描述邏輯的非單調(diào)擴(kuò)展研究及在語(yǔ)義網(wǎng)中的應(yīng)用.pdf

1、下一代萬(wàn)維網(wǎng)可以支持機(jī)器自動(dòng)處理網(wǎng)絡(luò)信息，被稱為語(yǔ)義網(wǎng)．其關(guān)鍵技術(shù)在于通過(guò)提供一套通用的，無(wú)二義的元數(shù)據(jù)(memdata)標(biāo)注網(wǎng)絡(luò)信息，這套元數(shù)據(jù)被稱為本體(ontology)．目前萬(wàn)維網(wǎng)協(xié)會(huì)(World Wide Web Consortium)提出的推薦本體語(yǔ)言為OWL(Web Ontology Language)，它的理論基礎(chǔ)是強(qiáng)表達(dá)能力的描述邏輯(Description Logic)．因此，對(duì)本體的理論研究可以與傳統(tǒng)人工智能中知識(shí)

2、表示與推理的研究結(jié)合起來(lái)． 描述邏輯是一階邏輯的可判定子集．由于其單調(diào)性，開(kāi)放世界假設(shè)以及有限的關(guān)系表達(dá)能力，為了為常識(shí)推理(common sense reasoning)提供更強(qiáng)的支持，對(duì)描述邏輯進(jìn)行非單調(diào)擴(kuò)展是知識(shí)表示領(lǐng)域和語(yǔ)義網(wǎng)領(lǐng)域都很重視的熱門研究課題．在常識(shí)推理的研究中，非單調(diào)推理主要有兩條研究思路．1.構(gòu)造非單調(diào)邏輯，比如缺省邏輯，限制，答案集編程；2.信念修訂，即研究如何在信念變化的過(guò)程中通過(guò)修改原始信念來(lái)無(wú)矛盾的

3、接受新信念，它的核心思想是”極小變化原則”(Principles of Minimal Change)，涉及理性修訂算子公設(shè)的提出以及具體的修訂算子的構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)．這兩種方法應(yīng)用于描述邏輯，產(chǎn)生了一些列的工作．前者主要集中于描述邏輯和邏輯程序構(gòu)造雜合系統(tǒng)，但是由于描述邏輯和邏輯程序之間具有明顯的語(yǔ)義差別，這種耦合在保持判定性的前提下不得不對(duì)表達(dá)能力做出不同程度的限制．而后者則涉及了在本體進(jìn)化背景下描述邏輯修訂算子的研究，包括一般意義上的理

4、性修訂公設(shè)的提出，和具體的修訂算子的構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)．但是，由于描述邏輯的一階特性，對(duì)否定和合取的不封閉性，把傳統(tǒng)信念修訂的結(jié)果應(yīng)用于本體修訂也面臨了諸多理論困難．由于描述邏輯具有不相容和不連貫兩類邏輯沖突，而不連貫并不是經(jīng)典意義下的邏輯沖突，雖然已經(jīng)有了一些自動(dòng)處理不相容的修訂算子被提出，但是不連貫的自動(dòng)處理目前的研究尚屬空白． 本文同時(shí)考慮了這兩個(gè)方向上的研究現(xiàn)狀，并且提出了新的方法推進(jìn)了現(xiàn)有的研究結(jié)果： 1.本文選擇了D

5、L+log，一種目前表達(dá)能力較強(qiáng)的描述邏輯與邏輯程序構(gòu)建的雜合系統(tǒng)，擴(kuò)展了它的表達(dá)能力．本文將其擴(kuò)展為DL clog系統(tǒng)，使得用戶可以對(duì)描述邏輯本體進(jìn)行非單調(diào)推理．在語(yǔ)法上允許描述邏輯原子出現(xiàn)在規(guī)則中的失敗否定之后，在語(yǔ)義上，在遵循DL+log原有的非單調(diào)語(yǔ)義的框架下，通過(guò)McCarthy的并行限制語(yǔ)義來(lái)解釋在規(guī)則中出現(xiàn)的負(fù)描述邏輯原子，得到了非單調(diào)限制語(yǔ)義(nonmonotonic circumscriptive semantics，

6、NMC語(yǔ)義)，提高了表達(dá)能力和推理能力．這種語(yǔ)義同時(shí)保持了對(duì)描述邏輯，邏輯程序以及對(duì)DL+log的分單調(diào)語(yǔ)義保持了忠實(shí)性．進(jìn)一步，本文提出了判斷DLclog的NMC可滿足的判定算法，它可以用于受限形式下的DLclog，即本體使用ALCIO或ALCQO描述，屬性不出現(xiàn)在失敗否定之后．最后分析了算法正確性和復(fù)雜性． 2.本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于語(yǔ)義距離的自動(dòng)處理描述邏輯本體中的不連貫的算子，用于處理使用SHOQ描述邏輯書(shū)寫的擴(kuò)展無(wú)環(huán)

7、術(shù)語(yǔ)(Acyclic Generalized Terminology)中不連貫的自動(dòng)消解，并用于查詢問(wèn)答．本文首先把Dalal算子在描述邏輯SHOQ的背景下進(jìn)行了定義，并且通過(guò)引入增強(qiáng)本體的形式把不連貫歸為不相容，使得這種矛盾可以被該算子處理．之后，提出了修訂策略(revision policy)的概念，這種修訂算子先通過(guò)對(duì)造成不連貫的概念名進(jìn)行替換，從而消除不連貫，之后聲明了新概念名和原始概念名在語(yǔ)義解釋上的距離極小，來(lái)保證了極小變化