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Conditional beliefs in action = Dynamisches konditionales Wissen



Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Diplom-Informatiker Christoph Schwering

ImpressumAachen 2016

Umfang1 Online-Ressource (xii, 217 Seiten) : Diagramme


Dissertation, RWTH Aachen University, 2016

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University


Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
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Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2016-06-29

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2016-056083
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/660817/files/660817.pdf

Einrichtungen

  1. Lehr- und Forschungsgebiet Informatik 5 (Wissensbasierte Systeme) (121920)
  2. Fachgruppe Informatik (120000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
artificial intelligence (frei) ; knowledge representation and reasoning (frei) ; epistemic logic (frei) ; conditional belief (frei) ; actions and change (frei) ; belief change (frei) ; limited reasoning (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 004

Kurzfassung
Selten verfügen Menschen über korrektes oder gar vollständiges Wissens über ihreUmwelt. In der Regel haben wir lediglich Vermutungen, wie die Welt unterbestimmten Bedingungen aussehen könnte. Zum Beispiel könnten wir glauben, dassein Paket vermutlich leer ist, andernfalls aber am ehesten ein Geschenk enthält.Aufgrund solcher (bedingter) Vermutungen handeln wir. Wenn sich eine Vermutungaufgrund neuer Information als falsch erweist, passen wir unsere Vorstellungenentsprechend an.Um ähnliches zu leisten, muss eine Maschine über eine formale Repräsentation undüber ein Verständnis von Konzepten wie bedingte Vermutung, Aktion undWahrnehmung verfügen. Die vorliegende Arbeit entwickelt eine Formalisierung undSemantik dieser Begriffe in einer logischen Sprache. Die wesentlichen Beiträgesind wie folgt.Zunächst führen wir ein Konzept ein um auszudrücken, dass eine Wissensbasisbestehend aus bedingten Vermutungen die Vorstellungen eines künstlichen Akteursvollständig erfasst. Wir bezeichnen dieses Konzept als Only-Believing, da esLevesques Only-Knowing auf den Fall der bedingter Vermutungen verallgemeinert.Es kann auch als semantische Version von Pearls metalogischem System~Z aufgefasst werden.Dann untersuchen wir das Projektionsproblem, bei dem es darum geht zuentscheiden, was man nach einer Sequenz von Aktionen glaubt. Dieses Problem zulösen ist unerlässlich um in dynamischen Systemen - etwa einem Roboter - überVermutungen zu schließen. Wir entwickeln zwei Lösungen im Rahmen von ReitersSituationskalkül; und zwar verallgemeinern wir die bekannten Ansätze vonRegression und Progression für bedingte Vermutungen.Schließlich entwickeln wir als Beitrag in Richtung praktikablen Schließens überVermutungen und Eventualitäten ein System für eingeschränktes Schließen. Demabgeschwächten Inferenzmechanismus für Logik erster Stufe von Lakemeyer undLevesque stellen zu diesem Zweck einen korrekten Konsistenztest zur Seite.Diese beiden Techniken erlauben uns bedingte Vermutungen und Only-Believing zuapproximieren und dabei Korrektheit und Entscheidbarkeit zu erhalten.

Humans rarely have sound or even complete knowledge about their environment.Instead, we usually picture different contingencies what the world could belike. For example, we might believe that a specific box is presumably empty, andthat otherwise it most plausibly contains a gift. On the grounds of(conditional) beliefs like this we act. Sometimes we perceive new informationthat refutes some of these contingencies; then we revise our beliefsappropriately. To a human, all this is natural and mundane.For a machine to do the same, it needs a formal representation and understandingof conditional belief and actions and perception. In this thesis we develop aformalization and semantics of these concepts in one coherent logical languageand investigate their interaction. The main contributions are as follows. First we introduce a method to express that a set of conditional beliefs is allthat is believed. This captures the idea that a (conditional) knowledge basecovers the agent's beliefs to their full extent. We refer to this concept asonly-believing, as it generalizes Levesque's only-knowing to conditionalbeliefs. It can also be considered a semantic version of Pearl's meta-logicalSystem~Z.Then we investigate the belief projection problem, which refers to determiningwhat is believed after a number of actions have occurred. Solving the beliefprojection problem is essential to reason about beliefs in dynamic systems, likea robot for example. We propose two solutions in the framework of Reiter'ssituation calculus. Namely, we extend the well-known concepts of queryregression and knowledge base progression to conditional beliefs.Finally, as a step towards practical reasoning about beliefs and contingencies,we develop a limited-reasoning system for conditional beliefs. We complementLakemeyer and Levesque's limited first-order inference with a novel soundfirst-order consistency test. Together, these techniques enable us toapproximate the notions of conditional belief and only-believing in a way thatis sound and decidable for an important class of problems.

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Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis

Format
online

Sprache
English

Externe Identnummern
HBZ: HT019044953

Interne Identnummern
RWTH-2016-05608
Datensatz-ID: 660817

Beteiligte Länder
Germany

 GO


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The record appears in these collections:
Document types > Theses > Ph.D. Theses
Faculty of Mathematics, Computer Science and Natural Sciences (Fac.1) > Department of Computer Science
Publication server / Open Access
Public records
Publications database
120000
121920

 Record created 2016-07-20, last modified 2023-04-08


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