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流演算及其在智能主体应用的研究

作　者: 吴伟华
导　师: 刘一松
学　校: 江苏大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 行动推理智能主体流演算 FLUX 约束处理规则 Java与ECLiPSe Prolog接口
分类号: TP181
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

设计智能主体是人工智能领域一个富有挑战性的目标。智能主体一般处于动态不完全可知的环境中,为了完成给定的任务,需要具有很强的认知能力,即能够自主推理,规划,通过感知获取知识,并且遇到突发问题时能够快速地做出反应,自主地从错误中恢复。作为情景演算的发展,流演算增加了状态概念,能够表示不完全可知的世界环境,解决了框架问题的表示和推理问题。FLUX是基于流演算理论,面向智能主体的逻辑程序设计语言。流演算和FLUX能为智能主体实现不完全信息条件下面向目标的行动推理提供形式化工具及实现方法。本文的主要工作有:(1)系统地研究了流演算形式化理论及其实现语言FLUX。利用流演算和FLUX能够形式化地描述不完全的动态系统,并能赋予智能主体较高的认知推理能力。(2)在流演算框架内,对出错诊断、规划等问题进行了探讨,并利用FLUX在实例中加以应用。(3)利用流演算形式化描述办公室不完全可知的环境,描述智能主体动作的前提条件、动作对状态的更新,以及智能主体进行推理所需要的其它信息。利用FLUX和约束程序设计思想对形式化的描述进行编码并加以实现,推理出智能主体完成任务需要执行的动作序列,实现了流演算在办公室场景中智能主体上的应用。(4)通过Java与ECLiPSe Prolog接口实现了智能主体所处的外部世界与其内部推理的结合,并实验仿真了办公室场景中智能主体的行动推理。仿真实验表明了基于流演算和FLUX设计出的智能主体能够在动态不完全可知的环境下,面向目标进行自主行动推理。本文的研究在流演算理论与实际应用相结合方面做了有益的尝试,探索出一条可行的途径。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
第一章绪论  11-17
  1.1 主体智能的定义及发展  11
  1.2 智能主体的行动推理  11-14
    1.2.1 STRIPS系统  12
    1.2.2 情景演算  12-13
    1.2.3 事件演算  13
    1.2.4 流演算  13-14
  1.3 研究的意义  14-15
  1.4 论文的主要工作  15
  1.5 论文的组织安排  15-17
第二章形式化描述理论——流演算  17-27
  2.1 流演算的基本概念  17-19
    2.1.1 流(Fluent)  17-18
    2.1.2 状态(State)  18
    2.1.3 情景和动作  18-19
  2.2 流演算的基本公理系统  19-20
    2.2.1 流演算的基本公理  19-20
    2.2.2 辅助公理  20
  2.3 基本动作理论  20-24
    2.3.1 初始状态公理  20-21
    2.3.2 前提条件公理  21
    2.3.3 状态更新公理  21-24
  2.4 知识和感知  24-26
    2.4.1 知识表示  24
    2.4.2 知识更新公理  24-26
  2.5 本章小结  26-27
第三章流演算执行器FLUX  27-37
  3.1 FLUX程序基本框架  27-33
    3.1.1 核心程序(Kernel)  28-29
    3.1.2 FLUX约束求解器(Constrain Solver)  29-32
    3.1.3 基本FLUX语言  32-33
  3.2 FLUX对领域描述  33-35
    3.2.1 前提条件  33-34
    3.2.2 状态更新  34
    3.2.3 初始状态  34
    3.2.4 领域约束  34
    3.2.5 惟一名公理  34-35
  3.3 控制程序  35
  3.4 FLUX推理知识  35-36
  3.5 FLUX推理机制——前推(Progression)  36
  3.6 本章小结  36-37
第四章出错诊断及规划  37-43
  4.1 流演算中的出错诊断问题  37-39
  4.2 规划问题  39-41
  4.3 本章小结  41-43
第五章办公室场景中智能主体的系统设计与实现  43-53
  5.1 系统的初始场景描述  43
  5.2 形式化表示  43-46
  5.3 系统实现  46-51
  5.4 本章小结  51-53
第六章系统仿真  53-65
  6.1 仿真系统开发  53-55
    6.1.1 开发环境  53
    6.1.2 Java-ECLiPSe接口  53-55
  6.2 系统模块及功能  55-63
    6.2.1 无障碍物场景  56-61
    6.2.2 有障碍物场景  61-63
  6.3 本章小结  63-65
第七章总结与展望  65-67
  7.1 总结  65
  7.2 展望  65-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
发表文章  71

流演算及其在智能主体应用的研究

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