面向智能主体的动态描述逻辑研究

智能主体和多主体系统经过了20多年的研究和发展,已经成为人工智能甚至计算机科学的研究热点和重点之一,并已经广泛应用到很多领域之中。随着Internet的飞速发展、语义网的提出、网格计算的深入研究与发展,这种动态、开发、分布、异构和不确定的计算环境为主体技术提供了展现的舞台。主体技术正被认为是在复杂计算环境下构建可扩展的、健壮的、可重用的、一致的高质量软件系统的最有前途的技术之一。在智能主体的研究中,主体的设计必须建立在知识表示和推理的坚实理论基础之上。主体的知识表示和推理、心智状态模型以及内部运行机制等问题是主体研究的核心问题,是主体技术的关键部分。 本文在分析了已有的主体理论模型、主体设计以及动作理论等相关研究工作所存在的问题的基础上,重点从知识的表示与推理和动态系统的表示与运作机制这两个方面来研究智能主体,形成了以动态描述逻辑为核心的智能主体的理论框架、模型和设计方法。本文的主要工作和创新点包括以下几个方面: (1)提出了一种新的带缺省推理的描述逻辑,它以描述逻辑为主框架,对单调逻辑和非单调逻辑进行了整合,但又避免了一般缺省逻辑在推理上的困难。基于带缺省推理的描述逻辑,构建了一种同时具有Tbox、Abox和缺省规则的知识库系统,研究了带缺省推理的描述逻辑的可满足性、缺省可满足性、概念包含、缺省包含以及实例检测等推理问题,提出了一种用来检测可满足性和缺省可满足性的新算法——Tableau-D算法,给出了缺省可满足性和缺省包含的转换定理,以及一种能提供多层次推理服务的五值推理系统。 (2)提出了一种动态描述逻辑,它将静态和动态的知识表示与推理有机地整合在一起,形成了一种统一的形式化框架。它具有清晰的语义特征,提供了可判定的推理服务,又能有效地对动态过程和运行机制进行表示和推理。文章给出了动态描述逻辑的语法、语义、基本理论和领域公理,并得到相关推理问题的一些结果,有效地解决了动态领域中的基本推理问题以及动作描述中的框架问题和分支问题。动态描述逻辑为动态领域模型提供了一种有力的形式化工具,同时也为智能主体的模型和设计提供了一个很好的理论工具。 (3)在动态描述逻辑的基础上,提出了一种智能主体的心智状态模型。它充分利用了动态描述逻辑的统一形式化框架,同时从静态的知识表示与推理和动态的运行与变化两个方面来刻画主体的心智状态。主要探讨了主体信念、行为能力、目标、规划和意图等心智要素的表示、推理与修改等基本问题。该主体模型将理论和实践有机地结合起来,表达能力强,能够充分体现智能主体的本质特征与运行机制,为智能主体的设计与编程奠定了很好的基础。