Немонотонные рассуждения о времени и во времени
advertisement
УДК 004.896(06) Интеллектуальные системы и технологии И.Б. ФОМИНЫХ Российский НИИ информационных технологий и систем автоматизированного проектирования, Москва НЕМОНОТОННЫЕ РАССУЖДЕНИЯ О ВРЕМЕНИ И ВО ВРЕМЕНИ Рассмотрены формализмы для немонотонных рассуждений о времени, отражающих специфику динамических интеллектуальных систем «мягкого» реального времени и для немонотонных рассуждение во времени, отражающих специфику тех же систем «жесткого» реального времени Для характеристики динамических интеллектуальных систем введем понятия систем «мягкого» и «жесткого» реального времени. И те, и другие являются динамическими системами, в задачу которых входит адекватная реакция на изменения, происходящие во внешней среде. Эта реакция обычно осуществляется в виде управляющего воздействия на объект управления. В системах «мягкого» реального времени запаздывание с реакцией ухудшает качество функционирования, но не приводит к катастрофическим последствиям. Можно сказать, что качество функционирования таких систем при «плавном» увеличении времени реакции в некотором смысле «плавно» ухудшается. В системах «жесткого» реального времени промедление с реакцией после определенного временного порога может приводить к необратимому (катастрофическому) развитию событий. Для таких систем адекватно понятие временного порога, превышение которого недопустимо. Интеллектуальная система «жесткого» реального времени это не только, и даже не столько, «быстрая» система, но, главным образом, это система, знающая о временных порогах и способная планировать свою работу в соответствии с ними. Таким образом, при формализации рассуждений в динамических интеллектуальных системах представляется важным решение как минимум двух задач. Первая задача состоит в проведении адекватных рассуждений о времени в условиях неполноты и ненадежности используемой информации. Эта задача требует решения как в системах «мягкого», так и в системах «жесткого» реального времени. Вторая задача состоит в проведении рассуждений в условиях, когда имеющееся для этого время само является значимым ресурсом, расход которого должен учитываться рассуждающим агентом. Эта задача особенно актуальна для систем «жесткого» реального времени. ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 3 43 УДК 004.896(06) Интеллектуальные системы и технологии Известно, что для решения задач в условиях неполноты и ненадежности имеющихся исходных данных и знаний фундаментальное значение. приобретают немонотонные рассуждения. Для формализации немонотонных рассуждений о времени в работе [1] был предложен темпоральный (временной ) вариант логики MBNF, - MBNFt. Логика MBNFt построена на базе линейной темпоральной логики с часами TLC, считающаяся среди других темпоральных логик примером удачного компромисса между выразительными возможностями и вычислительной эффективностью, и является эпистемическим модальным расширением логики TLС, получаемое путем добавления модальных операторов B (минимальной веры) и not (отрицание по умолчанию). Она формализует интроспективные рассуждения некоего разумного агента, основанные на том, во что он верит только и во что он не верит с учетом временных отношений. Например, если этот агент верит только в утверждение , то из этого факта логически следует, что он не верит в любое утверждение , если оно логически не следует из . Логика MBNFt в своем наиболее общем виде очень выразительна и, соответственно, ее непосредственная программная реализация весьма требовательна к вычислительным ресурсам. Поэтому предлагается использовать ее ограниченные подсистемы, такие, как языки темпорального логического программирования, например, Temporal Datalog. Для формализации немонотонных рассуждений во времени были предложены различные версии так называемой «активной логики» [2]. Создатели активной логики подчеркивают ее принципиальное отличие от других, «более традиционных» немонотонных систем, таких, например, как логика умолчаний, автоэпистемическая логика и т.д. Характерно, что сами они рассматривают активную логику не как «чистую» формальную систему, а как комбинацию формального аппарата со специальным механизмом вывода. На сегодня известно более сотни различных темпоральных логик, назначение которых, как принято считать, состоит в формализации рассуждений о времени. Но сам процесс рассуждения при этом происходит как бы вне времени: мир как бы останавливается, пока система «думает». В реальной жизни такая идеализация не всегда приемлема, особенно в системах «жесткого» реального времени. Для систем этого типа при решении задач важно уметь оценивать количество времени, имеющегося в их распоряжении «на размышления» до того момента, когда думать уже будет поздно. Для этого необходимо уметь соотносить по времени шаги и результаты проводимых рассуждений с ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 3 44 УДК 004.896(06) Интеллектуальные системы и технологии событиями, происходящими во внешней среде. Рассуждения такого типа получили название рассуждений во времени (reasoning situated in time ). Сам процесс рассуждений в этой системе может быть представлен как последовательность шагов (шагов вывода), на каждом из которых формируется т.н. множество мнений (belief set), представляющее собой множество формул на языке, близком к языку логики первого порядка. Каждому шагу вывода соответствует номер, который трактуется как момент времени на линейных дискретных часах. Этот номер представляется при помощи специального литерала, имеющего вид now (i), где i – номер шага вывода. На этот номер могут делаться ссылки в формулах, что позволяет соотносить во времени шаги вывода с другими событиями, происходящими в системе и вокруг нее. Это свойство активной логики получило название темпоральной чувствительности. В любой версии активной логики шаг вывода представляет собой применение всех выполнимых на данный момент правил вывода (это полностью определяется текущим множеством мнений). Состав правил вывода отличается в различных версиях активной логики, но немонотонный характер проводимых рассуждений полностью определяется использованием двух принципов: 1) обнаружения и исправления противоречий и 2) негативной интроспекции. Первый принцип состоит в выявлении в текущем множестве мнений т.н. прямых противоречий, т.е. литералов, образующих контрарную пару. Второй принцип состоит в использовании проблемно-зависимых правдоподобных правил вывода, позволяющих делать заключения на основе утверждений, интерпретируемых как «на момент выполнения данного шага вывода неизвестно, что » (где некоторая формула, обычно, литерал), а не как «невозможно вывести имеющимися логическими средствами», как во многих других немонотонных системах. Список литературы 1.Виньков М.М. Логика минимальной веры и отрицания по умолчанию: темпоральный вариант // Сб. научных трудов VIII национальной конференции с международным участием «Искусственный интеллект - 2002», Коломна, 2002. Т.1. 2. Bhatia M., Chi P., Chong W., Josyula D. P., Okamoto Y., Perlis D., Purang K. Handling uncertainty with active logic. AAAI Fall Symposium on Uncertainty of Communication. ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 3 45
