人工智能逻辑-智能科学.PPT

* NN 1 10-00 Elene Marchiori * 描述逻辑的扩展研究 * 史忠植 高级人工智能 * A.Artale和E.Franconi (1998)提出了一个知识表示系统， 用时间约束的方法将状态、动作和规划的表示统一起来。 为了能让描述逻辑处理模态词，F.Baader将模态操作 引入描述逻辑，证明了该描述逻辑公式的可满足性问题 是可判定的。 Wolter等对具有模态算子的描述逻辑进行了深入系统 的调查分析，并证明在恒定的领域假设下多种认知和时序 描述逻辑是可判定的。 另外如时序扩展(Artale, Wolter)、模糊扩展(Straccia)等。 * 史忠植 高级人工智能 * 描述逻辑在许多领域中被作为知识表示的工具，如 信息系统（Catarci,1993） 数据库（Borgida,1995; Bergamaschi 1992; Sheth, 1993） 软件工程(Devambu, 1991) 网络智能访问（Levy， 1996； Blanco，1994） 规划（Seida, 1992）等 Horrocks对表达能力较强的描述逻辑进行了研究， 并建立了一些逻辑框架和系统，如FaCT，SHIQ等。他 和Dieter Fensel等人将描述逻辑、语义网和DAML结合 起来，提出了DAML+OIL，其中以描述逻辑作为核心的 表示和推理基础。并在XML及其RDF上面进行了扩展， 用描述逻辑来研究语义网络和本体论。 描述逻辑的应用研究 研究背景 语义Web [Bemers-Lee 1998, 2006] 描述逻辑：OWL的逻辑基础[Horrocks 2003] 特点：描述能力 + 可判定；有效的判定算法和推理机制。 局限：不能处理动态领域中与动作相关的知识。 OWL Lite OWL DL OWL Full SHIF(D) SHOIN(D) 不可判定 * 史忠植 高级人工智能 * 描述逻辑的体系结构 一个描述逻辑系统包含四个基本组成部分： 1）表示概念和关系（Role）的构造集 2）Tbox——关于概念术语的断言 3）Abox——关于个体的断言 4）Tbox和Abox上的推理机制。 * 史忠植 高级人工智能 * ◆ 概念 ——解释为一个领域的子集 例子：所有在校学习的人员的集合构成“学生”概念 又如：孩子，已婚的，哺乳动物等概念 {x | Student(x) } ，{x | Married(x) } ◆ 关系(Roles) ——属性(二元谓词，关系) 例子：朋友，爱人， {x,y | Friend(x,y) } ，{x,y | Loves(x,y) } DL的基本元素——概念和关系 * 史忠植 高级人工智能 * 知 识 库 TBox(模式) Man ? Human ? Male Happy-father ? Human ? ? Has-child.Female? … Abox(数据) John: Happy-father John,Mary : Has-child 推理系统 接口 TBox语言 * 史忠植 高级人工智能 * TBox语言是描述领域结构的公理的集合 定义: 引入概念的名称 A ? C, A ? C Father ? Man ? ? has-child.Human Human ? Animal ? Biped 包含：声明包含关系的公理 C ? D ( C ? D ? C ? D ，D ? C) ? has-degree.Masters ? ? has-degree.Bachelors 一个解释I满足： C ? D iff CI = DI C ? D iff CI ? DI 一个解释I满足TBox T iff 它满足T中的每个公理(I?T) * 史忠植 高级人工智能 * ◆ 概念断言 ——表示一个对象是否属于某个概念 a:C 例如：Tom是个学生，表示为 Tom : Student 或者 Student(Tom) John : Man ? ? has-child.Female ◆ 关系断言 ——表示两个对象是否满足一定的关系 a,b:R 例如：John有个孩子叫Mary John, Mary : has-child ABox语言是描述具体情形的公理的集合 ABox语言 语义解释 * 史忠植 高级人工智能 * 一个解释I满足： a : C iff aI ∈ CI a,b:R iff aI, bI ∈ RI 一个解释I满足ABox A iff 它满足A中的每个公理记为： I ? A 一个解释I满足知识库 ?= T, A iff 它满足T和A