高级人工智能 第二章 人工智能逻辑1.pptVIP

史忠植 高级人工智能 高级人工智能 第二章 人工智能逻辑 描 述 逻 辑 Description Logics 1 什么是描述逻辑(DL)？ 一种基于对象的知识表示的形式化， 也叫概念表示语言或术语逻辑。 建立在概念和关系(Role)之上 －概念解释为对象的集合 －关系解释为对象之间的二元关系 源于语义网络和KL-ONE 是一阶逻辑FOL的一个可判定的子集 具有合适定义的语义(基于逻辑) 特点 ◆是以往表示工具的逻辑重构和统一形式化 － 框架系统 (Frame-based systems) － 语义网络 (Semantic Networks) － 面向对象表示 (OO representation) － 语义数据模型 (Semantic data models) － 类型系统 (Type systems) － 特征逻辑 (Feature Logics) ◆ 具有很强的表达能力 ◆ 是可判定的，总能保证推理算法终止 2 为什么用描述逻辑？ 4 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。 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 记为： I ? ? 4）语法和语义 6 描述逻辑中的推理 1) 一致性（协调性consistency） 2) 可满足性(satisfiability) 3) 包含检测（subsumption） 4) 实例检测 (instance checking) 5) Tableaux算法 6）可判定性 7）计算复杂性 5）可满足性检测算法——Tableaux算法 1) ?规则: S→? { x:C1, x:C2}?S，若x:C1? C2在S中，且x:C1和x:C2不在S中同时出现。 2) ?规则: S→? {x:D}?S，若x:C1?C2在S中，x:C1和x:C2都不在S中，且D= C1或者D= C2。 3) ?规则: S→? {xP1y,…,xPky, y:C}?S，若x:?R.C在S中，R= P1?…?Pk，没有z使得xRz在S中成立，且z:C在S中，y为一个新变量。 4) ?规则: S→? {y:C}?S，若x:?R.C在S中，xRy在S中成立，且y:C不在S中。 我们的工作 ◆带缺省的描述逻辑 定义 一个缺省规则是形如 这样的表达式， 其中C、D、E为概念名，x是一个变元。C(x)称为前提条件，D(x)称为检验条件(缺省)，E(x)称为缺省的结论。 定义1.2 一个知识库是一个三元组T, A, D，其中T为Tbox，A为Abox，D为缺省规则集。 谢谢！ 例子：检测概念的可满足性： (?has-child.Male) ? (?has-child.?Male)， 其检测过程为： ((?has-child.Male) ? (?has-child.?Male))(x) (?has-child.Male)(x) ?规则 (?has-child.?Male)(x) ?规则 has-child (x, y) ?规则 ?Male (y) ?规则 Male (y) ?规则 ? 矛盾 所以这个概念是不可满足的。 6）可判定性 描述逻辑中的可满足性问题是可判定的。 其它推理问题基本上可以归结为可满足性问题。 7）计算复杂性 描述逻辑中的推理问题其计算复杂性一般是多项式时间的。但通常由于构造的不同，其复杂性也有一定的差异。 * * 2.1 逻辑-----重要的形式工具 2.2 非单调逻辑 2.3 默认逻辑 2.4 限定逻辑 2.5 自认知逻辑 2.6 真值维护系统 2.7 情景演算的逻辑基础 2.8 动态描述逻辑 主要内容 ◆ 什么是描述逻辑？ ◆ 为什么用描述逻辑？ ◆ 描述逻辑的研究进展 ◆ 描述逻辑的体系结构 ◆ 描述逻辑的构造算子 ◆ 描述逻辑的推理问题 ◆ 我们的工作 描述逻辑的应用 ◆ 概念建模 ◆ 查询优化和视图维护 ◆ 自然语言语义 ◆ 智能信息集成 ◆ 信息存取和智能接口 ◆ 工程的形式化规范 ◆ 术语学和本体论 ◆ 规划 ◆ … 若直接使用一阶逻辑，而不附加任何约束，则： ◆ 知识的结构将被破坏，这样就不能用来驱动推理 ◆ 对获得可判定性和有