[论文解读] Semantics and Conversations for an Agent Communication Language

Yannis Labrou, Tim Finin|ArXiv.org|Sep 18, 1998

Multi-Agent Systems and Negotiation参考文献 11被引用 131

一句话总结

本文提出了一种基于言语行为理论的语义框架，用于知识查询操作语言（KQML），定义了与KQML施事行为相关联的认知状态。通过使用限定词短语语法（DCG）定义对话策略，形式化指定有效消息序列，使代理能够在异构系统中实现语义一致、协议合规的交互。

ABSTRACT

We address the issues of semantics and conversations for agent communication languages and the Knowledge Query Manipulation Language (KQML) in particular. Based on ideas from speech act theory, we present a semantic description for KQML that associates ``cognitive'' states of the agent with the use of the language's primitives (performatives). We have used this approach to describe the semantics for the whole set of reserved KQML performatives. Building on the semantics, we devise the conversation policies, i.e., a formal description of how KQML performatives may be combined into KQML exchanges (conversations), using a Definite Clause Grammar. Our research offers methods for a speech act theory-based semantic description of a language of communication acts and for the specification of the protocols associated with these acts. Languages of communication acts address the issue of communication among software applications at a level of abstraction that is useful to the emerging software agents paradigm.

研究动机与目标

• 为解决KQML长期缺乏正式语义的问题，KQML是关键的代理通信语言。
• 形式化对话协议——即因果相关消息的序列——这对于复杂代理交互至关重要。
• 提供一种独立于特定代理架构的框架，实现跨多种软件代理的互操作性。
• 支持指定有效、语法正确的对话，使其与KQML的施事行为及其语义描述保持一致。
• 通过正式的策略规范，实现对多个代理对话的监控、恢复和并发管理。

提出的方法

• 使用言语行为理论将KQML施事行为建模为具有明确定义前提条件和后置条件的言外行为。
• 使用命题态度（例如，Bel、Want）定义语义描述，以表示施事行为引发的代理认知状态。
• 采用限定词短语语法（DCG）形式化指定对话策略，作为有效消息序列的语法规则。
• 对'ask-if'、'tell'和'request'等施事行为进行建模，明确其前提条件（例如，代理必须知道内容）和后置条件（例如，信念更新）。
• 引入可扩展的施事行为，如'proactive-tell'和'proactive-ask-if'，以支持非请求性通信，其语义通过修改前提条件来定义。
• 使用Prolog作为DCG对话策略的实现基础，支持有效交互流程的可执行规范。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何使用言语行为理论构建KQML施事行为的形式化、基于语义的描述，以捕捉其认知和语用效果？
• RQ2 何种形式化机制能够实现对代理通信中有效、因果连贯的消息序列（对话）的规范？
• RQ3 如何定义对话策略，使其既具有表达力又可实现，支持代理交互中的监控与恢复？
• RQ4 每个KQML施事行为所需的最小语义条件（前提条件与后置条件）是什么，以确保代理行为的正确性与一致性？
• RQ5 如何扩展该框架以支持新施事行为（如主动通信），同时不破坏现有协议？

主要发现

• 本文使用基于言语行为理论的认知状态模型，为所有保留的KQML施事行为提供了完整的语义描述。
• 研究证明，限定词短语语法（DCG）是一种强大且实用的形式化方法，用于指定对话策略，其灵活性优于有限状态机或上下文无关语法。
• 该框架可支持开发一个软件组件，用于监控代理消息，确保仅发生有效、语法正确的对话。
• 该方法通过跨多个并发交互跟踪对话状态，支持从意外情况中恢复。
• 该方法支持将代理视为一系列展开的、并发的对话，为复杂多代理交互提供了模块化视图。
• 该方法具有可扩展性：可对新施事行为（如'proactive-tell'）进行形式化定义，仅需最小的语义修改，从而支持更丰富的通信模式。