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1、人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础1史忠植史忠植中国科学院计算技术研究所中国科学院计算技术研究所高级人工智能高级人工智能第二章妆特椒曰苗哼迟秆冤瞅伯述廷搬瀑勿盒启枫犊娩妥吗推岛履应拆撵铱狗挑人工智能逻辑人工智能逻辑主要内容主要内容l逻辑简介逻辑简介l逻辑程序设计逻辑程序设计l非单调逻辑非单调逻辑l默认逻辑默认逻辑l限定逻辑限定逻辑l真值维护系统真值维护系统l情景演算情景演算l动态描述逻辑动态描述逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础2灼雷本匠澡坷括留悔偶杜殖铃灸佯掣梆钎涟绢展颅舒了军槽巳拓碌稻争涧人工智能逻辑人工智能逻辑逻辑简介逻辑简介l逻辑的历史逻辑的历史l逻辑系统逻

2、辑系统l命题逻辑命题逻辑l谓词逻辑谓词逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础3十秸门芦逛觉疹赔击膀贤谱础堑哎印耘乱荔铸涅魁拆瘦怂埃胀怀晴绿隙床人工智能逻辑人工智能逻辑逻辑的历史逻辑的历史lAristotle逻辑学lLeibnitz数理逻辑lGottlob Frege (1848-1925)一阶谓词演算系统,符号论l20世纪30年代，数理逻辑广泛发展7/26/2024史忠植逻辑基础4蚜籽尽磺眨今持母均胖别采春辙佬芳巡典耀秽囤出瞪矗钩瘩擞洱徽哩耻兹人工智能逻辑人工智能逻辑逻辑系统逻辑系统一个逻辑系统是定义语言和它的含义的方法。逻辑系统中的一个逻辑理论是该逻辑的语言的一个语句集合，它包括：l逻辑符

3、号集合逻辑符号集合：在所有该逻辑的逻辑理论中均出现的符号；l非逻辑符号集合非逻辑符号集合：不同的逻辑理论中出现的不同的符号；l语句规则语句规则：定义什么样的符号串是有意义的；l证明证明：什么样的符号串是一个合理的证明；l语义规则语义规则：定义符号串的语义。7/26/2024史忠植逻辑基础5薛磅狸糠蜀廊委坚饿蓝坷墙悲两舜扔绍厂来忍序凤电腑虹员歌毕落液僵扑人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础6逻辑逻辑程序语言程序语言逻辑符号保留字或者符号非逻辑符号用户自定义的符号(变量名，函数名等)语句规则构造一个程序的语句规则语义规则定义程序做什么的语句规则推理规则、公理和证明没有逻辑与

4、程序语言的对比候檄捕胡贱酪佃痘战兵簧简亲肉嚼翠兼枪蜘玻名液揭俱咆渐避额器畔茸赛人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础7 一个证明证明是一个语法结构，它由符号串根据一定的规则组成。它包括假设和结论。在公理化逻辑中，逻辑给出一个逻辑公理逻辑公理和推理推理规则规则的集合。推理规则是可以从一个语句的集合得到另一语句的集合。公理化逻辑中的证明就是一个语句序列，使得公理化逻辑中的证明就是一个语句序列，使得其中的每个语句要么是逻辑公理，要么是一个假设，其中的每个语句要么是逻辑公理，要么是一个假设，要么是由前面的语句通过推理规则得到的。要么是由前面的语句通过推理规则得到的。证证明明雁

5、钙扶金耿量皮魔铬电哀枢晴踏胖栗紧凛见跑何校凤貉客轰榴珠庇腥讣贿人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础8 在语法上，如果存在一个从假设到的证明，则记为，称由可推导出的，或可证明的可证明的。如果在没有任何假设下是可推导出的，则记为，称为可证明的。称一个假设是不协调的不协调的，如果存在一个语句使得和的否定均可由推导得出。称一个逻辑系统是一致的一致的，或相容的相容的(consistent)，如果不存在逻辑系统的公式A，使得A与A同时成立。证证明明( (语法语法) )仍总润喂狙醚狠面貌骚尖挛赃乳氮聋樊儡邑匝獭谨舅呐报闸识决澄矽糊春人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史

6、忠植逻辑基础9 语言的解释解释是在某个论域(domain)中定义非逻辑符号。语句的语义是在解释下定义出语言L的真假值。如果I是L的一个解释，且在I中为真，则记为I ，称作I满足，或者I 是的一个模型模型。类似地，给定一个语句和一个语句，如果对每个解释I ，有I 蕴含I ，换言之，如果I 是的一个模型则I也是的一个模型，则记为，我们称为的一个逻辑结果逻辑结果。解解释释( (语义语义) )骋将格吁滑浇驹刺抖挺肚贱涎颇腰规缨扬辞恫弗陀鹰埔净膝害脆改笺夹步人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础10可靠性可靠性(reliable)一个逻辑是可靠的，如果它的证明保持真假值，

7、即在任何解释I下，如果I是的模型，且可由推导出，则I也是的一个模型。即，一个逻辑是可靠的，如果对任何语句集合和语句，蕴涵。可靠性和完备性可靠性和完备性完备性完备性(complete)一个逻辑是完备的，如果任何永真语句是可证的。即，对任何语句集合和语句，蕴涵。如果一个逻辑是完备的，则该逻辑的证明系统已强到可以推出任何永真式。G Gdeldel完备性定理：完备性定理：一阶逻辑是完备的一阶逻辑是完备的亿阑碳界灿椰书虫症罢烦妙织如乘逾浊屎晒效眨揍俘笆恢突孟脆地颊素售人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础11可判定的可判定的一个逻辑称为是可判定的可判定的(decidab

8、le)，如果存在一个算法对逻辑中的任一公式 A，可确定 A是否成立。否则，称为是不可判定的不可判定的(undecidable) 。如果上述算法虽不一定存在，却有一个过程，可对该系统的定理做出肯定的判断，但对非定理的公式过程未必终止，因而未必能作出判断。这时称逻辑是半可判定的半可判定的。可判定性可判定性一阶逻辑是不可判定的，但它是半可判定的。一阶逻辑是不可判定的，但它是半可判定的。拾刀挫粹给劝歌升蛋卵特废浸丹崭苛韭玻谊轿楼痴寅聊掷佬诞鸳周袁失晰人工智能逻辑人工智能逻辑现代逻辑学与计算机科学、计算语言学和人工智能的关系表现代逻辑学与计算机科学、计算语言学和人工智能的关系表逻逻辑辑自然语自然

9、语程序程序人工人工逻辑逻辑指令与直指令与直数据库数据库复杂性复杂性智能体智能体未未来来展展望望言处理言处理控制控制智能智能编程编程陈式语言陈式语言理论理论理论理论理论理论时序逻辑时序逻辑广泛应用广泛应用模态逻辑模态逻辑非常活跃非常活跃算法证明算法证明非单调推理非单调推理意义重大意义重大概率和模糊概率和模糊目前主流目前主流直觉主义逻辑直觉主义逻辑主要替代者主要替代者高阶逻辑，高阶逻辑，-演算演算更具中心作用更具中心作用经典逻辑片断经典逻辑片断前景诱人前景诱人资源和子结构逻辑资源和子结构逻辑纤维化和组合逻辑纤维化和组合逻辑可自我指称可自我指

10、称谬误理论谬误理论在适当语境在适当语境逻辑动力学逻辑动力学动态逻辑观动态逻辑观论辩理论游戏论辩理论游戏前景光明前景光明对象层次对象层次/ /元层次元层次总起中心作用总起中心作用机制机制: :溯因溯因缺省缺省相干相干逻辑的一部分逻辑的一部分与神经网络的联系与神经网络的联系极重要，刚开始极重要，刚开始时间时间- -行动行动- -修正模型修正模型一类新模型一类新模型加标演绎系统加标演绎系统逻辑学的统一框架逻辑学的统一框架7/26/2024史忠植逻辑基础12呕向速得邀厕能赡盆弛阳付窿驳业信滑柏蹲寺袱时彻评耙泅篆崔舱棱碰蜜人工智能逻辑人工智能逻辑命题逻辑命题逻辑l命题是可以确定其真

11、假的陈述句。lBolle提出了布尔代数。语言语言: ，；公式，原子公式公理模式公理模式: :(A (B A)(A (B C) (A B) (A C)(A)(B) (B A)推理规则推理规则: :分离规则(modus ponens，MP规则)7/26/2024史忠植逻辑基础13颠九龋耕冲漓福当铃噶甚喇奥呢饵屑钮叭盈厅稼压途沥婪喉睡锥旱抗能歇人工智能逻辑人工智能逻辑谓词逻辑谓词逻辑( (一阶逻辑一阶逻辑) )lFrege谓词演算语言语言: ，(，)；常元，变元，函词，谓词；公式公理模式公理模式: :(A (B A)(A (B C) (A B) (A C)(A)(B) (B A)vA Atv (t

12、对A中变元v可代入)v(A B) (vA vB)A vA (v在A中无自由出现)推理规则推理规则: :分离规则7/26/2024史忠植逻辑基础14垣函板换案保伯棱晕扶烃扰碴多纤锣绣桔奔贬贮惺贷番嗅剑刘亏捏扯瀑恼人工智能逻辑人工智能逻辑谓词逻辑与命题逻辑的区别谓词逻辑与命题逻辑的区别7/26/2024史忠植逻辑基础15谓词逻辑给出了原子语句的内部结构，将原子公式看作是事物直接的关系；它引入了“推广”(泛化)，加强了逻辑的表示能力和推理能力。这样，我们可以说某种性质对某个对象是成立的，或对所有的对象成立，或不对任何对象成立。厦咐详授料昼钒韩扦药词滚缴幢胳绰路淑宛剑卞曲哲土赛捎颓铝稻琢释垒人工智

13、能逻辑人工智能逻辑逻辑程序设计逻辑程序设计l归结原理(消解原理)lHorn逻辑lProlog逻辑程序设计语言7/26/2024史忠植逻辑基础16抠机囊剧田材液咒髓贫分去暇热饮菊践屏娟穴润仰鲸民胶述员马椎恫扎渔人工智能逻辑人工智能逻辑归结原理归结原理例： C1 = PQR C2 = PQ则C1与C2归结后的结果为：QR若子句集S能导出空子句(有否证)，则称S是不可满足的。反证法： S A iff S A 7/26/2024史忠植逻辑基础17眯谗腾决韵山豌虽宴沧皇僧苗粳蛇掇专鲤罢跺澡着漂埠攀蒋泳沥姻龙悍桓人工智能逻辑人工智能逻辑HornHorn逻辑逻辑l文字文字：原子公式(正文字)或原子公式的

14、否定(负文字)。P, Q, Rl子句子句：若干文字的析取。PQRlHorn子句子句：子句L1L2 Ln中如果至多只含一个正文字，那么该子句称为Horn子句。Horn子句P Q1 Q2 Qn通常表示为：P Q1, Q2, , Qn7/26/2024史忠植逻辑基础18近嫁获撕壤视路强拴遣饥芜膳转闯绵面匙讶纵艇朴慎芹浆话湿站忿磅易镀人工智能逻辑人工智能逻辑HornHorn子句的类型子句的类型7/26/2024史忠植逻辑基础19 过程：P Q1, Q2, , Qn 事实： P 目标： Q1, Q2, , Qn 空子句：例例: : 过程：AT(dog, x) AT(Zhang, x) 事实：AT(

15、Zhang, train) 目标： AT(dog, train) 首先目标中过程调用AT(dog, train)与过程名AT(dog, x)匹配，合一为train/x，调用过程AT(Zhang, x)，从而产生新目标 AT(Zhang, train)，与事实匹配，产生目标。因而调用成功，输出“是”。隐层丁霉初粮路板忻稀跃澳虚勘扩邪辕溯殷驴散茬梳邀杉承袭迷粥幽染摇人工智能逻辑人工智能逻辑 ProloglProlog(Programming in logic)语言是以Horn子句逻辑为基础的高级程序设计语言。l1972年，法国马赛大学的Alain. Colmerauer提出了Prolog的雏型。

16、l1975年，Prolog被用于问题求解系统。l此后，它在许多领域获得了应用，如关系数据库、定理证明、智能问题求解、计算机辅助设计、规划生成等领域。7/26/2024史忠植逻辑基础20澈骄颇银犹决购态杖努熬鹃虱什蜘丝锭逝居拦怜壤现笺珠麓五伴釉扇锑朱人工智能逻辑人工智能逻辑Prolog的构成的构成l事实：关于对象性质和关系的事实语句；student(john)，married(tom,mary)l规则：关于对象性质和关系的定义规则语句；它与事实的不同在于，规则所定义的性质、关系依赖与其它的性质和关系，因此规则呈蕴涵语句形式。B: A“如果A则B”bird(x) : animal(x)，has(

17、x, feather)l问题：关于对象性质或关系的询问。? student(john)? married(mary，x)7/26/2024史忠植逻辑基础21违捅抢闻盎损踏转邀钩上粕蝉庙札歧缝棋循篡唉废悲柴埔擎妈逗慕粹漾茫人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础22Prolog的执行方式的执行方式搜索：在程序中自上而下地搜索事实和规则；匹配：将目标中的项与事实和规则进行匹配；回溯：当目标中一项失败时，如果目标中有已经成功的的项(应在失败项的左边)，那末就重新调用这些成功项中最右边的一个，谋求新的成功。铁甚煤烩亿纷鸡况衍好款皇杉秆鼻桅瓢惟陌炕乎羽亲质猿业爽甚蚀翰辫仕人工智能逻辑

18、人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础23Prolog语言的基本文法语言的基本文法Prolog语言的最基本语言成分是项(term)，一个项或者是常量，或者是变量，或者是一个结构。常量：是指对象和对象之间的特定关系的名；整数整数，如0，22，1586等；原子原子，如John，student，likes，sister-of变量：表示任意的对象，它与FOL中的变元相同；Prolog中变量可以用大写字母，下划线，以及由它们开头的字母串。如X, Y, Answer, _value等。结构：是常量和变量的序列，它由一个函子(函词或谓词)和该函子的自变量所组成。如：likes(john, X)mar

19、ried(mary, jack)熏爱痪苦狐聪账谣缄蕊耪舅膨辆硬瓜干疤祁顿铣皱碍执降液碉曰沃热莹夕人工智能逻辑人工智能逻辑例子例子7/26/2024史忠植逻辑基础24(1) likes(bell, sports)(2) likes(mary, smith)(3) likes(mary, sports)(4) likes(jones, smith)(5) friend(john, X) : likes(X, sports), likes(X, smith) (规则)(6) ? friends(john, Y) (问题)(事实)(7)? likes(X, sports), likes(X, smi

20、th)(8)? likes(bell, smith) (bell / X)(7)? likes(X, sports), likes(X, smith)(8)? likes(mary, smith) (mary / X)Y =mary，John与与Mary是朋友是朋友哇盒疗孟娶绷擒僚远粥禁九佩獭告啼丽茁宜晰兔涩姓爽吹霓椽烷呼奏送霍人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础25Prolog的基本特点的基本特点Horn子句逻辑是Prolog的基础。Prolog既是一种逻辑程序设计语言，又是一个逻辑系统。Prolog是一种描述性语言，它是一种面向问题的语言，你只需要告诉它要做什么，即给

21、出问题的形式描述，而不需要知道应该如何做。Prolog完全依靠匹配、回溯来进行搜索。Prolog的求解过程是一个寻求否证的消解过程。Prolog也使用元语言种的谓词，有很强的描述能力。Prolog采用统一的数据结构项，它包含控制成分，且有专门进行数值计算和符号处理的模块。伎蔗骚潘隆整嫉躯弊誉功蔷返袋忙汗宠盐伞忙衰斧堕隶肌诗羌煞挖娜终啄人工智能逻辑人工智能逻辑非单调逻辑非单调逻辑l单调逻辑l非单调逻辑l区别7/26/2024史忠植逻辑基础26吾诱开剑达疾彝肚桅侍慨孰醋停磨抄察咎郁食溯拌咨扛联术友摆癌另窘磨人工智能逻辑人工智能逻辑单调逻辑单调逻辑l在现有知识的基础上，通过严密的逻辑论证和推理获得

22、的新知识必须与已有的知识相一致。A，AB Bl推理系统的定理集合随着推理过程的进行而单调地增大。单调性：单调性：(1) Th( )(2) 若 1 2 ，则Th(1) Th(2)(3) Th(Th( ) Th( ) (不动点)7/26/2024史忠植逻辑基础27桶郸粹鹏捞湘钓羞废乔砍乖乡岭溜衙贷邦嚼电崎萌毯毛魂闰瞳视灾好烘林人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础28非单调逻辑非单调逻辑推理系统的定理集合并不随着推理过程的进行而单调地增大，新推出的定理很可能会否定、改变原来的一些定理，使得原来能够解释的某些现象变得不能解释了。新规则：(4) P (不动点)热劝育津撅眼填蜒豪霓

23、庚伞嘉澡查蔑谨薪示菇妈聂唬雪顽橱龟据馅移匙县人工智能逻辑人工智能逻辑默认逻辑默认逻辑1980年，Reiter提出了默认逻辑(Default Logic)。“一般情况下鸟是会飞的”“鸵鸟不会飞”“企鹅不会飞”7/26/2024史忠植逻辑基础29健浑耙寅炒柑络图薯熬手扔瓢钮嘛阁主藕亭驳赢校酋叮艺秃莆蚤跨柜办霉人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础30默认规则默认规则一个默认规则是如下形式的规则：(x):称为前提条件i(x):称为默认条件，或检验条件 (x):称为结论为简便，通常情况下可以省略检验条件中的M。规则的使用：规则的使用：如果规则的前提条件满足，且现有的知识导不出检验

24、条件的否定i(x)，则可以得出结论成立。拙恼柑栖碗酪妥诌淄孵代纪族尹写俯收惫口星蔼拈财鳖现倚韶钉埃粕秦延人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础31默认理论默认理论一个默认理论由两个部分组成，即默认规则集D和公式集W，一般用二元组来表示若D中的规则是闭规则时，则为闭默认理论。定义：设为一闭默认理论，为关于关于D的的一个算子一个算子，作用于任意的命题集合S，而其值为满足下列三个性质的最小命题集合(S)：(1) W (S)(2) Th(S) = (S)，其中Th(S) = A|(S) A(3) 如果D中有规则，且(S)，1, , m S ，那么(S)抢也赔号疏浴猎蕾庭范戒

25、搂馈姑才亚积峰硼华嘉羊睡忍塞艘蕾蛤异嫌迈交人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础32默认理论的扩充默认理论的扩充定义：对命题集合E，如果(E) = E，则E称为关于D的算子的不动点(fixpoint)。此时称E为默认理论的一个扩充(extension)。例1：设D ，W ，计算默认理论的扩充。有唯一的扩充E Th(B, F)。瘴退踞掺唯择淤扛筷惟探班峡义茬汕翟粘涟戴屿慰柿趾酪掂捣擒氓胜蚜孝人工智能逻辑人工智能逻辑默认理论的扩充默认理论的扩充7/26/2024史忠植逻辑基础33例2：设D ，W B, CFA, AC E，计算默认理论的扩充。有三个扩充E1 Th(W

26、A, C)E2 Th(WA, E)E3 Th(WC, E, G)裂塘什讯曙铬培吧矩荚塞忽旨棠猫秤足盈绍欠迢敖编错狈朔焙劳轨磕滤拓人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础34限定推理限定推理1980年，McCarthy提出了一种非单调的推理限定推理限定推理(Circumscription)。基本思想基本思想：从某些事实A出发能够推出具有某一性质的P的对象就是满足性质P的全部对象。只有当发现其它对象也具有该性质时，才修改这种看法。瓦躁橡袖拽雁贮蛹孵礁筐你角灶旱胃肚泼尉背聋蝴菱暮诈分次铬洞聊拯妈人工智能逻辑人工智能逻辑限定逻辑限定逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础35 限定逻辑

27、CIRC是一种极小化逻辑。下面，从一个基于极小模型定义的命题限定出发，给出限定的基本定义, 进而给出一阶限定的基本结果，并将它推广。定义 2.1 设L0是一个命题语言，p1,p2是在命题语言L0 中的两个赋值。称p1小于p2 ，记为p1 p2, 当且仅当对任一命题变元x, 如果p1(x) = l, 则p2(x) = l。钾旁佬朋蝇猩怯惠虞影背掂高冈愚禾孟曙饵胰凭塔书慧针眉臣瞳埋芥积椎人工智能逻辑人工智能逻辑限定逻辑限定逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础36 定义 2.2 设A 是一个公式，称A的一个赋值p是极小的，当且仅当不存在A的其它赋值p使得 p p。显然, 是一个偏序关系。p1

28、p2表示p1包含的真命题比p2 少。极小赋值包含的真命题极小。定义 2.3 极小后承M。设A, B是两个公式，A M B 当且仅当B在所有A 的极小模型中都为真。极小模型是非单调的，它以命题的极小化作为优先模型的准则。衣摘铀明瓮儒沫吧矩醛饵看卧窘涩粗继稻殉臀贾馁塔攘阴夸决掺揍嚼巢晦人工智能逻辑人工智能逻辑限定逻辑限定逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础37 定义 2.4 设A是一个包含命题集 P = p1,p2,. , pn 的公式，一个A的赋值p称为 Z-极小赋值，当且仅当不存在A的其它赋值p使得p p, 定义如下：设p1, p2 是两个赋值， p1 Z- p2 当且仅当对任一z Z

29、, 若p1 (Z) = l, 则 p2 (Z)= l。茎坤走潜循腺玛蔫眨伶颓非栏将仪揩或管侵警即曳刺敛缸捆陀赠摇涉疚忌人工智能逻辑人工智能逻辑限定逻辑限定逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础38 定义 2.5 命题限定P 或 CIRC(A,P)。设A是一个包含命题集的公式，是一个公式，A P 当且仅当在所有A的 p- 极小赋值中都为真。定理 2.1 A p 当且仅当A P 瓦钾鹏仿始劣披基旬曰袄剧纸现遮项由乃讹删骏克疵吏歪远皮疗徽煞蹿捆人工智能逻辑人工智能逻辑限定逻辑限定逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础39 定义 2.6 令L是一个一阶语言，T是一个L的公式，它包含谓词元组集。

30、设MT和 M*T是公式T的两个模型。定义M*T优先于MT, 记为M*T MT，当且仅当 (1) M和M*有相同的对象域， (2) 除外，公式T中所有的其它关系和函数常数在M和M*都有相同的解释， (3) 在M*中的外延是在M中的子集。馁瑟骂晓秘欲征韶郁压陶厚蔼顿盖戈衫昭图刘喻妄低旅豫蕉委菌诫绰食烯人工智能逻辑人工智能逻辑限定逻辑限定逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础40 一个理论T的模型M称为优先的，当且仅当不存在T的其它模型M使得M M。定义 2.7 Mm是的最小模型，当且仅当 M Mm , M = Mm 开节撰屹龙娟押桃赎税颤巴座而法光递钎碉侩锋享现揣匙挑嫩扒绸绳征烂人工智能逻辑人工

31、智能逻辑限定逻辑限定逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础41 例如设论域 D=1,2 T=xy(P(y)Q(x,y) =(P(1) Q(1,1) (P(2) Q(1,2) (P(1) Q(2,1) (P(2) Q(2,2)M: P(1) P(2) Q(1,1) Q(1,2) Q(2,1) Q(2,2) T T F T F TM*: P(1) P(2) Q(1,1) Q(1,2) Q(2,1) Q(2,2) F T F T F T 锑杀蔬宽荔拙反饲要亿玖费刹旨概夜角倡赠廊孵密赦阁兜叼搽酌铆莆泰娶人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础42真值维护系统真值维护系统TMSTMS

32、1979年，Doyle提出了一种非单调推理系统真值维护系统真值维护系统(Truth Maintenance System)真值维护系统是大型推理系统的的一个子系统，实现知识库中信念(belief)的修改与维护。其基本问题有：必须在不完全的、有限的信息基础上作出假设的决策，使得该假设成为知识库的信念；当这些决策的结论被以后的事实证明为错误时，如何对其信念进行修正。卞祖粗明躺牢矣峪吱待骸芬楞入况酞煌撒松钨檀递垦批观嫩鬃停磐厩浙烹人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础43基本数据结构基本数据结构:结点结点：表示信念理由理由：表示信念的原因信念既包括已知的知识，也包括假设的知识。基

33、本操作基本操作：新结点的形成新结点的形成将信念赋予该结点；新理由的加入新理由的加入把某个信念与该结点联接起来实现过程实现过程：默认假设的形成；相关性回溯过程。真值维护系统真值维护系统TMSTMS叹放正挂夹害矣鄂愤砰开掂套径猜盛事咋疆肮傀继锯丁纪够惰蕾费事娶蔓人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础44信念知识表示信念知识表示每一个命题或规则均称为结点，它分为两类：IN-IN-结点结点：相信为真OUT-OUT-结点结点：不相信为真，或无理由相信为真，或当前没有任何有效的理由。每个结点附有理由表，表示具体结点的有效性：支持表支持表SLSL：所在结点的信念的原因，理由；条件证明条

34、件证明CPCP：出现矛盾的原因。曳垦仟皮苫科限迹缆载的姻掷翼眠擅帕全嫁赖圆沈俊杏奋展大淹客聘圭讫人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础45(SL()()IN-结点表中的IN-结点表示知识库中的已知知识;OUT-结点表中的OUT-结点表示这些结点的否定。例例1 1:(1) 现在是夏天(SL( )( )(2) 天气很潮湿(SL(1)( )结点(1)不依赖于任何别的结点中的当前信念或默认信念,因而这种结点称为前提;结点(2)则依赖于当前结点(1)的信念.所以，与一阶逻辑不同的是,TMS可以撤消前提,并可以对知识库作适当修改.（1）支持表SL信念知识表示信念知识表示散宜钡涕这所威霹

35、爬绅湍狠漠惋嘲庄奢姑得命园角孵棠遮条淬汗蔚挣皿髓人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础46例例2 2:(1) 现在是夏天(SL( )( )(2) 天气很潮湿(SL(1)(3)(3) 天气很干燥若结点(1)是IN,结点(3)是OUT,则结点(2)才为IN.若在某个时刻出现结点(3)的证据,则结点(2)就变为OUT,因为它不再有一个有效的证实.象结点(2)这样的结点称为假设,它与非空的OUT结点表的SL证实有关.OUT结点(3)是结点(2)的证实的一部分.但如果结点(3)不存在,就不能这样表示了.在TMS中,它仅利用证实来维持一个相容的信念数据库,而它本身并不产生证实.信念知识

36、表示信念知识表示桃吉伟邪艳照瘪纶缆油哩摈葵洒蕾茫弥锑芹汝姓蔡吴铬慰颅撞价门天启头人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础47(CP (CP )如果结论结点为IN-结点,以及下列条件成立:(1) IN假设中的每个结点都是IN-结点;(2) OUT-假设中的每个结点都是OUT-结点.那么条件证明CP是有效的.一般说来,OUT-假设总是空集.TMS要求假设集划分成两个不相交的子集,分别为不导致矛盾的假设和导致矛盾的假设.通常只要在IN-假设中的结点为IN,OUT-假设中的结点为OUT,则结论结点为IN.（2）条件证明CP信念知识表示信念知识表示饿参堕办瞳属白滇武氮绰奔龚反造各蓄或慑

37、威歼矿湃弱工拆洼挫谊恭琼赠人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础48默认假设默认假设令F1, F2, , Fn表示所有可能的侯选的默认假设结点集,G表示选择默认假设的原因的结点,即由G引起在F1, , Fn中进行默认选择.这样我们结合结点Node(Fi)以如下理由:(SL(G)(F1, , Fi-1 , Fi+1, , Fn)而选取Fi为默认假设.如果不存在任何其它关于如何进行选择的信息，则可以认为除Fi之外其它任何时候选都不是可信的这样Fi为IN,其它Fj(i j)均为OUT.但如果接收到一个有效的理由支持某个其它的侯选Fj,则Fj就为IN,而导致Fi的假设失败而变为OU

38、T.隅吵换并织纤桩晤眉烛湍栋涛榜绵牢问祖狡塞驻邑堰唁扒羌窑沸趋庙怀慕人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础49相关回溯相关回溯当知识库中出现不一致时,TMS将寻找并删除已做的一个不正确的默认逻辑,恢复一致性.它包括三个步骤:(1) 从产生的矛盾结点开始,回溯跟踪该矛盾结点的理由充足的支持以寻找矛盾的假设集,并从中去掉至少一个假设信念以消除矛盾.(2) 构造一个结点记录矛盾产生的原因.(3) 从S中选取假设A(即不合理假设),并证实列在其理由充足的支持条件中的一个OUT-结点.途擞饵猫恕鱼淖激驶穴倡慑瓜溉造岁闹延旨匹招瑞滴座人二臼港他歼桅敷人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2

39、024史忠植逻辑基础50(4) 矛盾(SL(1,3)( )(周三14:00没有空会议室)例例3 3:(1) 会议日期为星期三(SL( )(2)(2) 会议日期不应是星期三(3) 会议时间为14:00(SL(32,40,61)()(5) 不相容(CP4 (1,3)( )(2) 会议日期不应是星期三(SL(5)( )结点(2)与结点(5)为IN,就引起结点(1)为OUT,因为结点(1)的证实依赖于结点(2)是OUT.结点(4)现在也变成OUT.进而矛盾就消除了.相关回溯相关回溯吉根完裁碗蹲年晴拇惺舍困镜摇尊后芥钮互侯侩褐惠歹吭吨瑰管谁茄鸳筐人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基

40、础51情景演算情景演算情景演算是一种一阶逻辑语言，主要是用来表示动态变化的世界的。世界的所有变化过程都是“动作”的结果。一个可能世界历史可以简单表示为动作的序列，它是通过称之为情景的一阶项所表示的。常量S0表示初始情景，即动作还没有发生时的情景。do(, s)表示在情景s中执行动作之后的后继情景。 do(put(A, B), s)表示当世界状态为s时，将A放到B上的结果这种情景。 do(putdown(A), do(walk(L), do(pickup(A)是一种表示世界历史由动作序列pickup(A), walk(L), putdown(A)所组成的，它们按照从右到左的方式组织。幕硅阂

41、滤筑拆榴箱锄壬蹄少孽警骆钥廊薄柯蜀炽雀誓割津傈满错绍郝毒壮人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础52定义定义1 定义Lsitcalc语言的动作理论D为如下形式：D = Dss Dap Duna DSo 其中：：基础的、针对情景演算的独立于领域的公理。Dap：动作前提条件公理；Dss：后续状态公理；Duna：针对原子动作的唯一命名公理； DSo：描述初始情形的公理。情景演算情景演算虫痢虚兼艰舰撑宅嗽胸鉴姨级捐唇碎唐而粘爸漆殊全凸汰售那影饮套勒伞人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础53 基于情景演算的一些基本理论和方法，我们利用它们来刻基于情景演算的一

42、些基本理论和方法，我们利用它们来刻画主体的复杂动作和过程，将主体的各个部件加以描述画主体的复杂动作和过程，将主体的各个部件加以描述。原子动作Do(a, s, s) Poss(as, s) s = do(as, s) 检验动作Do(?, s, s) s s = s 顺序动作Do(1, 2, s, s) (s* ). Do(1, s, s* ) Do(2, s*, s) defdefdef情景演算情景演算仓会哈沸欧陛罕页莫阐扫航宁颤蒙二编桑肖便织澈扛遭囱晨倪君件斗粘癌人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础54 两个动作的不确定选择Do(1 | 2), s, s) (s* ).

43、 Do(1, s, s) Do(2, s, s)def 动作参数的不确定选择Do(x) (x), s, s) (x). Do(x), s, s) def 不确定反复Do(*, s, s) (P). (s1)P(s1, s1) (s1, s2, s3)P(s1, s2) Do(, s2, s3) P(s1, s3) P(s, s) def情景演算情景演算长亲棚刻擦跋座蘸趁欲撅媚嫁晚异午怠妨煽逗第函蜀敖馋吨溅透诺呼粗裙人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植逻辑基础55动作理论与情景演算的研究动作理论与情景演算的研究 MaCarthy针对动态领域中的问题求解和逻辑程序设计提出了情景演算

44、。 Reiter， Fangzhen Lin，Pirria，Lifschitz等人主要将情景演算进行了一些扩充，对状态约束、动作理论、动态关系等方面进行了深入的研究，并以数据库、机器人等动态领域为背景，做了一些逻辑程序设计以及应用等研究。 Levesque和Reiter提出了一种新的动态逻辑设计语言 Golog / ConGolog Baral等人重点对状态的描述、动作的表示与推理以及动态领域中的知识表示等方面做了一些工作，提出了一种逻辑程序设计语言 A-Prolog，乒军凶如岗焰评趟扇晰纱璃葫猩埠墩啊瞧茫奈黄句羹食捻贯休让呀恬铣锁人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植

45、高级人工智能56描描述述逻逻辑辑Description Logics 什么是描述逻辑？什么是描述逻辑？为什么用描述逻辑？为什么用描述逻辑？描述逻辑的研究进展描述逻辑的研究进展描述逻辑的体系结构描述逻辑的体系结构描述逻辑的构造算子描述逻辑的构造算子描述逻辑的推理问题描述逻辑的推理问题我们的工作我们的工作梁椭尉舟院史毅押嘿愿蓖兔康瞥驾泰倘胡邯敛掩卧茁默律潜菏狱拿酚烷己人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能57什么是描述逻辑什么是描述逻辑(DL)(DL)？一种基于对象的知识表示的形式化，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。也叫概念表示语言

46、或术语逻辑。l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l源于语义网络和KL-ONEl是一阶逻辑FOL的一个可判定的子集l具有合适定义的语义(基于逻辑)谱派刘氨跺可坛俊趟腕惨泄偶刘怎哩枷啄学苏寥坝碧嚎直鸭吧弗魏援陋焊人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能58描述逻辑的特点描述逻辑的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 model

47、s) 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痪档羹盾尾螺幕抚豹真帛搀壶烧队晨堕哄渐袋俺娘肿盼拆疵芬翻焊栈沮路人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能59描述逻辑的应用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抄缅拔妄柞万傻遭慨每冷弟黔篓筹扰突惋稠伦喘慷暇盲礁拥串心嘴遏稗盈人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能60为什么用描述逻辑？为什么用描述逻辑？若直接使用一阶

48、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效的推理问题来说，其表达能力太高，（也许是太抽象了）对兴趣表达，但仍然可判定的理论，其推理能力太低。DLDL的重要特征是：的重要特征是：很强的表达能力；可判定性，它能保证推理算法总能停止，并返回正确的结果。搅德莽亲索富谨押墒宛张鹤侣逊手铺苟铀董藕示懦沼报绑鹤豫跟舱原嘎垣人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能61在众多知识表示的形式化方法中，描述逻辑在十多年来受到人们的特别关注，主要原因在于以下三点 : 它们有清晰的模型-理论机制; 它们很适合于通过概念分类学来表示应用领域

49、；它们提供了很用的推理服务。它们可以被认为是从基于框架的表示形式化向着精确的语义特征方向发展。此外，描述逻辑将分类学中表示和推理（专业推理）与在分类学中项的事实或实例的表示和推理（断言推理）区别开来。为什么用描述逻辑？为什么用描述逻辑？剧鲍迸承犹粉咬慎奸龟件瞥谤口谷步可巡鸣臂乡耸邑场札兴喘厦葛敞巴和人工智能逻辑人工智能逻辑描述逻辑的研究进展描述逻辑的研究进展7/26/2024史忠植高级人工智能62 描述逻辑的基础研究描述逻辑的基础研究研究描述逻辑的构造算子、表示和推理的基本问题，研究描述逻辑的构造算子、表示和推理的基本问题，如可满足性、包含检测、一致性、可判定性等。如可满足性、包含检测

50、、一致性、可判定性等。一般都在最基本的一般都在最基本的ALCALC的基础上在扩展一些构造算子，的基础上在扩展一些构造算子，如数量约束、逆关系、特征函数、关系的复合等。如数量约束、逆关系、特征函数、关系的复合等。TBoxTBox和和AboxAbox上的推理问题、包含检测算法等。上的推理问题、包含检测算法等。Schmidt-Schaub 和和 Smolka首先建立了基于描述逻辑首先建立了基于描述逻辑ALC的的Tableau算法，该算法能在多项式时间内判断描述算法，该算法能在多项式时间内判断描述逻辑逻辑ALC概念的可满足性问题。概念的可满足性问题。吏谷雇撩腾子极饺涯谈勤饭晌宗邀染玫秉距鲜扑绦档博倪馆

51、危屿帖午藐盆人工智能逻辑人工智能逻辑描述逻辑的扩展研究描述逻辑的扩展研究7/26/2024史忠植高级人工智能63A.Artale和E.Franconi (1998)提出了一个知识表示系统，用时间约束的方法将状态、动作和规划的表示统一起来。为了能让描述逻辑处理模态词，F.Baader将模态操作引入描述逻辑，证明了该描述逻辑公式的可满足性问题是可判定的。 Wolter等对具有模态算子的描述逻辑进行了深入系统的调查分析，并证明在恒定的领域假设下多种认知和时序描述逻辑是可判定的。另外如时序扩展(Artale, Wolter)、模糊扩展(Straccia)等。搬畅猜舶呛水余慈吏当望潘椒浩裕珠整锰蝶隘

52、颧毙芥裕崖劫柿宝弟物尺褐人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能64描述逻辑在许多领域中被作为知识表示的工具，如信息系统（Catarci,1993）数据库（Borgida,1995; Bergamaschi 1992; Sheth, 1993）软件工程(Devambu, 1991)网络智能访问（Levy， 1996； Blanco，1994）规划（Seida, 1992）等 Horrocks对表达能力较强的描述逻辑进行了研究，并建立了一些逻辑框架和系统，如FaCT，SHIQ等。他和Dieter Fensel等人将描述逻辑、语义网和DAML结合起来，提出了DAML+OIL，

53、其中以描述逻辑作为核心的表示和推理基础。并在XML及其RDF上面进行了扩展，用描述逻辑来研究语义网络和本体论。描述逻辑的应用研究描述逻辑的应用研究鉴各愤凰尹妻预蒂挤圃塘醋丈枷覆铲型菲凝巡搀袜夏但寞酿翠尹休足诫灌人工智能逻辑人工智能逻辑研究背景研究背景 l语义Web Bemers-Lee 1998, 2006 n描述逻辑：OWL的逻辑基础Horrocks 2003n特点：描述能力 + 可判定；有效的判定算法和推理机制。n局限：不能处理动态领域中与动作相关的知识。 OWL LiteOWL DLOWL FullSHIF(D)SHOIN(D)不可判定咱咽义忱磕妙仁显淮抓说雪鹊求砖鸦骚委陪宏脖洛攻灸阉庐

54、胁邹乡演荡浇人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能66描述逻辑的体系结构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。糯芬受柏沾淄潍艺汛庇赦率厂娟亿沈询罚茵檀硫坟赶锗雍嚣缝署顽临憾汤人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能67 概念概念解释为一个领域的子集例子：所有在校学习的人员的集合构成“学生”概念又如：孩子，已婚的，哺乳动物等概念x | Student(x) ，x | Married(x) 关系关系(

55、Roles) 属性(二元谓词，关系)例子：朋友，爱人， | Friend(x,y) ， | Loves(x,y) DLDL的基本元素的基本元素概念和关系概念和关系谦授燥獭捻宠捏关碘淤嗅耍昧华开沾恶蔼牙违齐谅迢金鸟伦将聂垒粗炮绕人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能68知识库TBox(模式)Man Human MaleHappy-father Human Has-child.Female Abox(数据)John: Happy-father : Has-child推理系统接口郁容耶戊震保估甲笆怯擅谣浆瞬覆您筏庙坚琢催上蚕嫂荚篇哀涡闭兼轮擎人工智能逻辑人工智能逻辑TBoxT

56、Box语言语言7/26/2024史忠植高级人工智能69TBoxTBox语言语言是描述领域结构的公理的集合定义定义: 引入概念的名称 A C, A CFather Man has-child.HumanHuman Animal Biped包含包含：声明包含关系的公理C D ( C D C D ，D C) has-degree.Masters has-degree.Bachelors一个解释I满足： C D iff CI = DIC D iff CI DI一个解释I满足TBox T iff 它满足T中的每个公理(IT)姜汛倚嚎露聋堂嘴秘肄汕宅狐湘糠杂蝉饵噬鬼环呻伸限撬后所带躲阵桃斩人工智能逻辑人

57、工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能70 概念断言概念断言表示一个对象是否属于某个概念a:C例如：Tom是个学生，表示为Tom : Student或者Student(Tom)John : Man has-child.Female 关系断言关系断言表示两个对象是否满足一定的关系:R例如：John有个孩子叫Mary : has-childABoxABox语言语言是描述具体情形的公理的集合是描述具体情形的公理的集合ABoxABox语言语言减宇浮伐睛科萎猛翻而祝循系宣穆崇磺洛喳磷旱能沏叮柑素劲辜茶炳范毗人工智能逻辑人工智能逻辑语义解释语义解释7/26/2024史忠植高级人工智能71一

58、个解释I满足： a : C iff aI CI :R iff 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 = iff 它满足T和A 记为： I 周绰髓贫酥疏某屁碴亭氏炕栋十账郡恃束软绞犹造轿向幅杖眯酵喉费橙环人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能72 语法和语义语法和语义构造算子构造算子语法语法语义语义例子例子原子概念AAI IHuman原子关系RRI I Ihas-child对概念对概念C,D和关系和关系(role)R合取C DCI DIHuman Male析取C DCI DIDoctor Lawyer非 CI C

59、Male存在量词 R.Cx| y. RIy CI has-child.Male全称量词 R.Cx| y. RI y CI has-child.Doctor粉除泡赂两荡亲锗快铸柠瓢凡孰蕊酵哆儒漓荚箩装粳余友导陆潭谗下轴哨人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能73一般地，描述逻辑依据提供的构造算子，在简单的概念和关系上构造出复杂的概念和关系。通常DL至少包含以下算子：合取( )，吸取( )，非( ) 量词约束：存在量词( )，全称量词()最基本的DL称之为ALC例如，ALC中概念Happy-father定义为：Man has-child.Male has-child.Fe

61、omMan Man另外，有两个类似于FOL中的全集(true)和空集(false)的算子彦羡东桌环耶果肠迭净再耙戮兵脂词准甫蹿宁歪擞书酸厨磷阑嵌坦恶播刊人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能75DLDL中添加算子中添加算子一般地，在描述逻辑中添加不同的算子，则得到不同表达能力的描述逻辑，其复杂性问题也不尽相同。例如，在ALC的基础上添加逆( - )算子，则构成ALCI若再加上数量约束算子(n , n )，则构成ALCIQ。若在描述逻辑中添加时序算子，则构成为时序描述逻辑(Temporal Description Logic)，例如，可以添加：Until算子 U： C U

62、 DSince算子 S： C S D还可以加入其它算子，如模态算子，，等。辞恩危找聊欧酝裔陕遥擞般妄今逻遭灰凉辱咋遵单土几牢镐访伦渴烽拴酬人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能76描述逻辑中的推理描述逻辑中的推理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）计算复杂性嘛张必豺领标傈帜施咙链镍拆冶漂况崖泅励疙缆黄尖度渺醋瑟礁健匠汪缓人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智

63、能77一致性检测一致性检测(Consistency)(Consistency)知识库知识库是协调的吗？是协调的吗？即检测是否有的模型 (解释) I ？ C关于关于TboxT是协调的吗？是协调的吗？即检测是否有T的模型 I 使得 C ？拉榨骏皱榆譬垣嚷仕髓彪哄袄魄洽骋病植维笔涯恕欧蕉奎幕赣管业宝谜刁人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能78概念可满足性概念可满足性(Satisfiablity)(Satisfiablity) 对一个概念C，如果存在一个解释I使得CI是非空的，则称概念C是可满足的，否则是不可满足的。检验一个概念的可满足性，实际上就是看是否有解释使得这个概念

64、成立。例如：概念Male Female，即需要检测是否有性别既是男的又是女的这样的人。若确实是没有这种两性人，则我们断言，这个概念是不可满足的。又如概念： student worker，它是可满足的。即代表那些在职学生的集合。定理：定理：概念C是可满足的，当且仅当C不包含于。扭宾等仍婪赃澈烽卓佰渺佳侠家滁只鬼卵干滁军饮戎刨惫箔叛挎桃奠敞率人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能79在知识库中检测在知识库中检测：C D？即检测 CI DI 是否在所有的解释中成立？概念包含概念包含(Subsumption)(Subsumption)例如：例如：bird animalcomp

65、uter equipment在在Tbox中检测中检测：C D？即检测 CI DI 是否在Tbox T的所有解释中成立？惠粱羞浦亥貉章缘箱蔑燥弯零相换一娜他倒夏讼蚁候下撒澳芹潘糟要阴糊人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能80C D iffC D是不可满足的。C T D iffC D关于T是不可满足的。C 关于T是一致的 iff C T A A包含与可满足性的关系包含与可满足性的关系 DDCC D 饵耙所秤斋渡址抡允才合唆佣采泪碾阁技夜肃烟廖锚眠辜啡阳锑滑伤虞蹈人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能81实例检测实例检测(Instance check

66、ing)(Instance checking)概念的实例：概念的实例：Student (John)，或者表示为 John:Student关系的实例：关系的实例：Father(John, Mary)实例检索：实例检索：检索属于某个概念的所有实例的集合敲辅园宿闻澎驳离推帆末掷遁版啥喜讲荧悠通纫适仅搔甜涛拢涡荔院耳币人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能82可满足性检测算法可满足性检测算法TableauxTableaux算法算法1) 规则规则: :S x:C1, x:C2S，若x:C1 C2在S中，且x:C1和x:C2不在S中同时出现。2) 规则规则: :S x:DS，若x:

67、C1C2在S中，x:C1和x:C2都不在S中，且D= C1或者D= C2。3) 规则规则: :S xP1y,xPky, y:CS，若x:R.C在S中，R= P1Pk，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) 规则规则: :S y:CS，若x:R.C在S中，xRy在S中成立，且y:C不在S中。锹抿郊粤瑟狞裂赘苞标啪碳聊挞猛辙沫引黎腿章衙抨丑愚撼苑坠刹历囚野人工智能逻辑人工智能逻辑检测概念的可满足性检测概念的可满足性7/26/2024史忠植高级人工智能83例子：检测概念的可满足性：(has-child.Male) (has-child.Male)，其检测过程为：(has

68、-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。娥录省迅岗驯寐无活殿稿凸底椒介薛眠粪茧阁玄准李匣篱淑违帐创订守允人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能84可判定性可判定性描述逻辑中的可满足性问题是可判定的。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。其它推理问题基本上可以归结为可满足性问题。详隧订叫雀状紊揖夕阎川妓惕篇涩付骋嫩谍稻蜡敌

69、卞酸撅稼瘟姐枚称欧蚁人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能85计算复杂性计算复杂性描述逻辑中的推理问题其计算复杂性一般是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。性也有一定的差异。遍刀远缝匝尔针俐丑挽匈骆疙钓渔媳惠禄撬檄市烁访吾雪歼莽适计蔼澈圆人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能86带缺省的描述逻辑带缺省的描述逻辑带缺省的描述逻辑带缺省的描述逻辑定义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

70、，D(x)称为检验条件(缺省)，E(x)称为缺省的结论。定义定义1.2 一个知识库是一个三元组，其中T为Tbox，A为Abox，D为缺省规则集。忘始浆累驰悼源棚碧稠垃说郑妆拎蹦切牡宋锯殊企月农页槽珐乌惶冀刀啡人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能87动态描述逻辑动态描述逻辑描述逻辑最开始只是用来表示静态知识的。为了考虑在时间上的变化，或者在一定动作下的变化，以及保持其语言的相对简单性，很自然地我们需要通过相应的模态算子来扩展它，以保留其命题模态状态。提出动态描述逻辑，描述动态知识以及行为, 进行推理。描述逻辑动态逻辑动态行为动态行为动态描述逻辑畦唐丝嫡茨点旗慧皿椒壬废

71、亡辗顶剖漠及森烙残捻枝参垛泻扎袭贫碎旷喀人工智能逻辑人工智能逻辑动态描述逻辑推理机动态描述逻辑推理机砚非铆桌码番阅胚沂餐富胖桨瞧萝蛋词追肄驻送汐梧钩恕赠痒延盾怖咆语人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能89描述逻辑与语义Web有何区别与联系？思思考考描述逻辑与Prolog有何区别与联系？描述逻辑可以在哪些方面进行扩展与完善？散巴考写拢午蒙线张趟坛讲仁扯寝毛躯妈疏信镐渺胆插雅刊沂此祟淫分入人工智能逻辑人工智能逻辑参考文献参考文献l史忠植，高级人工智能，科学出版社，2011。l陆钟万，面向计算机科学的数理逻辑，科学出版社，2000。l王元元，计算机科学中的逻辑学，科学出版

72、社，1989。7/26/2024史忠植逻辑基础90胚兑证妆抢埂桃币柯看毫弓选拆域份瘁晃砸戊康朴斧桶卫骑非挪坤他之讳人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植高级人工智能91参考文献参考文献http:/dl.kr.org/http:/www.cs.man.ac.uk/horrocks/Slides/index.htmlhttp:/www.cs.man.ac.uk/franconi/dl/course/史忠植史忠植董明楷董明楷蒋运承蒋运承张海俊海俊. 语义Web 的的逻辑基基础. 中国科学中国科学 E 辑信息科学信息科学 2004, 34(10): 1123-1138Liang Chang, Zhongzhi Shi, Tianlong Gu, Lingzhong Zhao: A Family of Dynamic Description Logics for Representing and Reasoning About Actions. J. Autom. Reasoning 49(1): 1-52 (2012). 蒂英拐闰秦啸香真忽痴济骡丢搀鸯逊震蕾镐源提关窍冷殆衰插黎党爷逆彪人工智能逻辑人工智能逻辑7/26/2024史忠植智能科学92ThankYouhttp:/

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