面向主體的狀態(tài)演算及其在智能虛擬人中應(yīng)用的研究與實現(xiàn).pdf

1、主體和多主體系統(tǒng)已經(jīng)成為人工智能和計算機科學(xué)的一個重要的研究方向，并已經(jīng)廣泛應(yīng)用到很多領(lǐng)域之中。主體的知識表示和推理、心智成分模型以及內(nèi)部運行機制等是主體研究的重要內(nèi)容，目前尚存在著諸多理論問題與實現(xiàn)技術(shù)上的困難。 主體可以看成是處于動態(tài)環(huán)境下具有自主性、反應(yīng)性、自發(fā)性和社會能力的一個動態(tài)系統(tǒng)。本文在行動推理的框架內(nèi)，吸收意向理論合理成分，重點從主體動態(tài)系統(tǒng)的表示及其變化規(guī)律的刻畫來研究主體和多主體系統(tǒng)，形成了以狀態(tài)演算為核心的

2、主體和多主體系統(tǒng)的理論模型和實現(xiàn)方法。本文的主要工作和創(chuàng)新點有： （1）提出了狀態(tài)演算。狀態(tài)演算基于公理集合論，引入正、負(fù)流集合來定義狀態(tài)，克服了流演算在狀態(tài)表示上的固有缺陷，給出了基于不完全狀態(tài)的知識表示方法，避免了一般用模態(tài)邏輯表示知識在實現(xiàn)上的困難，給出了狀態(tài)演算的公理系統(tǒng)和前推推理機制，證明了狀態(tài)知識更新公理為表示和推理框架問題給出了一種自然有效的解決方案，實現(xiàn)了狀態(tài)演算執(zhí)行器STEX。狀態(tài)演算為建立動態(tài)系統(tǒng)模型，特別是

3、主體和多主體系統(tǒng)模型提供了理論和實現(xiàn)基礎(chǔ)。 （2）提出了并發(fā)狀態(tài)演算。在狀態(tài)演算的基礎(chǔ)上，并發(fā)狀態(tài)演算引入主體同步動作及其前提條件公理和狀態(tài)知識更新公理，通過定義動作合效應(yīng)的一致性來解決同步并發(fā)帶來的動作沖突問題，給出了主體動作表達(dá)式的語法和語義，尤其是提出了一個包含相依賴同步并發(fā)、不相依賴同步并發(fā)和交替并發(fā)的并發(fā)語義模型，建立了一個由狀態(tài)、能力、意圖和反應(yīng)等認(rèn)知部件有機構(gòu)成的主體模型。在此基礎(chǔ)上提出并實現(xiàn)了一種面向主體并發(fā)程序

4、設(shè)計語言ConSTEX。 （3）提出了聯(lián)合狀態(tài)演算。在并發(fā)狀態(tài)演算的基礎(chǔ)上，聯(lián)合狀態(tài)演算引入聯(lián)合狀態(tài)、聯(lián)合情景、同步動作及其前提條件公理和狀態(tài)知識更新公理，給出了聯(lián)合動作表達(dá)式的語法和語義，通過動作合效應(yīng)的一致性來解決多主體同步并發(fā)帶來的動作沖突問題，提出了一個較為完整的多主體并發(fā)語義模型，引入了通信動作，提出了一種請求/服務(wù)合作模型，從而建立了一個由狀態(tài)、能力、意圖、反應(yīng)、通信和協(xié)作等認(rèn)知部件有機構(gòu)成的主體模型，以及由這些主體

5、構(gòu)成的多主體系統(tǒng)模型，在此基礎(chǔ)上提出并實現(xiàn)了一種面向多主體并發(fā)程序設(shè)計語言MConSTEX。聯(lián)合狀態(tài)演算基于“向下兼容”的思想，實現(xiàn)了微觀和宏觀兩個層次上對主體描述的統(tǒng)一，吸收了對象的封裝性思想，使刻畫的主體模型具有封裝性，這使得利用模塊化的方法刻畫多主體系統(tǒng)模型、實現(xiàn)多主體系統(tǒng)成為可能。 （4）作為狀態(tài)演算在智能虛擬人中的應(yīng)用，給出了一種智能虛擬人建模的“推理-表現(xiàn)”結(jié)構(gòu)模式，設(shè)計并實現(xiàn)了一種多個智能虛擬人協(xié)作行為描述語言IV