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1、10申请公布号CN104090744A43申请公布日20141008CN104090744A21申请号201410146738922申请日20140412G06F9/4420060171申请人江苏盛世云图物联科技有限公司地址215500江苏省常熟市东南开发区东南大道68号1栋科创大厦72发明人吴庆朱会娟施炜雷史晓亮54发明名称基于状态演算的智能主体推理算法及编程语言57摘要本发明公开了一种基于状态演算的智能主体推理算法及编程语言，其基于公理集合论，引入正、负流集合来定义状态。本发明克服了流演算在状态表示上的固有缺陷，给出基于不完全状态的状态公式和知识表示方法，避免了一般用模态逻辑表示知识在实现。
2、上的困难。本发明给出了状态演算的公理系统和前推推理机制，证明了状态知识更新公理为表示和推理框架问题给出了一种自然有效的解决方案。本发明提出并实现了约束逻辑程序设计语言STEX。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图1页10申请公布号CN104090744ACN104090744A1/2页21一种基于状态演算的智能主体推理算法，基于公理集合论，引入正、负流集合来定义状态，其特征在于STATES的状态知识公式STATES是由KNOWSF，STATES、KNOWSNF，STATES以及普通原子公式通过逻辑连接词、所构。
3、成的式子，即其中，F、是流，为N个两两不同的变量向量N1，为的非空子集，、1和2为状态知识表达式。KNOWSF，STATES、KNOWSNF，STATES、称为原子状态知识公式。2根据权利要求1所述的基于状态演算的智能主体推理算法，其特征在于状态演算中情景项服从情景公理SA，SITUATIONAXIOMS，即公理SA1和SA2刻画了情景出现的先后顺序。3根据权利要求1所述的基于状态演算的智能主体推理算法，其特征在于提出并实现约束逻辑程序设计语言STEX，STATECALCULUSEXECUTOR，假设是一个状态演算符号，一个STEX的状态公式Z可以表示为下列列表ZF1，FN，G1，GM，O。4。
4、根据权利要求3所述的基于状态演算的智能主体推理算法，其特征在于对O通过以下形式加以约束1HOLDSF，O；2NOTHOLDSF，O；3ALLHOLDSF，O；4ALLNOTHOLDSF，O；权利要求书CN104090744A2/2页35ORHOLDSF1，FN，NG1，NGN，O；6算术约束式；其中1IN为在状态Z下成立的流，GJ1JM为在状态Z下不成立的流，ORHOLDS约束中析取列表的元素NGJ1JM表示NOTHOLDSGJ，O，1IN表示HOLDSFO，它们之间是析取的关系。5一种如权利要求1所述基于状态演算的智能主体推理算法的编程语言，其特征在于智能主体在复杂动态环境下自主更新状态，根。
5、据意图进行自主推理和动态规划，通过自主行为实现给定的目标，同时对其他主体或环境发生的动作做出及时的反应。权利要求书CN104090744A1/5页4基于状态演算的智能主体推理算法及编程语言技术领域0001本发明涉及一种基于状态演算的智能主体推理算法及编程语言，属于智能主体技术领域。背景技术0002尽管主体理论与技术为复杂分布式系统的开发和实现提供了新途径，然而如何赋予主体更高的智能，即如何更好地实现主体的知识表示和推理，在理论与实现技术上还存在许多尚未解决的问题。这一直是人工智能和计算机科学等领域的研究热点。0003主体作为一种智能的软件实体，它活动在动态变化的环境中，要求具备一定的知识和能力。
6、，而不是完全的知识和能力。就知识而言，主体要具有一定的领域知识，要具有信念、目标与意图等心智状态，主体的知识和心智状态应该随环境的变化而改变。就能力而言，主体能够在动态的、不完全可知的环境中，通过自身动作以及与环境的交互更新自己的知识和心智状态，能够根据心智状态进行自主推理和动态规划，通过自主行为改变环境以实现给定目标，能够对于外因突发事件做出及时响应，能够与其它主体进行交互与协作，共同完成给定的任务。0004如果把“世界”看成一个绝对完整的动态系统，那么状态演算研究的动态系统是从“世界”中分离出的一部分。换言之，状态演算研究的动态系统不是一个孤立和封闭的系统，它存在于一定的环境即世界动态系统。
7、之中，并与环境存在着必然的联系，这种动态系统的状态仅仅对应于环境状态的一部分，因此这种动态系统状态的构成组成状态的属性是不完全的，并且随着与其环境交互会发生改变。0005状态演算是基于公理集合论，引入正、负流集合来定义状态，克服了流演算在状态表示上的固有缺陷，给出基于不完全状态的状态公式和知识表示方法，避免了一般用模态逻辑表示知识在实现上的困难，给出状态演算的公理系统和前推推理机制，证明了状态知识更新公理为表示和推理框架问题给出了一种自然有效的解决方案，其中框架问题FRAMEPROBLEM是人工智能中行动推理的三大问题之首。发明内容0006本发明的目的在于提供一种基于状态演算的智能主体推理算法。
8、及编程语言。0007实现本发明的技术方案为基于状态演算的智能主体推理算法，该算法基于公理集合论，引入正、负流集合来定义状态，STATES的状态知识公式STATES是由KNOWSF，STATES、KNOWSNF，STATES、以及普通原子公式通过逻辑连接词、所构成的式子，即0008说明书CN104090744A2/5页500090010001100120013001400150016其中，F、是流，为N个两两不同的变量向量N1，为的非空子集，、1和2为状态知识表达式。KNOWSF，STATES、KNOWSNF，STATES、称为原子状态知识公式。0017进一步地，状态演算中情景项服从情景公理SA。
9、，SITUATIONAXIOMS，即001800190020公理SA1和SA2刻画了情景出现的先后顺序。0021更进一步地，该算法提出并实现约束逻辑程序设计语言STEX，STATECALCULUSEXECUTOR，假设是一个状态演算符号，一个STEX的状态公式Z可以表示为下列列表0022ZF1，FN，G1，GM，O0023进一步地对O通过以下形式加以约束00241HOLDSF，O；00252NOTHOLDSF，O；00263ALLHOLDSF，O；00274ALLNOTHOLDSF，O；00285ORHOLDSF1，FN，NG1，NGN，O；00296算术约束式；0030其中1IN为在状态Z下。
10、成立的流，GJ1JM为在状态Z下不成立的流，ORHOLDS约束中析取列表的元素NGJ1JM表示NOTHOLDSGJ，O，1IN表示HOLDSF，O，它们之间是析取的关系。0031一种基于状态演算的智能主体推理算法的编程语言，其智能主体在复杂动态环境下自主更新状态，根据意图进行自主推理和动态规划，通过自主行为实现给定的目标，同时对其他主体或环境发生的动作做出及时的反应。0032本发明的技术优点在于1基于公理集合论，引入正、负流集合来定义状态，克服说明书CN104090744A3/5页6了流演算在状态表示上的固有缺陷，给出基于不完全状态的状态公式和知识表示方法，避免了一般用模态逻辑表示知识在实现上。
11、的困难；2本发明给出了状态演算的公理系统和前推推理机制，证明了状态知识更新公理为表示和推理框架问题给出了一种自然有效的解决方案；3本发明提出并实现了约束逻辑程序设计语言STEX。附图说明图1为情景前推推理公式情景演变图。具体实施方式0033下面将结合实施例，对本发明实施例中的技术方案作进一步地描述。0034本发明一种基于状态演算的智能主体推理算法及编程语言。00351提出智能主体的推理算法状态演算0036状态演算基于公理集合论，引入正、负流集合来定义不完全状态，以此来刻画动态系统的状态，进而刻画关于动态系统状态的知识，克服了流演算在状态表示上的固有缺陷。主体本身可以看成存在于一定的环境中的动态。
12、系统，主体的状态会随主体与环境的交互而改变。0037状态演算中的公理和公式如下00381状态演算中的状态知识公式0039关于STATES的状态知识公式STATES是指由KNOWSF，STATES、KNOWSNF，STATES、以及普通原子公式通过逻辑连接词、所构成的式子，即004000410042004300440045004600470048其中，F、是流，为N个两两不同的变量向量N1，为的非空子集，、1和2为状态知识表达式。KNOWSF，STATES、KNOWSNF，STATES、称为原子状态知识公式。说明书CN104090744A4/5页700492状态演算中情景项服从情景公理SASIT。
13、UATIONAXIOMS，即005000510052公理SA1和SA2刻画了情景出现的先后顺序，具体如图1所示的情景前推推理公式情景演变。00530054提出并实现约束逻辑程序设计语言STEXSTATECALCULUSEXECUTOR，假设是一个状态演算符号，一个STEX的状态公式Z可以表示为下列列表0055ZF1，FN，G1，GM，O0056并且对O通过以下形式加以约束00571HOLDSF，O；00582NOTHOLDSF，O；00593ALLHOLDSF，O；00604A11NOTHOLDSF，O；00615ORHOLDSF1，FN，NG1，NGN，O；00626算术约束式。0063其中。
14、1IN为在状态Z下成立的流，GJ1JM为在状态Z下不成立的流。ORHOLDS约束中析取列表的元素NGJ1JM表示NOTHOLDSGJ，O，1IN表示HOLDSF，O，它们之间是析取的关系。0064部分STEX语言源码0065EQ_FLUFX，FY0066FUNCTORFX，F，M，FUNETORFY，G，N，0067FG，MNFX_|ARGX，FY_|ARGY，AND_EQ_ARGARGX，ARGY，D，CALLD0068AND_EQ_ARG，000069AND_EQ_ARGX|XL，Y|Y1，DAND_EQ_ARGX1，Y1，D1，DXYD10070NEQ_FLUFX，FY0071FUNCT。
15、ORFX，F，M，FUNCTORFY，G，N，0072FG，MNFX_|ARGX，FY_|RGY，OR_NEQ_ARGARGX，ARGY，D，CALLD；TRUE0073OR_NEQ_ARG，000074OR_NEQ_ARGX|X1，Y|Y1，DORNEQ_ARGX1，Y1，D1，DXYD10075ALL_HOLDSF，OALL_HOLDSF，00，O0076ALL_HOLDSF，C，ZP，ZN，ONONVARZP，INTERSECTIONNULLZP，ZN20077ALL_HOLDSF，C，ZP，ZN，O00780079F1G22，CALLCALL_NOT_HOLDSF，C，Z2，O；008。
16、0F_|ARGX，G_|ARGY，OR_NEQ_ARGARGX,ARGY，C1，0081ALL_NOT_HOLDSF，CC1，Z2，O说明书CN104090744A5/5页80082ALLNOT_HOLDSF，C，OALL_NOT_HOLDSF，C，O0083KNOWSF，ZP，ZN，ONOT_HOLDSF，ZP，ZN，O0084KNOWS_NOTF，ZP，ZN，OHOLDSF，ZP，ZN，O0085KNOWS_ARGX，F，ZP，ZN，OINST_HO1DSF，ZP，UNIQUE_INSTX0086KNOWSEXPNP，O，PRIM_FLUENTP，KNOWS_NOTP，O0087KNOWS。
17、EXPSOMEARGV，P，O，PRIM_FLUENTP，SUBVSV，P，V1，P1，0088KNOWS_ARGV1，P1，O0089KNOWSEXPNSOMEARGV，P，O，PRIM_FLUENTP，SUBVSV，P，V1，P1，0090KNOWS_NOT_ARGV1,P1，O0091KNOWSEXPP，OPRIM_FLUENTP，CALLP0092PLUS_O，O0093PLUS_ZP,ZN,O，F|FS，ZP2,ZN2,O20094NONGROUNDF，MEMBERG,ZP，FG；MEMBERG，ZN，FG0095UNIONZP，F，ZPL，SUBTRACTZN，F，ZNL，OLO；。
18、0096ABOLISHF，ZP，ZN，O，ZPT,ZNL，O1，UNIONZPT，F，ZPL，0097PLUS_ZPL,ZNL,O1，FS，ZP2,ZN2,O20098MINUS_O，O00990100UPDATEZP，ZN，O，PEFF，NEFF，ZP2,ZN2,O20101INTERSECTIONNULLPEFF，NEFF，0102PLUS_ZP,ZN,O，PEFF，ZPL,ZNL，O1，0103MINUS_ZPL,ZNL，O1，NEFF，ZP2,ZN2,O20104状态演算及其STEX语言能很好地刻画智能主体在复杂动态环境下自主更新状态，根据意图进行自主推理和动态规划，通过自主行为实现给。
19、定的目标，同时能对其他主体或环境发生的动作做出及时的反应。0105本发明通过对人工智能领域中现有知识表示方法进行分析与比较，以及对现有行动推理形式化系统STRIPS系统、情景演算、事件演算和流演算的基本思想、推理机制等进行分析与研究。根据现有的形式化系统的不足之处，结合一阶谓词逻辑知识表示法，提出了较为适用的行动推理形式化系统状态演算。在状态演算的理论基础之上，吸收逻辑程序设计语言FLUX基于流演算理论的的合理成分，提出并实现了约束逻辑程序设计语言STEXSTATECALCULUSEXECUTOR。STEX具有强大的约束求解功能和推理能力，它允许简洁的程序和支持模块化，非常适用于人工智能的复杂策略编程。且由于约束的可表达性和合理的不完全推理机制，STEX中的推理在内部状态表示的规模上是线性的，因此STEX具有优越的计算性能，STEX非常适合用于AGENT长期控制。说明书CN104090744A1/1页9图1说明书附图CN104090744A。