Авторитетность издания
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
Рассуждения о знаниях и рассуждениях в метауровневой архитектуре
Аннотация:
Abstract:
Авторы: Айелло Л. () - , Нарди Д. () - , Шаерф М. () - | |
Ключевое слово: |
|
Ключевое слово: |
|
Количество просмотров: 8140 |
Версия для печати |
Знание, являющееся общим для всех агентов, представлено на метауровне каждого агента А. с использованием предиката ALLKNOW (знают все). Для каждого агента А. мы вводим специальные аксиомы, позволяющие работать с этим знанием.Пусть Т.- какая-то теория объектного уровня агента А.: либо ownTi, либо TJi. Тогда all-reason: Vwlw2w3.ANSWERS(A..wl,dontknow) ^THEOREM(add(w2,add(w3,emptyT),wl)s ALLKNOW(w3) л ACCEPTVIEW(A.w2) =>THEOREM(Tfmknot(w2)) IЭта аксиома предназначена для вывода заключений, которые агент А может узнать и соотнести с другими агентами. Такие заключения могут выводиться из знаний, доступных всем агентам (выражаемых ALLKNOW), и ответов типа "я не знаю". При доказательстве all-reason будет использоваться агентом А3 для ввода в Т23 (т.е. в знание А3 об А2 ) результата рассуждения А2 об А1 .Доказательство, которое приводит к решению задачи о трех мудрецах, делается неформально. Ответ на вопрос "Какого цвета Ваш колпак?", обращенный к первому мудрецу, - просто попытка получить доказательства для THEOREM (ownT , 'white'). Поскольку попытка не удается, то А2 и А3 узнают ANSWERS (A ,'whitel',dontknow). С целью облегчения чтения доказательства употребляются выражения объектного уровня, заключенные в одиночные кавычки, которые используются в качестве имен на метауровне для соответствующих формул объектного уровня. Например, ‘┐(┐white2^ ┐white3)' стоит вместо mknot(mkand(mknot(white2),mknot(white3))), которая представляет собой метауровневое обозначение для выражения объектного уровня ┐(┐white2 ^ ┐white3). Для краткости в доказательстве atleast обозначаетформулу 'whitel V white2 v white3'.Второй мудрец рассуждает следующим образом:- ALLKNOW(atleast)- ANSWERS(A,'whitel',dontknow)- THEOREM(T\,'white2A ┐white3)')По аксиоме all-reason, применяемой к Т12, имеем 'whitel','┐white2^ ┐white3' и atleast. Условие THEOREM (add('┐white2^ ┐white3',add(atleast emptyT)),'whitel') может быть легко проверено, как uACCEPTVIEW (А1,'┐white2^ ┐white3').Заключение, полученное в результате рассуждений о знаниях общего характера, не вносит в Т1 новую информацию. Если мы предполагаем, что Т1 инициировано с теми знаниями, о которых А известно, что они известны А^ то Т'2 содержит white3, что соответствует тому факту, что и А , и А2 могут видеть колпак третьего агента. По той же причине не существует новой информации, которую можно было бы внести в собственные знания А2. В этот момент делается попытка доказать THEOREM(ownT^'white2'), и А? отвечает: "Я не знаю". Агент Аз отмечает, что ANSWERS (A'white2\ dontknow), и доказательство выводится следующим образом:- ALLKNOW(atleast)- ANSWERS(A}, 'whitel', dontknow)В этом месте А мог бы вывести в ownT , что ┐(┐white2^ ┐white3) но для доказательства это бесполезно. Вместо этого он рассуждает о знаниях, которыми, как ему известно, располагает А2.3 - THEOREM(T23 ,‘┐white2^ ┐white3)')По аксиоме all-reason, применяемой к А1 , имеются 'whitel','┐white2^ ┐white3' и atleast. Условие THEOREM(add('┐white2^ ┐white3',add(atleast emptyT)),'whitel') может быть легко проверено, так же, как и A CCEPTVIEW(A^,'┐white2^ ┐white3').В этом месте А замечает, что А не может дать определенного ответа и делает из этого вывод о цвете своего колпака.- ANSWERS(A2,'white2',dontknow)- KNOWS(A^'^(->white3)')По аксиоме reason, применяемой к А , имеются 'white2' и '-> w/шеЗ'. Условие THEOREM (add(' - white3\ ty, 'whiter) может быть легко проверено, так же, как и ACCEPTVlEW(Ai'-< whiter).- THEOREM(T23 , '┐(┐ white3)') по аксиоме knows.- THEOREM (own Т3 , ‘┐ ( ┐ white3)') по аксиоме confidence.Задача о трех мудрецах решалась в различных формальных системах, базирующихся на модальной логике [11, 19]. Она обсуждалась Coscia и др. в [9] в рамках системы, располагающей средствами для работы с базой знаний. Их решение представляет структуру из метаописаний, основанную на различных типах связей, которые могут быть установлены между теориями.Предлагаемая дедукция получается при помощи программы метауровня, написанной на расширенном Прологе. В этой архитектуре многие аспекты рассматриваются неявно. Например, последствия ответов "я не знаю", даваемых мудрецами, не выводятся в явной форме остальными, а просто утверждаются в каждой теории. Более того, внутри каждой теории нет различия между собственным знанием и знанием о других.Представленная архитектура основана на архитектуре [5] и является более общей и гибкой, чем схема, приведенная в [4]. В этом предложении знания, относящиеся i рассуждению о рассуждениях всех агентов, представлены в одном метаконтексте, а I знания объектного уровня каждого агента представлены в отдельном контексте, разбитом на "приватную" и "видимую" части. Приватное знание доступно тому агенту, который им владеет, а видимое знание доступно и другим агентам.Другое решение, основанное на логике хорновских предложений, было дано Nail Abdallah [25]. Вместо того, чтобы опираться на какую-то связь между знаниями объектного и метауровней, он использует специальные структуры, называемые ионами, для работы с локальностью доказательств. Интерпретация ионов не слишком поддается интуиции, хотя они и предназначены для моделирования операций метауровня, которые характеризуют рассуждения о знаниях и рассуждениях и позволяют избежать парадоксов, связанных с самоссылками. Мы придерживаемся стандартной семантики логики первого порядка, а проблемы, вызываемые самоссылками, не возникают из-за свойств механизма контекстов и явного контроля хода дедукции.Одно из решений задачи было дано в рамках системы OMEGA [6], в которой знания трех мудрецов представлены тремя точками зрения, а дедукция осуществляется в соответствии с некоторым множеством правил, которые определяют общие свойства таких точек зрения. Эта формализация ближе к нашей, но использованная е [6] аксиома Непрямого Доказательства, которая является свойством, соответствующим предположению о замкнутом мире, должна применяться к приемлемым позициям: так, второй мудрец не может предполагать, что первый знает цвет своего колпака, иначе возникает противоречие.Если представить агента как множество теорий (или систему контекстов, если придерживаться терминологии FOL), составляющих теорию метауровня, в которой представлено знание, относящееся к рассуждению о рассуждениях, и три теории объектного уровня для отображения собственных знаний агента и его сведений о других агентах, то нужно отметить, что такая организация не является специфической для структуры решаемой задачи. Связь между теориями объектного уровня и метатеорией устанавливается при помощи объединяющих правил, которые применяются неявным образом для постоянной поддержки собственных знаний агента в соответствии с заключениями, достигнутыми в метатеории. Этим объясняется то. что представление собственной системы доверия предполагается корректным, например тогда, когда агент отвечает на вопрос без рассуждений о знаниях и рассуждениях, а просто используя информацию, содержащуюся в его собственной теории. Наоборот, представление знаний других агентов обновляется явным образом в соответствии с предположением, что полученным заключениям следует доверять. Аксиома Knows, которая описывает это свойство, легко адаптируется к ситуации, где заключения, полученные в результате рассуждения о знаниях других агентов, нуждаются в дальнейшем подтверждении перед включением их в представление о других агентах.Аксиома confidence утверждает, что сам агент должен верить заключениям, полученным в результате рассуждения о других агентах, если они не противоречат его знаниям. Если агенты не являются лояльными друг к другу, можно смоделировать дополнительные условия, при которых агент должен поверить результатам рассуждений о знаниях другого агента.Аксиома reason рассматривает рассуждения, в результате которых некоторый агент может сделать вывод об информации, доступной другим агентам. Если инфор мацией, представленной другим агентом, является "я не знаю", то аксиома reason может быть прочтена как рассуждение о незнании других агентов. Формулировка этой аксиомы позволяет строить доказательства методом от противного. С другой стороны, гипотезы в гипотетическом рассуждении проблемно зависимы. Они не могут быть полностью произвольными, но должны подчиняться общему принципу: агент не должен делать предположений, противоречащим ответам других агентов.Архитектура агента представляет все знания, выраженные двумя уровнями операторов знаний, в явной форме. Иными словами, все предложения, включающие знания о знаниях других агентов, могут быть интерпретированы в терминах теорий объектного уровня, представленных внутри агента. В случае большего числа уровней описания знаний представление агента может быть расширено путем построения необходимых теорий на метауровне вместе с аксиомами для манипулирования.Описанная архитектура дает явное представление о базах знаний, допускающих рассуждения о знаниях других агентов: структура агента воплощает в себе структуру данных, представляющую такие знания как некую теорию объектного уровня. Базы знаний могут быть также неявно представлены на метауровне и построены явным образом лишь в случае их использования. Важным моментом при выборе варианта конструкции является вопрос о том, как представлять эти базы знаний, учитывая их размеры и частоту использования.В действительности задача о трех мудрецах могла быть решена просто с использованием общего знания, а не знаний агентов о других агентах. Все рассуждение целиком может быть построено от аксиомы atleast до ответов агентов. Представленное здесь решение направлено на использование более общей структуры рассуждений о знаниях и рассуждениях, поэтому подчеркиваются знания об агентах, а не только используемое общее знание. Это общее знание могло быть также представлено явным образом аналогично знанию о других агентах. Стоит отметить, что в метауровневой архитектуре системы FOL представление общего знания может быть совместным для агентов. Это позволяет избежать дублирования шагов доказательства, строящегося на общем знании.Степень общности архитектуры не полностью использована в решении задачи о трех мудрецах, поскольку все три агента очень похожи друг на друга. Архитектура может быть использована для формализации таких проблем, в которых каждый агент имеет собственное метазнание, отличное от других, и имеет собственную точку зрения на знания других. Представляется, что при использовании модальной логики с такой ситуацией справиться было бы нелегко.Хотя ситуация с произвольным числом агентов может быть отображена непосредственно, было бы полезно иметь более компактную характеристику множеств агентов, чьи знания И/ИЛИ поведения сходны. Для определения общих свойств агентов необходимы рассуждения о структурах и стратегиях дедукции, представленных на метауровне, что может быть достигнуто путем создания мета-метауровня. В принципе такого рода рассуждения реализовать легко, но на практике решить эту задачу не так-то просто. Например, свойство два агента имеют одинаковое представление о знаниях третьего агента может быть явно формализовано (на мета-метауровне) в терминах свойств (выражаемых на метауровне) представлений знаний агентов.Вот решение задачи о трех мудрецах, реализованное в системе FOL, которое близко к приведенному в основном тексте.Каждый агент А. реализован внутри FOL как система S., состоящая из метаконтекста и трех контекстов объектного уровня, соответствующих own Т. и двум TJ.. В аксиоматике FOL эти три объектных контекста представлены в моделирующей струх-туре соответствующего метаконтекста (эти три метаконтекста metal, meta2, metaЗ).Приведем полное определение третьего метаконтекста meta3 (NAMECONTEXT - назвать контекст). NAMECONTEXT тetaЗ;На метауровне имеются определения структур данных для манипулированиг правильно построенными формулами (wffs) и контекстами. Определение структура данных выводится путем декларирования символа, обозначающего сорт элементов из его области определения, - домене, констант, представляющих элемента домена, функциональных символов для операций с ними и символов переменных, пробегающих значения из определяемого сорта.DECLARE SORTAWFFWFF; MOREGENERAL WFF; DECLARE INDVAR w wl w2[WFF]; DECLARE INDCONSTwhite 1 white! white3\AWFF]; DECLARE INDCONST atleast black23[WFF];DECLARE FUNCONSTmkandmkormkimp{WFF,WFF) = WFF[INF\; DECLARE FUNCONST mknot(WFF) = WFF;Здесь4 определяется сорт правильно построенных формул (wffs) и атомарных правильно построенных формул (awffs). Команда MOREGENERAL строит решето определений сорта, причем в данном случае каждая атомарная правильна построенная формула является также и правильно построенной формулой. Символы w,wl и w2 представляют собой переменные, определенные на WFF, atleast и Ыаск23 - константы, представляющие правильно построенные формулы объектного уровня. Функции mkand, mkor, mkimp, mknot (взять логическое произведение, логическую сумму, логическую импликацию, логическое отрицание) являются правильно построенными формулами для нужных конструкторов, применение INF в квадратных скобках означает использование этих функций в инфиксном режиме.Это определение констант и конструкторов связывается в моделирующей структуре с каждым символом реализующей LISP - функции. Имена этих функций, используемые в моделирующей структуре, имеют префикс I, облегчающий интерпретацию. В то же время объекты, определенные п этой моделирующем структуре, используют для константных символов имена исходных символов . ATTACH whitel TO whitel; ATTACH white2 TO white2; ATTACH white3 TO white3; ATTACH mkand TO l-mkand; ATTACH mkor TO l-mkor; ATTACH mkimp TO l-mkimp; ATTACH mknot TO l-mknot; LET atleast = (whitel mkor white2)mkor white3;LET Blаск23 = mknot(white2)mkand mknot(white3);Команда системы LET связывает константные символы с левой стороны равенства с результатом вычисления выражения справа. В данном случае atleast определяется в моделирующей структуре в терминах формулы, представляющей, что один колпак - белый, а Ыаск23 - в терминах формулы, представляющей, что на втором (и третьем) мудреце черный, а не белый колпак.Дается определение структур данных для системы и контекстов . DECLARE SORT CONTEXT SYSTEM; DECLARE INDCONST SI S2[SYSTEM];DECLARE INDCONST CO emptyCownC3 C31 C32[CONTEXT]; DECLARE INDVARxC[CONTEXT];DECLARE FUNCONST declsentconst(AWFF,CONTEXT) = CONTEXT; DECLARE FUNCONST addfact(WFF,CONTEXT) = CONTEXT;Функция declsentconst получает правильно построенную атомарную формулу (один контекст) и возвращает новый контекст с декларацией некоторой сентенциальной константы. Это метауровневое описание действия команды DEC-LARESENTCONST, отданной на объектном уровне. Функция addfact получает на входе правильно построенную формулу, контекст и выдает новый контекст с новым фактом. Обе эти функции и константа emptyC определяются в терминах соответствующих элементов в нашей моделирующей структуре. Константа emptyC ассоциирована с LISP - структурой, представляющей пустой контекст. ATTACH emptyC TO emptyC; ATTACH declsentconst TO l-declsentconst; ATTACH addfact TO l-addfact;В дальнейшем эти команды для определения моделирующей структуры будут опускаться.DECLARE SORT ANSWER; DECLARE INDCONST yes no dontknow [ANSWER];Сорт ANSWER используется для представления ответов, даваемых мудрецами (например в предикате ANSWERS).В этой аксиоматизации необходимо использовать некоторые предикаты для формализации гипотез задачи и отношений между контекстами и системами7. DECLARE PREDCONST DEMO(CONTEXT, WFF); DECLARE PREDCONSTACCEPTVIEW(SYSTEM, WFF); DECLARE PREDCONST KNOW(SYSTEM, WFF); DECLARE PREDCONST A NSWERS(SYSTEM, WFF ANSWER); DECLARE PREDCONST HOLDS(WFF, CONTEXT); DECLARE PREDCONST ALLKNOW(WFF)Первые два предиката определены в моделирующей структуре. Предикат DEMO проверяет, может ли какая-то правильно построенная формула выводиться в этом контексте (DEMO заменяет предикат THEOREM, поскольку последний уже используется в специальном смысле в команде REFLECT). Предикат DEMO определяется в моделирующей структуре как системная процедура для выявления тавтологий. Предикат ACCEPTVIEW проверяет, является ли какая-то правильно построенная формула приемлемой с точки зрения некоторой системы: такая формула является приемлемой, если она не содержит ссылок на цвет колпак мудреца, отображаемого этой системой, поскольку сам мудрец не видит своего колпака. Например, ACCEPTVIEW(Sl,w) верно, если whitel не встречается в w. Предикаты KNOWS, ALLKNOW, ANSWERS являются эквивалентами предикатов. I которых уже говорилось. Для выражения правила связи между метаконтекстом и объектным контекстом необходимы предикат HOLDS (выполняется) и функции updatectx (обновить контекст). Чтобы избежать правил вывода, которые при попытке доказать w обращаются из контекста объектного уровня к метауровню в поисках доказательства HOLDS ('w',C), любой факт w, соответствующий аргумент} факта HOLDS ('w',C), утверждается на объектном уровне. Поэтому каждый раз, когда HOLDS\ ('w',C) выводится на метауровне, контекст С обновляется мере команду LET и функцию updatectx.DECLARE FUNCONST updatectx(CONTEXT, WFF); AXIOM updated xC.updatectx(xC, w) - IF HOLDS(w,xC) THEN addfact(w,xC) ELSExC;Декларации в metal и metal идентичны показанным с соответствующей сменой индексов для систем и контекстов.Контексты объектного уровня строятся при помощи команды LET, которая конструирует некоторую структуру данных и связывает ее с соответствующим символом метаконтекста. Для упрощения сначала определяется некоторый контекст СО, а затем на нем строятся все другие контексты. LET CO = declsentconst(white3,declsentconst(white2,declsentconst(whitel,emptyC)));После выполнения этой команды константный символ СО этого метаконтекста нашей моделирующей структуре имеет интерпретацию как структура данных, представляющая контекст с тремя сентенциальными константами (соответствующим! whitel, white2, white3).LET ownC3 - addfact(atleast,addfact(whitel,addfact(whitel,CO))); LET C31 = addfact(atleast,addfact(whitel,CO));LET 02 = addfact(atleast,addfact(whitel,CO));Контекст ownC3, C31, C31 описывает тот факт, что третий мудрец знает, чтя колпаки первых двух мудрецов белого цвета и что по крайней мере один из трех колпаков - белый. Он также знает, что двум другим мудрецам известно, что по крайне! мере один колпак - белый, и первый мудрец видит белый колпак на втором мудреце и наоборот. Аналогичные инструкции выполняются для создания объектных контекстов для систем S1 и S1.Здесь приводятся аксиомы метауровня для теtaЗ, идентичные тем, которые уже были использованы в вышеописанном решении. AXIOM knowsl: Vw. KNOWS(Sl,w) л- DEMO(mknot(w), C31)=*HOLDS(w,C31);AXIOM knowsl: Vw. KNOWS(Sl,w) л- DEMO(mknot(w), C31)=>HOLDS(w,C31); |
Постоянный адрес статьи: http://swsys.ru/index.php?id=1409&page=article |
Версия для печати |
Статья опубликована в выпуске журнала № 2 за 1990 год. |
Возможно, Вас заинтересуют следующие статьи схожих тематик:
- Компьютер - хранитель домашнего очага
- ДИНАМИКА-2 - программа для решения осесимметричных и плоских задач
- Комплекс автоматизированного проектирования геотехнических сооружений "КАППА"
- Автоматизированная система принятия решений при стратегическом планировании устойчивого развития региона в условиях нечеткой информации
- Компьютерный тренажер для операторов технологических процессов доменного производства
Назад, к списку статей