Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект. Современный подход (2-е изд., 2006) (1245267), страница 135
Текст из файла (страница 135)
Частичное решение проблемы представительного окружения с использованием аксиом состояния-преемника было предложено Раем Рейтером [!277]; истоки решения проблемы выводимого окружения прослеживаются в [671], в которой были предложены методы, получившие название исчисления флюенгнных высказываний [1504]. Описание, приведенное в настоящей главе, частично основано на результатах анализа, изложенных в ]931] и ]1504]. Книги Шенахана [139!] и Рейтера [!279) содержат полное, современное изложение вопросов формирования рассуждений о действиях в ситуационном исчислении. Частичное разрешение проблемы окружения снова пробудило стремление к использованию декларативного подхода для формирования рассуждений о действиях, 498 Часть П1.
Знания и рассуждения что привело к созданию многих систем планирования специального назначения, начиная с первой половины 1970-х годов (см. главу 11). В исследованиях, проводимых в рамках Ъ. когнитивной робототехники, был достигнут болылой прогресс в области разработки средств логического представления действий и времени. В языке бо!о8 используется полная выразительная мощь логического программирования для описания действий и планов [917], к тому же этот язык был дополнен, для того чтобы в нем можно было представлять параллельные действия [550), стохастические варианты среды [160] и результаты восприятия [1278). Для создания средств представления непрерывного времени было предложено использовать исчисление событий, разработанное Ковальским и Серготом [854], а вдальнейшем появилось еще несколько вариантов исчисления событий [1341).
В [1392] представлен хороший краткий обзор. Джеймс Аллен предложил использовать для этой же цели временные интервалы [15], [16], указывая, что интервалы являются гораздо более естественным средством формирования рассуждений о продолжительных и одновременных событиях, чем ситуации. В [877], [878] впервые предложены "вогнутые" временные интервалы (интервалы с перерывами; по сути объединения обычных "выпуклых" временных интервалов) и для представления времени применены математические методы абстрактной алгебры. Аллен [17] систематически исследовал широкий спектр методов, которые могут применяться для представления времени.
Шохем [1403] описал процедуру овегцествления событий и предложил использовать для этой цели разработанную им новейшую схему. Между онтологией на основе событий, приведенной в данной главе, и анализом событий, выполненным философом Дональдом Давидсоном [328), имеются весьма важные аналогии. К тому же типу относятся хронологии ()з)з!огу), предложенные в работе Патрика Хейса [636[; аналогичной разновидностью представления во многом является также онтология вневременных событий (1!г)ц!б ехеп!). Проблемы онтологического статуса веществ имеют длинную историю. Платон считал, что вещества — это абстрактные сущности, полностью отличающиеся от физических объектов; с его точки зрения следовало бы сказать, что кусок масла сделан из масла, мас!е01(Вцссег,, Виссег), а не что кусок масла является элементом множества масла, Виссег, я Виссег. Такая идея ведет к созданию иерархии веществ, в которой, например, несоленое масло ггпэа2сесгвиссег является более конкретно определенным веществом, чем само масло Вцссег.
Научная позиция, принятая в этой главе, согласно которой вещества представляют собой категорию объектов, была обоснована Ричардом Монтегю [1072]. Кроме того, эта позиция была принята и в проекте С гС. В [293] на эту позицию предпринята серьезная, но не настолько уж неотразимая атака. Альтернативный подход, упомянутый в данной главе, согласно которому масло представляет собой единственный объект, состоящий из всех маслоподобных объектов во вселенной, был первоначально предложен польским логиком Лесьневским [913].
В разработанной им 'сь мереологии (это название происходит от греческого слова, обозначающего "часть") используется отношение "часть — целое" в качестве замены математической теории множеств, в целях устранения таких абстрактных сущностей, как множества. Более удобное для чтения изложение этих идей приведено в [911), а в книге Гуцмана 7ле Ягисгиге о7' Арреагалсе [579] эти идеи применяются для решения различных проблем в области представления знаний. Хотя в некоторых аспектах мереологический подход является весьма громоздким (например, в нем требуется отдельный механизм наследования, осно- Глава 10.
Представление знаний 499 ванный на отношениях "часть — целое"), он получил поддержку Квайна [! 253]. Гарри Бант [207] провел широкий анализ перспектив использования этого подхода в области представления знаний. Мыслимые объекты и мыслительные состояния были предметом интенсивных исследований в области философии и искусственного интеллекта. а. Модальная логика представляет собой классический метод формирования рассуждений о знаниях, применяемый в философии. В модальной логике логика первого порядка дополняется модальными операторами, такими как д (от Ье!!ехез — убежден) и к (от [гповз — знает), которые принимают в качестве своих параметров высказывания, а не термы.
В теории доказательств для модальной логики жестко регламентируются подстановки в пределах модальных контекстов, что позволяет обеспечить ссылочную непрозрачность. Модальная логика знаний была предложена Яакко Хинтиккой [654]. Саул Крипке [859] определил семантику модальной логики знаний в терминах возможных миров. Грубо говоря, мир для агента является возможным, если не противоречит всему, что знает агент. На основании такого подхода могут быть разработаны правила логического вывода с использованием оператора к Роберт К.
Мур связал модальную логику знаний с таким стилем формирования рассуждений о знаниях, который позволяет непосредственно ссылаться на возможные миры в логике первого порядка [1080], [1081]. Медальная логика может на первый взгляд показаться устрашаюше запутанной областью науки, но она нашла очень важные применения в области формирования рассуждений об информации в распределенных компьютерных системах.
В книге Фейгина и др. Леазодщ аЬоиг Клои(еохе [449] приведено исчерпываюшее введение в этот модальный подход. Приложения теории знаний в искусственном интеллекте, экономике и распределенных системах обсуждаются на проводимой один раз в два года конференции ТЬеогегка1 Азресгз о7 7(еазотл8 АЬош Квов(ег18е (ТАВК). Синтаксическая теория мыслимых объектов была впервые глубоко исследована Капланом и Монтегю [770], которые показали, что эта теория может приводить к парадоксам, если при использовании ее средств не соблюдается чрезвычайная осторожность. Поскольку такая теория позволяет создавать естественные модели физических конфигураций компьютера или мозга в терминах убеждений, она в последние годы получила широкое распространение в области искусственного интеллекта.
В [604] и [833] эта теория использовалась для описания машин логического вывода с ограниченной мошью, а Моргенштерн [1086] показал, как можно ее использовать для описания предусловий знаний в планировании. Методы планирования таких действий, как наблюдение, описанные в главе 12, основаны на этой синтаксической теории. Эрни Дэвис [332] дал превосходное сравнение синтаксической и модальной теорий знания. Греческий философ Порфирий (ок. 234 — 305 н.э) в своих комментариях к трактату Аристотеля Категории продемонстрировал то, что может рассматриваться как первая семантическая сеть.
Чарльз С. Пирс [1199] разработал экзистенциальные графы, которые могут рассматриваться как первое формальное определение семантической сети с использованием современной логики. Инициатором исследований по семантическим сетям, проводимых в рамках искусственного интеллекта, был Росс Квиллиан [1251], основным стимулом для которого был интерес к человеческой памяти и языковой обработке.
В важной статье Марвина Минского [1053] представлена одна из версий семантических сетей, основанная на использовании 500 Часть П1. Знания и рассуждения так называемых фреймов; фреймы служили для представления объектов или категорий и характеризовались наличием атрибутов и отношений с другими объектами или категориями. Хотя эта статья послужила важной причиной пробуждения интереса к области представления знаний как таковой, она подверглась критике за то, что в ней просто под другим углом были изложены идеи статей ]132], [320], разработанные ранее в объектно-ориентированном программировании, такие как наследование и использование заданных по умолчанию значений. Однако еше не совсем ясно, в какой степени на указанные статьи по объектно-ориентированному программированию, в свою очередь, повлияли еще более ранние работы в области искусственного интеллекта, посвященные семантическим сетям. Проблемы семантики приобрели особую остроту применительно к семантическим сетям, разработанным Квиллианом (и теми, кто стал последователем предложенного им подхода), в связи с тем, что в них использовались вездесущие и весьма неопределенные "связи 15-А", а также применительно к другим ранним формальным системам представления знаний, таким как Мегйп ]1079], с ее загадочными операциями "Яа1" и "сотег".
Знаменитая статья Вудса "И%а!У 1п а Ел|к?" [1613] привлекла внимание исследователей в области искусственного интеллекта к тому, что в формальных системах представления знаний должна быть точно определена семантика. Брачман [167] провел исследования по этой проблеме и предложил некоторые решения. Патрик Хейс в своей книге Тйе 6о8(с оТРгагпез [635] провел еше более глубокие исследования и сформулировал утверждение, что "так называемые «фреймы» по большей части представляют собой просто новые синтаксические обозначения для фрагментов логики первого порядка".
Дрю Макдермотт в своей работе ТагзЫап 5еташ(сз, об Уо )тошгкш иййоиг Уепогш(олl [1022] доказывал, что модельнотеоретичсский подход к семантике, используемый в логике первого порядка, должен быть распространен на все формальные системы представления знаний. Однако эта идея является внутренне противоречивой; замечательно то, что сам Макдермотт пересмотрел свою позицию в работе А Сгй!7ие о~Риге Аеаюл [1023]. Проявлением нового подхода стала )Чег! [451], сложная система семантической сети, в которой связи 15-А (называемые связями "виртуальной копии", или ЧС вЂ” ч)пца) сору) были основаны в болыпей степени на понятии характеристик "наследования" систем фреймов или объектно-ориентированных языков программирования, чем на отношении подмножества, и были определены гораздо более точно по сравнению со связями, применявшимися Квиллпаном в эпоху, предшествовавшую появлению работ Вудса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
