[论文解读] Deriving Procedural and Warning Instructions from Device and Environment Models

Daniel Ansari|arXiv (Cornell University)|Jun 24, 1995

Speech and dialogue systems参考文献 26被引用 5

一句话总结

本文提出了一种形式化框架，通过设备和环境知识，自动为家用电器生成程序性说明和警告说明。该框架通过情境演算公理建模设备行为，从目标推导出动作计划，并从这些计划合成说明，展示了如何从形式化设计规范系统性地生成说明。

ABSTRACT

This study is centred on the generation of instructions for household appliances. We show how knowledge about a device, together with knowledge about the environment, can be used for reasoning about instructions. The information communicated by the instructions can be planned from a version of the knowledge of the artifact and environment. We present the latter, which we call the {\it planning knowledge}, in the form of axioms in the {\it situation calculus}. This planning knowledge formally characterizes the behaviour of the artifact, and it is used to produce a basic plan of actions that the device and user take to accomplish a given goal. We explain how both procedural and warning instructions can be generated from this basic plan. In order to partially justify that instruction generation can be automated from a formal device design specification, we assume that the planning knowledge is {\it derivable\/} from the device and world knowledge.

研究动机与目标

• 实现家用电器程序性说明和警告说明的自动生成功能。
• 将设备和环境知识形式化为情境演算中的规划知识。
• 从该知识中推导出代表目标导向的设备和用户行为的动作计划。
• 将这些计划映射为人类可读的程序性说明和警告说明。
• 证明说明生成可系统性地从形式化设备规范中推导得出。

提出的方法

• 将设备和环境知识表示为情境演算中的公理，以建模人工制品行为。
• 利用规划知识生成实现给定目标的基本动作计划。
• 分析该计划，识别适合用于程序性说明的动作序列。
• 在计划中识别潜在的故障状态或不安全状况，以生成警告说明。
• 形式化地从计划结构和约束中推导出说明，确保正确性和完整性。
• 假设规划知识可从设备和世界知识中推导，以支持自动化。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否从形式化设备和环境模型中自动生成家用电器的程序性说明？
• RQ2 如何从相同的形式化模型中推导出警告说明，以防止不安全操作？
• RQ3 何种形式化框架能够支持程序性说明和警告说明的系统性推导？
• RQ4 规划知识在多大程度上可从标准设备和环境规格中推导？
• RQ5 如何形式化地证明生成说明的正确性和完整性？

主要发现

• 该框架通过分析从形式化设备行为模型中推导出的动作序列，成功生成了程序性说明。
• 通过识别动作计划中的潜在故障状态，系统性地推导出警告说明。
• 情境演算的使用为设备行为推理和说明生成提供了形式化基础。
• 该方法证明了说明生成可从形式化设计规范中实现自动化，前提是规划知识可被推导。
• 该方法在统一的形式化框架内支持程序性说明和警告说明，提升了可靠性与一致性。