[論文レビュー] Joint Tabling of Logic Program Abductions and Updates

Ari Saptawijaya, Luı́s Moniz Pereira|arXiv (Cornell University)|May 8, 2014

Semantic Web and Ontologies参考文献 24被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、XSB Prologのテーブル化機能を活用して、帰納的論理プログラミングと論理プログラムの更新を新規に統合し、文脈に応じた効率的でクエリ駆動のフラuent更新の伝搬を可能にするとともに、異なる文脈間で帰納的解を再利用する。主な貢献は、インクリメンタルテーブル化とテーブル化された帰納的推論を共同で活用する統一されたプログラム変換と予約済み述語のライブラリを提供することであり、変化下での文脈的で一貫性があり再利用可能な推論を実現する。

ABSTRACT

Abductive logic programs offer a formalism to declaratively represent and reason about problems in a variety of areas: diagnosis, decision making, hypothetical reasoning, etc. On the other hand, logic program updates allow us to express knowledge changes, be they internal (or self) and external (or world) changes. Abductive logic programs and logic program updates thus naturally coexist in problems that are susceptible to hypothetical reasoning about change. Taking this as a motivation, in this paper we integrate abductive logic programs and logic program updates by jointly exploiting tabling features of logic programming. The integration is based on and benefits from the two implementation techniques we separately devised previously, viz., tabled abduction and incremental tabling for query-driven propagation of logic program updates. A prototype of the integrated system is implemented in XSB Prolog.

研究の動機と目的

• 仮説的推論（帰納）と知識の更新が共存する動的環境において、文脈的で一貫性のある推論を実現する必要性に対処すること。
• 論理プログラムにおいて、帰納的解を再計算し、更新を独立して伝搬する非効率性を克服すること。
• 既存の2つの技術——テーブル化された帰納と更新のためのインクリメンタルテーブル化——を統合し、単一で相乗効果を生むフレームワークにすること。
• クエリ駆動でシステム全体にわたるフラuent更新の伝搬を可能にするとともに、異なる文脈間で帰納的解を再利用できること。
• 実時間推論を要するエージェントの知識変更をサポートする、実用的で拡張可能なXSB Prologにおける実装を提供すること。

提案手法

• 従来のシステムの二重の目的を統合するための新しいプログラム変換が考案され、否定された目的下での必要に応じた帰納的推論と、双対補数フラuentの上向きインクリメンタル伝搬を可能にする。
• compute/6 はタイムスタンプを伴うフラuentの真偽値を照会するための予約済み述語であり、verify_holds/4 は時間と状態に基づいて真偽値を検証するためのものである。
• テーブル化された帰納により、同じ部分目標が再び出現した場合に帰納的解をキャッシュ・再利用し、再計算を回避する。
• インクリメンタルテーブル化により、フラuentの更新は必要に応じてのみ上向きに伝搬され、トップレベルのクエリによってトリガーされる。
• システムは、XSB Prologの答えの包含とインクリメンタル更新のサポートを活用し、一貫性を維持するとともに、冗長な計算を最小限に抑える。
• 帰納的文脈を効率的に管理するために、Trieデータ構造を用いたオンデマンドでの二重ルール構築メカニズムが採用され、Tabdualに類似した方法を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 帰納的論理プログラミングと論理プログラムの更新を、変化下での推論を支援する形で効果的に統合する方法は何か？
• RQ2 テーブル化メカニズムを併用することで、帰納と更新伝搬の両方の効率性を向上させることは可能か？
• RQ3 更新が発生した際に、帰納的解はどの程度異なる文脈間で再利用可能か？
• RQ4 事前にすべての可能な状態を計算しないで、クエリ駆動でインクリメンタルに更新を伝搬することは可能か？
• RQ5 単一のシステム内でテーブル化された帰納とインクリメンタル更新を両立させるために、統一されたプログラム変換と述語ライブラリを設計することは可能か？

主な発見

• テーブル化された帰納とインクリメンタルテーブル化の統合により、動的知識変化下での効率的で文脈に敏感な推論が実現された。
• 帰納的解がクエリ間で再利用され、複数クエリのシナリオにおける冗長計算が削減され、パフォーマンスが向上した。
• フラuentの更新は必要に応じてのみインクリメンタルに伝搬され、システム全体の効率性と一貫性が保証された。
• 単一のプログラム変換と共有された予約済み述語ライブラリの使用により、実装が簡素化され、モジュール性が向上した。
• システムテーブルの直接的検査により、フラuentの最新の真偽値とタイムスタンプへのアクセスが可能となり、正確な時系列的推論が可能になった。
• XSB Prologにおけるプロトタイプ実装は実現可能性を示し、仮説的・反実仮想的・道徳的推論を要するエージェントシステムへの展開への道筋を示した。