[論文レビュー] Kara: A System for Visualising and Visual Editing of Interpretations for Answer-Set Programs

Christian Kloimüllner, Johannes Oetsch+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 19, 2011

Logic, Reasoning, and Knowledge参考文献 9被引用数 9

ひとこと要約

Kara は、答え集合プログラミング（ASP）自体を記述言語として用いることで、答え集合プログラムの解釈を視覚化し、インタラクティブに編集することを可能にする新規なシステムである。高水準のグラフィカル抽象化（グリッド、グラフ、相対配置など）をサポートし、ユーザーが視覚的編集により解釈を変更できる。変更は帰納的推論を通じて伝搬され、ASPのデバッグやテストに向けた強力でインタラクティブなツールを提供する。

ABSTRACT

In answer-set programming (ASP), the solutions of a problem are encoded in dedicated models, called answer sets, of a logical theory. These answer sets are computed from the program that represents the theory by means of an ASP solver and returned to the user as sets of ground first-order literals. As this type of representation is often cumbersome for the user to interpret, tools like ASPVIZ and IDPDraw were developed that allow for visualising answer sets. The tool Kara, introduced in this paper, follows these approaches, using ASP itself as a language for defining visualisations of interpretations. Unlike existing tools that position graphic primitives according to static coordinates only, Kara allows for more high-level specifications, supporting graph structures, grids, and relative positioning of graphical elements. Moreover, generalising the functionality of previous tools, Kara provides modifiable visualisations such that interpretations can be manipulated by graphically editing their visualisations. This is realised by resorting to abductive reasoning techniques. Kara is part of SeaLion, a forthcoming integrated development environment (IDE) for ASP.

研究の動機と目的

• 答え集合プログラミング（ASP）における大規模なテキストベースの答え集合の解釈を、読みやすく、分析しやすい形で提示する課題に対処すること。
• ASPVIZ や IDPDraw などの先行ツールの制限を克服し、相対配置、グリッド、グラフレイアウトを含む高水準の構造的視覚化を可能にすること。
• デバッグやテストのための ASP プログラムの解釈を、視覚的編集によりインタラクティブに編集可能にすること。
• 後処理コンponent やモジュラー ASP 開発のテストのためのモック答え集合の作成を可能にすること。
• 視覚的編集を帰納的推論と統合し、編集された視覚的表現から論理的に整合性のある有効な解釈を自動生成すること。

提案手法

• 視覚化プログラムを定義する言語として ASP を使用し、ユーザーが解釈からどのようにグラフィカル要素をレンダリングするかを指定できるようにすること。
• 色、フォント、サイズなどの設定可能なプロパティを備えた、長方形、楕円、多角形、画像、線、テキスト、グリッドなどの豊富な視覚的プリミティブをサポートすること。
• 相対配置制約（例：visleft, visabove）およびグラフやグリッドのレイアウト機能を導入し、意味的で直感的な視覚的配置を可能にすること。
• リアルタイムでのグラフィカル要素の操作（移動、サイズ変更、削除、挿入）とプロパティの変更が可能な視覚的エディタを提供すること。
• 編集された視覚的表現から有効な解釈を帰納的推論により推論し、ASPの意味論と整合性を保つこと。
• 外部での使用を想定した SVG エクスポート機能を提供し、編集内容をドキュメンテーションやさらなる処理のために保持できること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 静的座標ベースのレンダリングを超えて、意味的に意味のあるかつユーザーフレンドリーな方法で答え集合プログラムの解釈を視覚化するにはどうすればよいか？
• RQ2 グラフィカル表現の視覚的編集が、有効な答え集合解釈の生成や変更にどの程度活用できるか？
• RQ3 ユーザーの編集内容を論理的に整合性のある有効な解釈に変換するために、帰納的推論を効果的に使用できるか？
• RQ4 高水準の抽象化（例：グリッド、グラフ、相対配置）をサポートすることで、ASP 用の視覚化ツールの使いやすさはどの程度向上するか？
• RQ5 解釈の視覚的編集は、デバッグやテストといった実用的な ASP 開発タスクをどのように支援できるか？

主な発見

• Kara は、WYSIWYG エディタを介して、位置、サイズ、色といったグラフィカル要素をユーザーが直接編集できるインタラクティブな視覚的編集を可能にしている。
• システムは、自動レイアウトされたグラフ、グリッド構造、相対配置といった高度な視覚的抽象化をサポートしており、ASPVIZ や IDPDraw といった先行ツールにはない機能を備えている。
• 視覚的編集は帰納的推論によって意味的に根拠づけられており、変更された視覚的表現が有効な答え集合解釈に対応していることを保証している。
• ドメイン特化の視覚化プログラムが不要な汎用的なハイパーグラフ視覚化モードをサポートしており、一般用途の解釈表示における使いやすさを向上させている。
• Kara の視覚化プログラムはすべて ASP で記述されており、既存の ASP ワークフローおよびツールとのシームレスな統合が可能である。
• SVG エクスポート機能を提供しており、ユーザーが編集済みの視覚的表現をエディタ外で保存・再利用でき、ドキュメンテーションやプレゼンテーションに活用できる。