芯片级封装的SoC集成计算单元、加速单元和控制单元。5.1.2.7系统级可扩展计算平台应具备系统级可扩展能力，其要求如下：a)应具备基于硬件的系统级存储、计算等弹性可扩展能力；b)宜具备通过硬件资源抽象描述进行异构硬件配置的计算单元组合能力；o)可采用硬件单元多模块堆叠方式提高计算能力；d)可采用多板卡实现系统的解耦和备份：e)可采用多板卡分布扩展实现不同功能部分的协同。5.2计算平台系统软件要求计算平台系统应包括面向多智能体计算框架和应用管理服务的中间件，核心多智能体计算架构，可扩展功能模块，多智能体应用支持，以及面向场景的应用管理。计算平台的中间件应具备以下功能：a)应满足多智能体应用场景的操作系统需求和面向异构硬件的中问件处理能力，能为多智能体功能模块和应用支持提供稳定运行环境：b)可具备将硬件资源虚拟化为多种和多个内核系统的中间件能力，以支持跨平台移植，提高计算平台的兼容性和可扩展性。5.2.3多智能体计算架构要求多智能体计算架构是计算平台的核心，计算架构流程如图2所示，计算架构应包含以下功能：a)应具备设定计划目标的模块；b)应具备通过输入/变量模块对环境或输入信息进行感知的功能；o)应具备输入规则约束和规则引入模块功能：d)应具备进行推理和训练的学习状态空间，学习框架应采用满足适用场景e)应具备学习目标的状态空间模块，并支持目标状态空间根据学习结果及计划输入的多次迭代；f)应具备阀值机制，以进行目标状态空间和计划目标的误差计算(图2中以交汇符号表示);g)应具备最终进行规划、协作、决策等行动的输出模块功能；h)应具备根据目标状态空间结果对约束规则进行更新和演进的机制；i)应具备计算架构采用模块化定义的流程和软件重定义机制，以实现多智能体的不同场景的协同机制、通信机制、安全机制、学习更新机制、社会规范引入机制等。器题任发图2多智能体计算架构5.2.4可扩展功能要求5.2.4.1一般要求应具备提供高性能、高可靠的融合感知处理、网联，控制、规划、深度学习等满足多智础需求模块，以支持智能体的决策、控制、运动等基本功能实现，宜根据场景需求进行一定应具备提供功能模块的管理能力，包含日志、配置、监控等一般管理，以及面向多智能监控、数据管理、紧急失效切换、网联、云控、信息安全等管理。面向协同控制、即时信息交换等实时性应用需求，可采用具备实时内核的操作系统75.2.4.4功能可扩展和关闭要求应具备功能模块的新建、扩展和关闭功能。5.2.5多智能体应用支持要求应用支持能力是面向多智能体应用服务的基础支撑能力，应提供人工增强、机器智能、机机协作算法接口等一般通用能力。应具备面向应用的相应框架支持调度、控制、权限、API等管理能力。例如面向机器人协作场景，应具备导航控制管理、任务协同调度管理、人机交互管理等。6工程设计要求6.1电磁兼容要求应满足GB/T9254.1-2021的电气电子产品的电磁兼容性要求。6.2可靠性要求计算平台系统MTBF(MeanTimeBetweenFailure,平均无故障运行时间)应小于或等于50分钟内。MTBF的定义参考GB/T16260.1-2015-T。智能体搭载的芯片和模组应满足GB/T28046.2-2019要求。7部署与开发工具链要求7.1开发工具链支持要求7.1.1整体迭代和后台调试要求应具备通过开发工具接口和调试工具支持的整体迭代和后台调试的能力。7.1.2扩展和维护要求可具备基于开发工具进行后台维护和远程维护的能力搭载计算平台的设备可具备远程FOTA功能。7.2部署工具链支持要求7.2.1跨平台集成要求可具备通过容器技术或应用框架支持集成其他平台应用的能力。7.2.2在线部署要求可具备通过资源池重配和应用框架支持的方式进行在线新功能部署的能力。8其他服务接口8.1算网服务支持要求可支持算力网络调度接口，进行资源需求调度。8.2行业服务支持要求可根据应用场景支持行业服务接口。例如可支持测绘数据接口等。9安全设计要求9.1.1安全监控要求应具备根据场景和行业属性相关要求的安全流程和监控，包括智能体自身安全、智能体执行过程安全、任务管控安全等。9.1.2关健功能的冗余和失效报警要求应具备根据应用场景和行业属性相关要求的模块监控、通信、控制等关键功能的软硬件冗余和失效9.1.3安全约束要求应在5.2.3约束规则中将面向安全的约束规则的算法权重加大(如人机协作中人身的安全保障)。9.1.4一键启停要求宜具备一键启停功能。9.2信息安全9.2.1访问控制要求应具备不同访问权限用户的访问控制功能。9.2.2网络的安全审计要求应具备网络的黑白名单、访问、操作的安全申计能力9.2.3多智能体系统信息交互要求由计算平台和智能体组成的多智能体系统之间的信息交互应满足以下要求：a)计算平台应对可接入平台的智能体进行注册和认证b)计算平台应对智能体之间的用户使用账号、命令、操作等信息交互进行审计；c)应采用加密技术保证信息交互的安全。9.2.4数据管理安全和数据访问要求多智能体系统数据管理和访问应满足以下要求：a)应按照场景或行业功能需求划分以智能体、多智能体系统、外部系统为边界的数据域，并依照数据域进行数据访问监控和隔离；9b)应具备数据管理和数据访问的可追溯体系，保护多智能体资产的使用信息以及相关业务信息。01多智能体计算平台应用场景举例A.1协同控制类：工业机器人协作计算平台部署于云端或者现场均可，机器人仅需具备与平台通信能力(以及自身应具备其场景所需的运动、抓取等功能)。输入多个机器人的位置、状态，以及搬运及抓取的任务目标，通过计算平台的任务匹配和分发，使得多个机器人达到协作目的。A.2感知融合类：消毒车、清扫车路径最优规划计算平台中心化部署并和小车自身平台协同计算，小车自身具备视觉、雷达等感知能力，行驶的运动控制能力，输入目标地图，计算平台实时处理多个小车感知数据，进行路径规划、避障指令发布等，实现最优多个类型小车合作任务A.3混合决策类：多模态输入人机交互理解及决策计算平台部署于云端或