[論文レビュー] E-RES: A System for Reasoning about Actions, Events and Observations

Antonis Kakas, Rob Miller+1 more|ArXiv.org|Mar 8, 2000

Logic, Reasoning, and Knowledge参考文献 6被引用数 11

ひとこと要約

E-RES は、SICStus Prolog で実装された論理ベースのシステムであり、言語 ℰ を用いて、行動、イベント、観察に関する非単調的推論を可能にする。これは、議論フレームワークを用いて ℰ のモデル理論的意味論を再定式化し、懸念的および懐疑的帰結を計算する。時間経過に伴う前向きおよび後ろ向き推論をサポートし、連鎖的影響（ramification文）による間接的影響も含む。

ABSTRACT

E-RES is a system that implements the Language E, a logic for reasoning about narratives of action occurrences and observations. E's semantics is model-theoretic, but this implementation is based on a sound and complete reformulation of E in terms of argumentation, and uses general computational techniques of argumentation frameworks. The system derives sceptical non-monotonic consequences of a given reformulated theory which exactly correspond to consequences entailed by E's model-theory. The computation relies on a complimentary ability of the system to derive credulous non-monotonic consequences together with a set of supporting assumptions which is sufficient for the (credulous) conclusion to hold. E-RES allows theories to contain general action laws, statements about action occurrences, observations and statements of ramifications (or universal laws). It is able to derive consequences both forward and backward in time. This paper gives a short overview of the theoretical basis of E-RES and illustrates its use on a variety of examples. Currently, E-RES is being extended so that the system can be used for planning.

研究の動機と目的

• 行動、観察、およびそれらの間接的影響を含む動的ナラティブに関する推論を可能にする計算システムの提供。
• 非単調的論理枠組みを用いて、行動理論におけるフレーム問題と不完全情報の問題に対処すること。
• 議論技法を用いて、効率的な推論を可能にする言語 ℰ の整合的かつ完全な再定式化の実装。
• 時間経過に伴う前向きおよび後ろ向き推論をサポートすること、特に結果から原因への推論を含むこと。
• 初期状態が部分的に不明である状況下での計画を可能にするためのシステムの拡張。

提案手法

• 言語 ℰ のモデル理論的意味論を議論フレームワークに再定式化し、計算的推論を可能にする。
• 最小の仮定集合によって支持される結論を導出するために、懐疑的および懸念的推論を用いる。
• ドメイン記述を4種類の命題タイプで符号化する：t-命題（観察）、h-命題（行動の発生）、c-命題（行動法則）、r-命題（連鎖的影響）。
• r-命題の連鎖から間接的影響を計算するために、最小固定点構成を適用する。
• 行動および連鎖的影響のチェーンからの開始および終了点を追跡することで、時間点におけるフラuentの真偽値を計算する。
• SICStus Prolog における Prolog ベースの実装（300行）を用い、自然数時間点における時間的推論をサポートする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 論理ベースのシステムは、形式的意味論を用いて、不完全な行動ナラティブから非単調的帰結をどのように計算できるか？
• RQ2 議論フレームワークを用いて、モデル理論的行動論理の整合的かつ完全な再定式化を実装できるか？
• RQ3 このシステムは、観察および行動の影響から、時間経過に伴い前向きおよび後ろ向きに推論をどのようにサポートするか？
• RQ4 不完全または矛盾する情報が存在する状況下で、間接的影響（連鎖的影響）はどのように計算され、強制されるか？
• RQ5 このシステムは、初期知識が不完全な状況下での計画をサポートするために拡張可能か？

主な発見

• E-RES は、元の言語 ℰ のモデル理論的意味論の帰結と正確に一致する懸念的帰結を正しく計算する。
• 血液型についての不確実性があるにもかかわらず、時間6における観察から、危険（Danger）が時間4以降に成り立つこと、およびアレルギー（Allergic）が時間3以降に成り立つことを推論できる。
• 例1において、E-RES は、初期状態が不明であっても、保護が時間4に達成されるような有効な行動列（例：InjectA および InjectB）を生成する。
• システムは、さまざまな時間点における holds および neg(holds) のクエリに対して成功したことで、前向きおよび後ろ向き推論を両方サポートしていることが示された。
• E-RES は、r-命題（連鎖的影響）を用いて、依存関係の最小固定点チェーンを計算することで、間接的影響を処理する。
• 初期状態が部分的に不明であっても、目標を達成する行動列を生成できることから、システムは計画に拡張可能であることが示された。