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基于流演算的面向Agent语言的设计与原型实现

作　者: 韦茂林
导　师: 刘一松
学　校: 江苏大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 流演算行动推理约束处理规则 Agent JCHR 面向Agent程序设计语言
分类号: TP181
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

行动推理是人工智能研究的一个重要领域。由于Agent所处的环境往往是动态的,不完全可知的,为了完成给定的任务,Agent需要对动态变化的环境做出反应,通过规划、自主推理从而寻找出从初始状态到达目标状态的动作序列,最终实现目标。流演算是行动推理形式化的表示方法,其执行器(FLUX)为认知机器人提供了高层控制。然而,FLUX是以Prolog语言为原型而设计实现的,是以一阶谓词逻辑为理论基础的一种逻辑程序设计语言,对于大部分编程人员来说不易掌握,且与大多数开发平台不兼容,在实际应用上存在一定局限性。本文的主要工作有:(1)本文采用基于Java的约束处理规则来进行约束推理(JCHR),设计了一种基于Java的面向Agent的程序设计语言JFLUX(Java for the Fluent CalculusExecutor),有效地解决了FLUX的不足。(2)开发了基于目标驱动的、采用JCHR推理模块、领域模块、控制模块和核心模块使Agent在不完全可知环境中具有自主行动推理能力的JFLUX支撑系统JFLUXSS(JFLUX Support System)。(3)对办公室场景中路径规划的Agent实例进行了建模和分析,运用JFLUXSS系统并对其进行验证。由实验结果表明Agent能够在不完全可知的环境下,面向目标进行自主行动推理。本文在行动推理理论框架内,利用Java对Agent具体实现做了一些尝试,为行动推理和主体理论技术的研究和实现打下了一定基础。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 智能Agent  10-11
  1.2 行动推理  11-14
    1.2.1 情景演算  12-13
    1.2.2 流演算  13
    1.2.3 行动推理的其他形式化系统  13-14
  1.3 约束程序设计  14-15
    1.3.1 约束程序设计发展  14-15
    1.3.2 约束程序设计优势  15
    1.3.3 约束程序设计前景  15
  1.4 论文研究的意义  15-16
  1.5 论文研究的主要内容  16-17
  1.6 论文的组织安排  17-18
第二章流演算  18-25
  2.1 流演算的基本概念  18-20
    2.1.1 流演算介绍  18
    2.1.2 流和状态  18-19
    2.1.3 动作和情景  19-20
  2.2 领域无关公理  20-21
    2.2.1 基本公理  20
    2.2.2 惟一名公理  20-21
  2.3 领域相关公理  21-22
    2.3.1 初始状态公理  21
    2.3.2 前提条件公理  21
    2.3.3 状态更新公理  21-22
  2.4 框架问题  22-23
  2.5 知识表示和知识更新公理  23-24
    2.5.1 知识表示  23
    2.5.2 知识更新公理  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第三章约束求解及约束程序  25-35
  3.1 约束  25
  3.2 约束满足问题  25-27
    3.2.1 约束满足问题定义  26
    3.2.2 问题建模  26-27
  3.3 约束满足问题求解技术  27-28
    3.3.1 基本搜索方法  27
    3.3.2 约束传播  27-28
  3.4 约束程序设计  28-29
    3.4.1 概念  28
    3.4.2 实现方式  28-29
  3.5 CHRs介绍  29
  3.6 CHRs语法  29-31
  3.7 CHRs语义  31-34
    3.7.1 CHRs操作语义  31-32
    3.7.2 CHRs精确操作语义  32-33
    3.7.3 CHRs语义例子  33-34
  3.8 本章小结  34-35
第四章 JFLUX语言的设计  35-47
  4.1 JFLUX中Agent设计  35-36
  4.2 JFLUX语法  36
  4.3 JFLUX程序的基本框架  36-44
    4.3.1 JFLUX核心程序  37-39
    4.3.2 JFLUX约束推理  39-41
    4.3.3 JFLUX控制程序  41
    4.3.4 JFLUX领域描述  41-44
  4.4 JFLUX推理知识  44-45
  4.5 JFLUX推理机制  45-46
  4.6 JFLUX程序编写流程  46
  4.7 本章小结  46-47
第五章 JFLUX语言原型支撑系统JFLUXSS  47-59
  5.1 JFLUXSS系统思想及特征  47
  5.2 JFLUXSS系统框架设计  47-49
    5.2.1 JCHR系统  48
    5.2.2 JFLUX系统  48-49
  5.3 前向重复搜索检查算法  49-51
  5.4 JFLUXSS主要数据类  51-58
    5.4.1 基本数据类  51
    5.4.2 信念集类  51-52
    5.4.3 动作集类  52
    5.4.4 动作执行预决类  52-53
    5.4.5 获取信息类  53-54
    5.4.6 领域约束类  54-55
    5.4.7 效应集合类  55
    5.4.8 状态更新类  55-56
    5.4.9 其他公共类  56-58
  5.5 本章小结  58-59
第六章办公室场景中路径规划的Agent实例  59-69
  6.1 实验工具及平台的选择  59
  6.2 办公室场景中Agent初始场景描述  59-60
  6.3 Agent形式化表示  60-62
  6.4 实例实现  62-67
  6.5 本章小结  67-69
第七章总结与展望  69-71
  7.1 总结  69
  7.2 展望  69-71
参考文献  71-75
致谢  75-76
发表文章  76

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