[论文解读] Utilizing ASP for Generating and Visualizing Argumentation Frameworks

Günther Charwat, Johannes Wallner+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 8, 2013

Logic, Reasoning, and Knowledge参考文献 25被引用 11

一句话总结

本文提出了一种基于ASP的新型框架，可从知识库中自动生成并可视化论证框架。通过使用两个声明式ASP程序——一个用于论证构建，另一个用于攻击关系识别——该框架实现了灵活且可扩展的论证框架实例化，并通过ARVis工具将答案集之间的关系建模为有向图，实现集成可视化。

ABSTRACT

Within the area of computational models of argumentation, the instantiation-based approach is gaining more and more attention, not at least because meaningful input for Dung's abstract frameworks is provided in that way. In a nutshell, the aim of instantiation-based argumentation is to form, from a given knowledge base, a set of arguments and to identify the conflicts between them. The resulting network is then evaluated by means of extension-based semantics on an abstract level, i.e. on the resulting graph. While several systems are nowadays available for the latter step, the automation of the instantiation process itself has received less attention. In this work, we provide a novel approach to construct and visualize an argumentation framework from a given knowledge base. The system we propose relies on Answer-Set Programming and follows a two-step approach. A first program yields the logic-based arguments as its answer-sets; a second program is then used to specify the relations between arguments based on the answer-sets of the first program. As it turns out, this approach not only allows for a flexible and extensible tool for instantiation-based argumentation, but also provides a new method for answer-set visualization in general.

研究动机与目标

• 为解决从知识库实例化论证框架缺乏自动化工具的问题。
• 提供一种可扩展且可伸缩的方法，利用答案集编程（ASP）生成基于逻辑的论证及其冲突。
• 开发一种可视化系统，将答案集之间的关系表示为有向图，支持用户驱动的论证框架探索。
• 证明该方法可推广至论证之外的领域，支持在任何ASP应用中对答案集之间的关系进行可视化。

提出的方法

• 采用两步ASP编码：第一步通过为主张提供最小一致支持，从知识库中生成基于逻辑的论证。
• 将第一步程序的答案集作为输入，输入到第二步ASP程序中，该程序基于预定义的冲突标准定义论证之间的攻击关系。
• 将论证表示扁平化为单一的事实库，以支持对所有生成论证的关联推理。
• 利用ARVis工具处理两个ASP程序，将生成的论证框架可视化为有向图，并导出以供进一步分析。
• 定义用户指定的二元谓词（例如attack/2）以表示答案集之间的关系，从而实现可视化逻辑的可定制化。
• 利用现代ASP求解器的表达能力，处理复杂的推理任务，包括NP难的论证生成与冲突检测。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何利用答案集编程从给定知识库中自动化实例化论证框架？
• RQ2 在ASP中，如何对论证构建与攻击关系进行可扩展且可伸缩的编码？
• RQ3 如何以用户驱动的交互方式可视化答案集之间的关系？
• RQ4 所提出的方法在多大程度上可推广至论证之外的其他ASP应用，用于涉及答案集关系分析的场景？

主要发现

• 两步ASP编码成功地从命题知识库中生成了基于逻辑的论证及其冲突，即使在高计算复杂度下也表现良好。
• ARVis工具通过将答案集建模为节点、攻击关系建模为有向边，实现了论证框架的交互式可视化。
• 该方法支持将生成的论证框架导出，供现有的抽象论证工具（如ASPARTIX和CEGARTIX）使用。
• 该方法具有通用性：可应用于任何关注答案集之间关系的问题，例如旅行商问题或其他组合优化任务。
• ASP编码的声明式特性使得其可轻松适配不同的论证形式化或冲突定义。
• 该系统表明，答案集之间的关系可通过ASP本身指定，从而在可视化逻辑中实现高度的灵活性与可扩展性。