[论文解读] Reasoning about multiple aspects in DLs: Semantics and Closure Construction

Laura Giordano, Valentina Gliozzi|arXiv (Cornell University)|Jan 18, 2018

Logic, Reasoning, and Knowledge参考文献 22被引用 10

一句话总结

本文提出了一种描述逻辑（DLs）的多偏好语义，通过允许对本体中多个可废止属性进行独立推理，扩展了理性封闭性。该文引入了一种多偏好闭包构造，其相对于该语义是可靠的，使得某一属性（如飞行）的例外不会阻碍其他属性（如羽毛质量）的继承，从而克服了理性封闭性存在的“全有或全无”局限性。

ABSTRACT

Starting from the observation that rational closure has the undesirable property of being an "all or nothing" mechanism, we here propose a multipreferential semantics, which enriches the preferential semantics underlying rational closure in order to separately deal with the inheritance of different properties in an ontology with exceptions. We provide a multipreference closure mechanism which is sound with respect to the multipreference semantics.

研究动机与目标

• 为解决描述逻辑中理性封闭性的局限性，即当子类在某一属性上为例外时，会阻断所有典型属性的继承。
• 开发一种语义，使能够针对不同方面（例如鸟类的飞行与羽毛质量）独立推理继承关系。
• 定义一种语法闭包机制——多偏好闭包——使其相对于所提出的多偏好语义是可靠的。
• 将所提方法与词典序闭包及逻辑 ${\cal DL}^{N}$ 进行比较，突出其在处理冲突与一致性方面的差异。
• 为未来工作奠定基础，将该框架扩展至更丰富的描述逻辑。

提出的方法

• 通过在标准模型中引入多个基于属性索引的个体间偏好关系，丰富模型以定义多偏好语义，每个关系捕捉特定属性的典型性。
• 定义增强模型与强增强模型以形式化该语义，确保典型性可按每个方面独立评估。
• 将多偏好闭包构建为理性封闭性的语法扩展，利用跨方面的可废止包含关系的特定性排序。
• 证明多偏好闭包相对于多偏好语义是可靠的，确保所有结论在该语义下均被蕴含。
• 将多偏好闭包与词典序闭包及 ${\cal DL}^{N}$ 进行比较，表明其通过在最大一致子集上使用怀疑性推理，避免了不一致问题。
• 提出一种潜在优化，将蕴含检查次数从指数级减少至多项式级，灵感来自先前工作中的怀疑性构造。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何扩展DL中的理性封闭性，以实现对多个方面中可废止属性的独立继承？
• RQ2 何种语义能够支持对不同属性的典型性推理，而不会因某一属性为例外而导致所有继承关系坍塌？
• RQ3 如何设计一种语法闭包构造，使其相对于多偏好语义是可靠的？
• RQ4 所提出的多偏好闭包与词典序闭包及 ${\cal DL}^{N}$ 在一致性和表达力方面有何比较差异？
• RQ5 多偏好闭包能否通过优化实现仅需多项式时间的蕴含检查？

主要发现

• 多偏好语义允许个体在某一属性上比另一人更受偏好，而在另一属性上则相反，从而实现对每个属性的独立推理。
• 多偏好闭包构造已证明相对于所提语义是可靠的，确保所有推导结论在该语义下均有效。
• 该方法通过允许企鹅继承‘优质羽毛’属性（尽管它们不是典型的飞行者），克服了理性封闭性‘全有或全无’的行为。
• 多偏好闭包被证明是理性封闭性的强化版本，也是词典序闭包的细化，其特定性排序方式不同。
• 该方法通过在最大一致子集上使用怀疑性推理，避免了 ${\cal DL}^{N}$ 的不一致问题，而非依赖单一基础。
• 提出一种潜在优化，可将蕴含检查次数从指数级减少至多项式级，基于先前工作中的怀疑性构造。