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

1、下一代萬維網(wǎng)可以支持機器自動處理網(wǎng)絡(luò)信息，被稱為語義網(wǎng)．其關(guān)鍵技術(shù)在于通過提供一套通用的，無二義的元數(shù)據(jù)(memdata)標注網(wǎng)絡(luò)信息，這套元數(shù)據(jù)被稱為本體(ontology)．目前萬維網(wǎng)協(xié)會(World Wide Web Consortium)提出的推薦本體語言為OWL(Web Ontology Language)，它的理論基礎(chǔ)是強表達能力的描述邏輯(Description Logic)．因此，對本體的理論研究可以與傳統(tǒng)人工智能中知識

2、表示與推理的研究結(jié)合起來． 描述邏輯是一階邏輯的可判定子集．由于其單調(diào)性，開放世界假設(shè)以及有限的關(guān)系表達能力，為了為常識推理(common sense reasoning)提供更強的支持，對描述邏輯進行非單調(diào)擴展是知識表示領(lǐng)域和語義網(wǎng)領(lǐng)域都很重視的熱門研究課題．在常識推理的研究中，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程中通過修改原始信念來無矛盾的

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義差別，這種耦合在保持判定性的前提下不得不對表達能力做出不同程度的限制．而后者則涉及了在本體進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)造和實現(xiàn)．但是，由于描述邏輯的一階特性，對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)有了一些自動處理不相容的修訂算子被提出，但是不連貫的自動處理目前的研究尚屬空白． 本文同時考慮了這兩個方向上的研究現(xiàn)狀，并且提出了新的方法推進了現(xiàn)有的研究結(jié)果： 1.本文選擇了D

5、L+log，一種目前表達能力較強的描述邏輯與邏輯程序構(gòu)建的雜合系統(tǒng)，擴展了它的表達能力．本文將其擴展為DL clog系統(tǒng)，使得用戶可以對描述邏輯本體進行非單調(diào)推理．在語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，在語義上，在遵循DL+log原有的非單調(diào)語義的框架下，通過McCarthy的并行限制語義來解釋在規(guī)則中出現(xiàn)的負描述邏輯原子，得到了非單調(diào)限制語義(nonmonotonic circumscriptive semantics，

6、NMC語義)，提高了表達能力和推理能力．這種語義同時保持了對描述邏輯，邏輯程序以及對DL+log的分單調(diào)語義保持了忠實性．進一步，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.本文提出并實現(xiàn)了一種基于語義距離的自動處理描述邏輯本體中的不連貫的算子，用于處理使用SHOQ描述邏輯書寫的擴展無環(huán)

7、術(shù)語(Acyclic Generalized Terminology)中不連貫的自動消解，并用于查詢問答．本文首先把Dalal算子在描述邏輯SHOQ的背景下進行了定義，并且通過引入增強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對造成不連貫的概念名進行替換，從而消除不連貫，之后聲明了新概念名和原始概念名在語義解釋上的距離極小，來保證了極小變化