Rozprawy doktorskie na temat „BDI Logics”

In this thesis we extend BDI logics, which are normal multimodal logics with an arbitrary set of normal modal operators, from three different perspectives. Firstly, based on some recent developments in modal logic, we examine BDI logics from a combining logic perspective and apply combination techniques like fibring/dovetailing for explaining them. The second perspective is to extend the underlying logics so as to include action constructs in an explicit way based on some recent action-related theories. The third perspective is to adopt a non-monotonic logic like defeasible logic to reason about intentions in BDI. As such, the research captured in this thesis is theoretical in nature and situated at the crossroads of various disciplines relevant to Artificial Intelligence (AI). More specifically this thesis makes the following contributions: 1. Combining BDI Logics through fibring/dovetailing: BDI systems modeling rational agents have a combined system of logics of belief, time and intention which in turn are basically combinations of well understood modal logics. The idea behind combining logics is to develop general techniques that allow to produce combinations of existing and well understood logics. To this end we adopt Gabbay's fibring/dovetailing technique to provide a general framework for the combinations of BDI logics. We show that the existing BDI framework is a dovetailed system. Further we give conditions on the fibring function to accommodate interaction axioms of the type G [superscript k,l,m,n] ([diamond][superscript k] [superscript l] [phi] [implies] [superscript m] [diamond][superscript n] [phi]) based on Catach's multimodal semantics. This is a major result when compared with other combining techniques like fusion which fails to accommodate axioms of the above type. 2. Extending the BDI framework to accommodate Composite Actions: Taking motivation from a recent work on BDI theory, we incorporate the notion of composite actions, [pi]-1; [pi]-2 (interpreted as [pi]-1 followed by [pi]-2), to the existing BDI framework. To this end we introduce two new constructs Result and Opportunity which helps in reasoning about the actual execution of such actions. We give a set of axioms that can accommodate the new constructs and analyse the set of commitment axioms as given in the original work in the background of the new framework. 3. Intention reasoning as Defeasible reasoning: We argue for a non-monotonic logic of intention in BDI as opposed to the usual normal modal logic one. Our argument is based on Bratman's policy-based intention. We show that policy-based intention has a defeasible/non-monotonic nature and hence the traditional normal modal logic approach to reason about such intentions fails. We give a formalisation of policy-based intention in the background of defeasible logic. The problem of logical omniscience which usually accompanies normal modal logics is avoided to a great extend through such an approach.

Sequent calculi for BDI logics is a research object of the thesis. BDI logics are widely used for agent system description and implementation. Agents are autonomous systems, those acts in some environment and aspire to achieve preassigned goals. Implementation of the decision making is the main and the most complicated part in agent systems implementation. Logic calculi may be used for the decision making implementation. In this thesis, there are researched sequent calculi for BDI logics. Sequent calculi for BDI logics, like sequent calculi for other modal logics, use loop-check technique to get decidability. Inefficient loop-check takes a major part of the resources used for the derivation. For some modal logics, there are known loop-check free sequent calculi or calculi with an efficient loop-check. In this thesis, there is presented loop-check free sequent calculus for KD45 logic, which is the main fragment of the BDI logics. Introduced calculus not only eliminates loop-check, but also simplifies sequent derivation. For the branching time logic (another BDI logic fragment) there is presented sequent calculus with an efficient loop-check. Obtained results are adapted for creation sequent calculi for monoagent and multiagent BDI logics. Introduced calculi use only restricted loop-check. Moreover, loop-check is totally eliminated for some types of the loops. These results enables to create more efficient agent systems, those are based on the BDI logics.
Darbe nagrinėjami sekvenciniai skaičiavimai BDI logikoms. BDI logikos yra plačiai naudojamos agentinių sistemų aprašymui ir realizavimui. Agentai yra autonomiškos sistemos, kurios veikia kažkurioje aplinkoje ir siekia įvykdyti iš anksto apibrėžtus tikslus. Sprendimų priėmimo realizavimas yra svarbiausia ir sudėtingiausia dalis realizuojant agentines sistemas. Sprendimo priėmimo realizavimui gali būti naudojami logikos skaičiavimai. Šiame darbe ir yra nagrinėjami sekvenciniai skaičiavimai BDI logikoms. BDI logikose, kaip ir kitose modalumo logikose, yra naudojama ciklų paieška išsprendžiamumui gauti. Neefektyvi ciklų paieška užima didesnę išvedimų paieškos resursų dalį. Kai kurioms modalumo logikoms yra žinomi becikliai skaičiavimai ar skaičiavimai naudojantys efektyvią ciklų paiešką. Šiame darbe yra pateikiamas beciklis sekvencinis skaičiavimas KD45 logikai, kuri yra esminis BDI logikų fragmentas. Pateiktas skaičiavimas ne tik eliminuoja ciklų paiešką, bet ir supaprastina patį sekvencijos išvedimą. Skaidaus laiko logikai (kitam BDI logikų fragmentui) yra pateikiamas sekvencinis skaičiavimas naudojantis efektyvią ciklų paiešką. Gauti rezultatai yra pritaikyti sukuriant sekvencinius skaičiavimus vianaagentinei ir daugiaagentinei BDI logikoms. Pristatyti skaičiavimai naudoja tik apribotą ciklų paiešką. Be to, kai kurių tipų ciklus eliminuoja visiškai. Šie rezultatai įgalina kurti efektyvesnes agentines sistemas, paremtas BDI logikomis.

Darbe nagrinėjami sekvenciniai skaičiavimai BDI logikoms. BDI logikos yra plačiai naudojamos agentinių sistemų aprašymui ir realizavimui. Agentai yra autonomiškos sistemos, kurios veikia kažkurioje aplinkoje ir siekia įvykdyti iš anksto apibrėžtus tikslus. Sprendimų priėmimo realizavimas yra svarbiausia ir sudėtingiausia dalis realizuojant agentines sistemas. Sprendimo priėmimo realizavimui gali būti naudojami logikos skaičiavimai. Šiame darbe ir yra nagrinėjami sekvenciniai skaičiavimai BDI logikoms. BDI logikose, kaip ir kitose modalumo logikose, yra naudojama ciklų paieška išsprendžiamumui gauti. Neefektyvi ciklų paieška užima didesnę išvedimų paieškos resursų dalį. Kai kurioms modalumo logikoms yra žinomi becikliai skaičiavimai ar skaičiavimai naudojantys efektyvią ciklų paiešką. Šiame darbe yra pateikiamas beciklis sekvencinis skaičiavimas KD45 logikai, kuri yra esminis BDI logikų fragmentas. Pateiktas skaičiavimas ne tik eliminuoja ciklų paiešką, bet ir supaprastina patį sekvencijos išvedimą. Skaidaus laiko logikai (kitam BDI logikų fragmentui) yra pateikiamas sekvencinis skaičiavimas naudojantis efektyvią ciklų paiešką. Gauti rezultatai yra pritaikyti sukuriant sekvencinius skaičiavimus vianaagentinei ir daugiaagentinei BDI logikoms. Pristatyti skaičiavimai naudoja tik apribotą ciklų paiešką. Be to, kai kurių tipų ciklus eliminuoja visiškai. Šie rezultatai įgalina kurti efektyvesnes agentines sistemas, paremtas BDI logikomis.
Sequent calculi for BDI logics is a research object of the thesis. BDI logics are widely used for agent system description and implementation. Agents are autonomous systems, those acts in some environment and aspire to achieve preassigned goals. Implementation of the decision making is the main and the most complicated part in agent systems implementation. Logic calculi may be used for the decision making implementation. In this thesis, there are researched sequent calculi for BDI logics. Sequent calculi for BDI logics, like sequent calculi for other modal logics, use loop-check technique to get decidability. Inefficient loop-check takes a major part of the resources used for the derivation. For some modal logics, there are known loop-check free sequent calculi or calculi with an efficient loop-check. In this thesis, there is presented loop-check free sequent calculus for KD45 logic, which is the main fragment of the BDI logics. Introduced calculus not only eliminates loop-check, but also simplifies sequent derivation. For the branching time logic (another BDI logic fragment) there is presented sequent calculus with an efficient loop-check. Obtained results are adapted for creation sequent calculi for monoagent and multiagent BDI logics. Introduced calculi use only restricted loop-check. Moreover, loop-check is totally eliminated for some types of the loops. These results enables to create more efficient agent systems, those are based on the BDI logics.

This thesis finds its place in the context of BDI agents and aims to enable a form of situated spatial reasoning. A survey is proposed in which the possible techniques and technologies that can be integrated into the BDI model to provide a form of spatial reasoning are analyzed. This review highlights a technological gap that we have therefore decided to fill, with the goal of providing a way to locate logical information in certain spatial areas and to be able to constrain reasoning on them. In this thesis we propose Geo2p, a technological prototype based on 2P-Kt that allows you to query situated information in tuProlog, enabling a form of spatial reasoning: given a region of space where certain Clauses are valid, a Theory can be defined, constraining the knowledge on what is true in the selected area.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:47:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndersonPC.pdf: 869261 bytes, checksum: 91e1d275a5e4a9bad4ad9b5124d11a65 (MD5) Previous issue date: 2008-09-26
Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior
Intendding to understand how the human mind operates, some philosophers and psycologists began to study about rationality. Theories were built from those studies and nowadays that interest have been extended to many other areas such as computing engineering and computing science, but with a minimal distinction at its goal: to understand the mind operational proccess and apply it on agents modelling to become possible the implementation (of softwares or hardwares) with the agent-oriented paradigm where agents are able to deliberate their own plans of actions. In computing science, the sub-area of multiagents systems has progressed using several works concerning artificial intelligence, computational logic, distributed systems, games theory and even philosophy and psycology. This present work hopes to show how it can be get a logical formalisation extention of a rational agents architecture model called BDI (based in a philosophic Bratman s Theory) in which agents are capable to deliberate actions from its beliefs, desires and intentions. The formalisation of this model is called BDI logic and it is a modal logic (in general it is a branching time logic) with three access relations: B, D and I. And here, it will show two possible extentions that tranform BDI logic in a modal-fuzzy logic where the formulae and the access relations can be evaluated by values from the interval [0,1]
Com o intuito de entender como a mente humana funciona iniciaram-se estudos sobre cogni??o nos campos da filosofia e psicologia. Teorias surgiram desses estudos e, atualmente, esta curiosidade foi estendida a outras ?reas, tais como, ci?ncia e engenharia de computa??o, no entanto, nestas ?reas, o objetivo ? sutilmente diferente: entender o funcionamento da mente e aplic?-lo em uma modelagem artificial. Em ci?ncia da computa??o, a sub-?rea de sistemas multiagentes tem progredido bastante, utilizando trabalhos em intelig?ncia artificial, l?gica computacional, sistemas distribu?dos, teoria dos jogos e, aproveitando tamb?m teorias provenientes da pr?pria filosofia e psicologia. Desta forma, alguns pesquisadores j? v?em o paradigma de programa??o orientado a agentes como a melhor solu??o para a implementa??o dos softwares mais complexos: cujos sistemas s?o din?micos, n?o-determin?sticos e que podem ter de operar com dados faltosos sobre ambientes tamb?m din?micos e n?o-determin?sticos. Este trabalho busca a apresenta??o de uma extens?o da formaliza??o l?gica de um modelo de arquitetura de agentes cognitivos, chamado BDI (belief-desire-intention), na qual o agente ? capaz de deliberar suas a??es baseando-se em suas cren?as, desejos e inten??es. A formaliza??o de tal modelo ? conhecida pelo nome de l?gica BDI, uma l?gica modal com tr?s rela??es de modalidade. Neste trabalho, ser?o apresentados dois planos para transform?-la numa l?gica modal fuzzy onde as rela??es de acessibilidade e as f?rmulas (modais-fuzzy) poder?o ter valora??es dentro do intervalo [0,1]. Esta l?gica modal fuzzy h? de ser um sistema l?gico formal capaz de representar quantitativamente os diferentes graus de cren?as, desejos e inten??es objetivando a constru??o de racioc?nios fuzzy e a delibera??o de a??es de um agente (ou grupo de agentes), atrav?s dessas atitudes mentais (seguindo assim um modelo intensional)

Modelos BDI (ou seja, modelos Beliefs-Desires-Intentions models) de agentes têm sido utilizados já há algum tempo. O objetivo destes modelos é permitir a caracterização de agentes utilizando noções antropomórficas, tais como estados mentais e ações. Usualmente, estas noções e suas propriedades são formalmente definidas utilizandos formalismos lógicos que permitem aos teóricos analisar, especificar e verificar agentes racionais. No entanto, apesar de diversos sistemas já terem sido desenvolvidos baseados nestes modelos, é geralmente aceito que existe uma distância significativa entre esta lógicas BDI poderosas e sistemas reais. Este trabalho defende que a principal razão para a existência desta distância é que os formalismos lógicos utilizados para definir os modelos de agentes não possuem uma semântica operacional que os suporte. Por “semântica operacional” entende-se tanto procedimentos de prova que sejam corretos e completos em relação à semântica da lógica, bem como mecanismos que realizem os diferentes tipos de raciocínio necessários para se modelar agentes. Há, pelo menos, duas abordagens que podem ser utilizadas para superar esta limitação dos modelos BDI. Uma é estender as lógicas BDI existentes com a semântica operacional apropriada de maneira que as teorias de agentes se tornem computacionais. Isto pode ser alcançado através da definição daqueles procedimentos de prova para as lógicas usadas na definição dos estados mentais. A outra abordagem é definir os modelos BDI utilizando formalismos lógicos apropriados que sejam, ao mesmo tempo, suficientemente poderosos para representar estados mentais e que possuam procedimentos operacionais que permitam a utilizaçao da lógica como um formalismo para representação do conhecimento, ao se construir os agentes. Esta é a abordagem seguida neste trabalho. Assim, o propósito deste trabalho é apresentar um modelo BDI que, além de ser um modelo formal de agente, seja também adequado para ser utilizado para implementar agentes. Ao invés de definir um novo formalismo lógico, ou de estender um formalismo existente com uma semântica operacional, define-se as noções de crenças, desejos e intenções utilizando um formalismo lógico que seja, ao mesmo tempo, formalmente bem-definido e computacional. O formalismo escolhido é a Programação em Lógica Estendida com Negação Explícita (ELP) com a semântica dada pelaWFSX (Well-Founded Semantics with Explicit Negation - Semântica Bem-Fundada com Negação Explícita). ELP com a WFSX (referida apenas por ELP daqui para frente) estende programas em lógica ditos normais com uma segunda negação, a negação explícita1. Esta extensão permite que informação negativa seja explicitamente representada (como uma crença que uma propriedade P não se verifica, que uma intenção I não deva se verificar) e aumenta a expressividade da linguagem. No entanto, quando se introduz informação negativa, pode ser necessário ter que se lidar com programas contraditórios. A ELP, além de fornecer os procedimentos de prova necessários para as teorias expressas na sua linguagem, também fornece um mecanismo para determinar como alterar minimamente o programa em lógica de forma a remover as possíveis contradições. O modelo aqui proposto se beneficia destas características fornecidas pelo formalismo lógico. Como é usual neste tipo de contexto, este trabalho foca na definição formal dos estados mentais em como o agente se comporta, dados tais estados mentais. Mas, constrastando com as abordagens até hoje utilizadas, o modelo apresentanto não é apenas uma especificação de agente, mas pode tanto ser executado de forma a verificar o comportamento de um agente real, como ser utilizado como mecanismo de raciocínio pelo agente durante sua execução. Para construir este modelo, parte-se da análise tradicional realizada na psicologia de senso comum, onde além de crenças e desejos, intenções também é considerada como um estado mental fundamental. Assim, inicialmente define-se estes três estados mentais e as relações estáticas entre eles, notadamente restrições sobre a consistência entre estes estados mentais. Em seguida, parte-se para a definição de aspectos dinâmicos dos estados mentais, especificamente como um agente escolhe estas intenções, e quando e como ele revisa estas intenções. Em resumo, o modelo resultante possui duas características fundamentais:(1) ele pode ser usado como um ambiente para a especificação de agentes, onde é possível definir formalmente agentes utilizando estados mentais, definir formalmente propriedades para os agentes e verificar se estas propriedades são satifeitas pelos agentes; e (2) também como ambientes para implementar agentes.

Dada a importância de agentes inteligentes e sistemas multiagentes na Ciência da Computação e na Inteligência Artificial, a programação orientada a agentes (AOP, do inglês Agent-oriented programming) emergiu como um novo paradigma para a criação de sistemas computacionais complexos. Assim, nas últimas décadas, houve um florescimento da literatura em programação orientada a agentes e, com isso, surgiram diversas linguages de programação seguindo tal paradigma, como AgentSpeak (RAO, 1996; BORDINI; HUBNER; WOOLDRIDGE, 2007), Jadex (POKAHR; BRAUBACH; LAMERSDORF, 2005), 3APL/2APL (DASTANI; VAN RIEMSDIJK; MEYER, 2005; DASTANI, 2008), GOAL (HINDRIKS et al., 2001), entre outras. Programação orientada a agentes é um paradigma de programação proposto por Shoham (1993) no qual os elementos mínimos de um programa são agentes. Shoham (1993) defende que agentes autônomos e sistemas multiagentes configuram-se como uma forma diferente de se organizar uma solução para um problema computacional, de forma que a construção de um sistema multiagente para a solução de um problema pode ser entendida como um paradgima de programação. Para entender tal paradigma, é necessário entender o conceito de agente. Agente, nesse contexto, é uma entidade computacional descrita por certos atributos - chamados de atitudes mentais - que descrevem o seu estado interno e sua relação com o ambiente externo. Atribuir a interpretação de atitudes mentais a tais atributos é válida, defende Shoham (1993), uma vez que esses atributos se comportem de forma semelhante as atitudes mentais usadas para descrever o comportamento humano e desde que sejam pragmaticamente justificáveis, i.e. úteis à solução do problema. Entender, portanto, o significado de termos como ’crença’, ’desejo’, ’intenção’, etc., assim como suas propriedades fundamentais, é de fundamental importância para estabelecer linguagens de programação orientadas a agentes. Nesse trabalho, vamos nos preocupar com um tipo específico de linguagens de programação orientadas a agentes, as chamadas linguagens BDI. Linguagens BDI são baseadas na teoria BDI da Filosofia da Ação em que o estado mental de um agente (e suas ações) é descrito por suas crenças, desejos e intenções. Enquanto a construção de sistemas baseados em agentes e linguagens de programação foram tópicos bastante discutidos na literatura, a conexão entre tais sistemas e linguagens com o trabalho teórico proveniente da Inteligência Artificial e da Filosofia da Ação ainda não está bem estabelecida. Essa distância entre a teoria e a prática da construção de sistemas é bem reconhecida na literatura relevante e comumente chamada de “gap semântico” (gap em inglês significa lacuna ou abertura e representa a distância entre os modelos teóricos e sua implementação em linguagens e sistemas). Muitos trabalhos tentaram atacar o problema do gap semântico para linguagens de programação específicas, como para as linguagens AgentSpeak (BORDINI; MOREIRA, 2004), GOAL (HINDRIKS; VAN DER HOEK, 2008), etc. De fato, Rao (1996, p. 44) afirma que “O cálice sagrado da pesquisa em agentes BDI é mostrar uma correspondência 1-a-1 com uma linguagem razoavelmente útil e expressiva” (tradução nossa)1 Uma limitação crucial, em nossa opinião, das tentativas passadas de estabeler uma conexão entre linguagens de programação orientadas a agentes e lógicas BDI é que elas se baseiam em estabelecer a interpretação de um programa somente no nível estático. De outra forma, dado um estado de um programa, tais trabalhos tentam estabelecer uma interpretação declarativa, i.e. baseada em lógica, do estado do programa respresentando assim o estado mental do agente. Não é claro, entretanto, como a execução do programa pode ser entendida enquanto mudanças no estado mental do agente. A razão para isso, nós acreditamos, está nos formalismos utilizados para especificar agentes BDI. De fato, as lógicas BDI propostas são, em sua maioria, estáticas ou incapazes de representar ações mentais. O ato de revisão uma crença, adotar um objetivo ou mudar de opinião são exemplos de ações mentais, i.e. ações que são executadas internarmente ao agente e afetando somente seu estado mental, sendo portanto não observáveis. Tais ações são, em nossa opinião, intrinsecamente diferentes de ações ônticas que consistem de comportamento observável e que possivelmente afeta o ambiente externo ao agente. Essa diferença é comumente reconhecida no estudo da semântica de linguagens de programação orientadas a agentes (BORDINI; HUBNER; WOOLDRIDGE, 2007; D’INVERNO et al., 1998; MENEGUZZI; LUCK, 2009), entretanto os formalismos disponíveis para se especificar raciocínio BDI, em nosso conhecimento, não provem recursos expressivos para codificar tal diferença. Nós acreditamos que, para atacar o gap semântico, precisamos de um ferramental semântico que permita a especificação de ações mentais, assim como ações ônticas. Lógicas Dinâmicas Epistêmicas (DEL, do inglês Dynamic Epistemic Logic) são uma família de lógicas modais dinâmicas largamente utilizadas para estudar os fenômenos de mudança do estado mental de agentes. Os trabalhos em DEL foram fortemente influenciados pela escola holandesa de lógica, com maior proponente Johna Van Benthem, e seu “desvio dinâmico” em lógica (dynamic turn em inglês) que propõe a utilização de lógicas dinâmicas para compreender ações de mudanças mentais (VAN BENTHEM, 1996). O formalismo das DEL deriva de diversas vertentes do estudo de mudança epistêmica, como o trabalho em teoria da Revisão de Crenças AGM (ALCHOURRÓN; GÄRDENFORS; MAKINSON, 1985), e Epistemologia Bayesiana (HÁJEK; HARTMANN, 2010). Tais lógicas adotam a abordagem, primeiro proposta por Segerberg (1999), de representar mudanças epistêmicas dentro da mesma linguagem utilizada para representar as noções de crença e conhecimento, diferente da abordagem extra-semântica do Revisão de Crenças a la AGM. No contexto das DEL, uma lógica nos parece particulamente interessante para o estudo de programação orientada a agentes: a Lógica Dinâmica de Preferências (DPL, do inglês Dynamic Preference Logic) de Girard (2008). DPL, também conhecida como lógica dinâmica de ordem, é uma lógica dinâmica para o estudo de preferências que possui grande expressibilidade para codificar diversas atiutudes mentais. De fato, tal lógica foi empregada para o estudo de obrigações (VAN BENTHEM; GROSSI; LIU, 2014), crenças (GIRARD; ROTT, 2014), preferências (GIRARD, 2008), etc. Tal lógica possui fortes ligações com raciocínio não-monotônico e com lógicas já propostas para o estudo de atitudes mentais na área de Teoria da Decisão (BOUTILIER, 1994b) Nós acreditamos que DPL constitui um candidato ideal para ser utilizado como ferramental semântico para se estudar atitudes mentais da teoria BDI por permitir grande flexibilidade para representação de tais atitudes, assim como por permitir a fácil representação de ações mentais como revisão de crenças, adoção de desejos, etc. Mais ainda, pelo trabalho de Liu (2011), sabemos que existem representações sintáticas dos modelos de tal lógica que podem ser utilizados para raciocinar sobre atitudes mentais, sendo assim candidatos naturais para serem utilizados como estruturas de dados para uma implementação semanticamente fundamentada de uma linguagem de programação orientada a agentes. Assim, nesse trabalho nós avançamos no problema de reduzir o gap semântico entre linguagens de programação orientadas a agentes e formalismos lógicos para especificar agentes BDI. Nós exploramos não somente como estabelecer as conexões entre as estruturas estáticas, i.e. estado de um programa e um modelo da lógica, mas também como as ações de raciocínio pelas quais se especifica a semântica formal de uma linguagem de programação orientada a agentes podem ser entendidas dentro da lógica como operadores dinâmicos que representam ações mentais do agente. Com essa conexão, nós provemos também um conjunto de operações que podem ser utilizadas para se implementar uma linguagem de programação orientada a agentes e que preservam a conexão entre os programas dessa linguagem e os modelos que representam o estado mental de um agente. Finalmente, com essas conexões, nós desenvolvemos um arcabouço para estudar a dinâmica de atitudes mentais, tais como crenças, desejos e inteções, e como reproduzir essas propriedades na semântica de linguagens de programação.
As the notions of Agency and Multiagent System became important topics for the Computer Science and Artificial Intelligence communities, Agent Programming has been proposed as a paradigm for the development of computer systems. As such, in the last decade, we have seen the flourishing of the literature on Agent Programming with the proposal of several programming languages, e.g. AgentSpeak (RAO, 1996; BORDINI; HUBNER;WOOLDRIDGE, 2007), Jadex (POKAHR; BRAUBACH; LAMERSDORF, 2005), JACK (HOWDEN et al., 2001), 3APL/2APL (DASTANI; VAN RIEMSDIJK; MEYER, 2005; DASTANI, 2008), GOAL (HINDRIKS et al., 2001), among others. Agent Programming is a programming paradigm proposed by Shoham (1993) in which the minimal units are agents. An agent is an entity composed of mental attitudes, that describe the its internal state - such as its motivations and decisions - as well as its relation to the external world - its beliefs about the world, its obligations, etc. This programming paradigm stems from the work on Philosophy of Action and Artificial Intelligence concerning the notions of intentional action and formal models of agents’ mental states. As such, the meaning (and properties) of notions such as belief, desire, intention, etc. as studied in these disciplines are of central importance to the area. Particularly, we will concentrate in our work on agent programming languages influenced by the so-called BDI paradigm of agency, in which an agent is described by her beliefs, desires, intentions. While the engineering of such languages has been much discussed, the connections between the theoretical work on Philosophy and Artificial Intelligence and its implementations in programming languages are not so clearly understood yet. This distance between theory and practice has been acknowledged in the literature for agent programming languages and is commonly known as the “semantic gap”. Many authors have attempted to tackle this problem for different programming languages, as for the case of AgentSpeak (BORDINI; MOREIRA, 2004), GOAL (HINDRIKS; VAN DER HOEK, 2008), etc. In fact, Rao (1996, p. 44) states that “[t]he holy grail of BDI agent research is to show such a one-to-one correspondence with a reasonably useful and expressive language.” One crucial limitation in the previous attempts to connect agent programming languages and BDI logics, in our opinion, is that the connection is mainly established at the static level, i.e. they show how a given program state can be interpreted as a BDI mental state. It is not clear in these attempts, however, how the execution of the program may be understood as changes in the mental state of the agent. The reason for this, in our opinion, is that the formalisms employed to construct BDI logics are usually static, i.e. cannot represent actions and change, or can only represent ontic change, not mental change. The act of revising one’s beliefs or adopting a given desire are mental actions (or internal actions) and, as such, different from performing an action over the environment (an ontic or external action). This difference is well recognized in the literature on the semantics of agent programming languages (D’INVERNO et al., 1998; BORDINI; HUBNER; WOOLDRIDGE, 2007; MENEGUZZI; LUCK, 2009), but this difference is lost when translating their semantics into a BDI logic. We believe the main reason for that is a lack of expressibility in the formalisms used to model BDI reasoning. Dynamic Epistemic Logic, or DEL, is a family of dynamic modal logics to study information change and the dynamics of mental attitudes inspired by the Dutch School on the “dynamic turn” in Logic (VAN BENTHEM, 1996). This formalism stems from various approaches in the study of belief change and differs from previous studies, such as AGM Belief Revision, by shifting from extra-logical characterization of changes in the agents attitudes to their integration within the representation language. In the context of Dynamic Epistemic Logic, the Dynamic Preference Logic of Girard (2008) seems like an ideal candidate, having already been used to study diverse mental attitudes, such as Obligations (VAN BENTHEM; GROSSI; LIU, 2014), Beliefs (GIRARD; ROTT, 2014), Preferences (GIRARD, 2008), etc. We believe Dynamic Preference Logic to be the ideal semantic framework to construct a formal theory of BDI reasoning which can be used to specify an agent programming language semantics. The reason for that is that inside this logic we can faithfully represent the static state of a agent program, i.e. the agent’s mental state, as well as the changes in the state of the agent program by means of the agent’s reasoning, i.e. by means of her mental actions. As such, in this work we go further in closing the semantic gap between agent programs and agency theories and explore not only the static connections between program states and possible worlds models, but also how the program execution of a language based on common operations - such as addition/removal of information in the already mentioned bases - may be understood as semantic transformations in the models, as studied in Dynamic Logics. With this, we provide a set of operations for the implementation of agent programming languages which are semantically safe and we connect an agent program execution with the dynamic properties in the formal theory. Lastly, by these connections, we provide a framework to study the dynamics of different mental attitudes, such as beliefs, goals and intentions, and how to reproduce the desirable properties proposed in theories of Agency in a programming language semantics.

Cette thèse s'intéresse aux émotions, et plus particulièrement à leur formalisation logique. La première partie est consacrée à l'état de l'art, du point de vue de la psychologie (exposé d'un historique des théories des émotions) et de l'informatique (présentation d'agents émotionnels et de leurs applications). La deuxième partie est consacrée à la formalisation logique des émotions. Elle introduit le formalisme logique utilisé, expose et argumente les définitions formelles de vingt émotions, et démontre certaines de leurs propriétés. Enfin la troisième partie est consacrée aux applications pratiques de ce travail et aux perspectives de continuation. Un tel travail apporte plusieurs contributions : il offre à la communauté agent un modèle formel d'un grand ensemble d'émotions ; il montre l'intérêt des logiques BDI ; enfin il ouvre des perspectives de recherche sur la dynamique des émotions et leur influence sur le comportement des agents, un domaine encore peu exploré
This thesis is about emotions, and more particularly about their logical formalization. The first part is dedicated to the state of the art, from the point of view of both psychology (history of theories of emotions) and computer science (presentation of emotional agents and their applications). The second aprt is dedicated to the logical formalisation of emotions. It introduces our logical framework, exposes and argues the formal definitions of twenty emotions, and proves some of their properties. Finally the last part is dedicated to practical applications and continuation prospects of this work. Such a work offers interesting contributions: it offers to the agent community a formal model of a great number of emotions; it shows the interest of BDI logics; and it opens research prospects about the dynamics of emotions and their influence on the behaviour of agents, a field not much explored for now

I study sequent calculus of combined logics in this thesis. Two specific logics are looked at-Logic BI that combines intuitionistic logic and multiplicative intuitionistic linear logic and Logic BBI that combines classical logic and multiplicative linear logic. A proof-theoretical study into logical combinations themsel ves then follows. To consolidate intuition about what this thesis is all about, let us suppose that we know about two different logics, Logic A developed for reasoning about Purpose A and Logic B developed for reasoning about Purpose B. Logic A serves Purpose A very well, but not Purpose B. Logic B serves Purpose B very well but not Purpose A. We wish to fulfill both Purpose A and Purpose B, but presently we can only afford to let one logic guide through our reasoning. What shall we do? One option is to be content with having Logic A with which we handle Purpose A efficiently and Purpose B rather inefficiently. Another option is to choose Logic B instead. But there is yet another option: we combine Logic A and Logic B to derive a new logic Logic C which is still one logic but which serves both Purpose A and Purpose B efficiently. The combined logic is synthetic of the strengths in more basic logics (Logic A and Logic B). As it nicely takes care of our requirements, it may be the best choice among all that have been so far considered. Yet this is not the end of the story. Depending on the manner Logic A and Logic B combine, Logic C may have extensions serving more purposes than just Purpose A and Purpose B. Ensuing is the following problem: we know about Logic A and Logic B, but we may not know about combined logics of the base logics. To understand the combined logics, we need to understand the extensions in which base logics interact each other. Analysis on the interesting parts tends to be non-trivial, however. The mentioned two specific combined logics BI and BBI do not make an exception, for which proof-theoretical development has been particularly slow. It has remained in obscurity how to properly handle base-logic interactions of the combined logics as appearing syntactically. As one objective of this thesis, I provide analysis on the syntactic phenomena of the BI and BBI base-logic interactions within sequent calculus, to augment the knowledge. For BI, I deliver, through appropriate methodologies to reason about the syntactic phenomena of the base-logic interactions, the first BI sequent calculus free of any structural rules. Given its positive consequence to efficient proof searches, this is a significant step forward in further maturity of BI proof theory. Based on the calculus, I prove decidability of a fragment of BI purely syntactically. For BBI which is closely connected to application via separation logic, I develop adequate sequent calculus conventions and consider the implication of the underlying semantics onto syntax. Sound BBI sequent calculi result with a closer syntax-semantics correspondence than previously envisaged. From them, adaptation to separation logic is also considered. To promote the knowledge of combined logics in general within computer science, it is also important that we be able to study logical combinations themselves. Towards this direction of generalisation, I present the concept of phased sequent calculus - sequent calculus which physically separates base logics, and in which a specific manner of logical combination to take place between them can be actually developed and analysed. For a demonstration, the said decidable BI fragment is formulated in phased sequent calculus, and the sense of logical combination in effect is analysed. A decision procedure is presented for the fragment.

This research pursues the use of powerful BDD-based functional circuit analysis to evaluate some approaches to test set generation. Functional representations of the circuit allow the measurement of information about faults that is not directly available through circuit simulation methods, such as probability of random detection and test-space overlap between faults. I have created a software tool that performs experiments to make such measurements and augments existing test generation strategies with this new information. Using this tool, I explored the relationship of fault model difficulty to test set length through fortuitous detection, and I experimented with the application of function-based methods to help reconcile the traditionally opposed goals of making test sets that are both smaller and more effective.

Ett föränderligt medielandskap fordrar en anpassning från företagens sida och därmed ett nyanserat sätt att skapa marknadsföring. I en värld där konsumenter tenderar att vara alltmer aktiva i köpprocessen uppkommer nya typer av marknadsaktörer. Studien undersöker hur detta nät av aktörer samarbetar för att skapa en marknadsföringskampanj anpassad efter det rådande medieklimatet. Centrala begrepp för undersökningen är nätverk, resurser och samskapande av värde som tillsammans utgör utgångspunkten för studiens analysmodell. Med utgångspunkt från Volvos framgångsrika marknadsföringskampanj Made by Sweden har fyra intervjuer med representanter från aktörer som varit med i arbetet bakom genomförts. Studien visar att ett integrerat och organiskt samarbete där tillämpningen och integreringen av gemensamma resurser som kunskap och kompetens uppfattas som en av kampanjarbetets mest fundamentala grundstenar. Avslutningsvis kan även interaktionen med konsumenter i sociala medier ses som en viktig kunskapskälla i kampanjarbetet och en vägvisare för hur och i vilka kanaler kampanjen skulle kommuniceras. Kampanjens framgång stavas, med andra ord, inte bara Zlatan Ibrahimovic utan kräver att företag förvaltar de förutsättningar som finns för att skapa någonting större.

Die vorliegende Arbeit widmet sich der Darstellung des Kunstmarktgeschehens und der Entscheidungsfindung von Galeristen. Ziel ist es aufzuzeigen, welche Auswirkungen Erfahrung und Expertise sowie ein begrenzter Informationszugang auf die angewandte Entscheidungslogik und das Entscheidungsverhalten von Galeristen haben. Sie behandelt die Thematik der kausalen und effektualen Entscheidungslogik und der unterschiedlichen Entscheidungsansätze von Novizen und Experten. Gemäß Sarasvathy (2001) tendieren Novizen zu kausaler und Experten zur effektualer Logik. Sie unterscheiden sich durch ihren Grad an Expertise, welche auf Deliberate Practice, Erfahrung und kontinuierlich erbrachter überragender Leistungserbringung basiert (Ericsson 2006; Mitchell et al. 2005:3, Dew et al. 2009: 289). Gegenstand der Untersuchung war die Beantwortung der Fragen, ob sich die Berufserfahrung, das Geschlecht und der akademische Werdegang des Galeristen auf die angewandte Entscheidungslogik auswirken. Die Ergebnisse belegen, dass die Berufserfahrung einen signifikanten Einfluss auf die angewandte Entscheidungslogik der Galeristen hat: Novizen-Galeristen präferieren die kausale Entscheidungslogik, Experten-Galeristen die effektuale. In Bezug auf das Geschlecht ist nachweisbar, dass Galeristinnen am häufigsten die kausale Entscheidungslogik anwenden. Dasselbe Bild stellt sich bei Galeristen – ungeachtet ihres Geschlechts – ohne akademische Ausbildung ein. Die Arbeit setzt zudem ihren Fokus auf die experimentelle Untersuchung des Preisbildungsverfahrens durch Galeristen, wobei insbesondere der etwaige Einfluss der Overconfidence im Mittelpunkt steht. Die Studienergebnisse lassen darauf schließen, dass ein signifikantes Maß an Overconfidence dazu führt, dass die Preise für Kunstwerke niedriger gesetzt werden. Zudem konnte ein Wissenseffekt festgestellt werden: Je versierter ein Galerist im Kunstmarkt ist, desto höher setzt er den Preis für ein als „ausstellungswürdig" deklariertes Kunstwerk.
The objective of this dissertation is to shed more light on the primary art market and the decision-making processes of its protagonists, the gallery owners. The doctoral thesis focuses on the potential impact of experience and expertise on the gallerists‘ applied decision-making logic and the consequences of limited access to information for the gallery owners‘ decision-making behaviour. In particular, the distinction between novices and experts and their decision-making is addressed. According to Sarasvathy (2001), novices tend to use a predictive decision-making logic (causation), whereas experts apply a non-predictive logic (effectuation). They differ in their level of expertise, which is based on deliberate practice, experience and continuous outstanding and superior performance in a particular domain (Ericsson 2006; Mitchell et al. 2005:3, Dew et al. 2009: 289). The studies conducted examined whether the professional experience, gender and academic career of the gallery owner affects the applied decision-making logic. The results show that professional experience has a significant influence on the applied decision-making logic of the gallery owner: novice-gallerists prefer the causal approach, expert gallery owners favour the effectual decision-making logic. With regard to gender and the academic career, it can be proven that female gallery owners and gallerists without academic training most often apply the causal decision-making logic. This dissertation also focuses on the experimental analysis of the influence and impact of overconfidence on the price setting processes of gallery owners. The results indicate that a significant level of overconfidence leads to lower prices for works of art. In addition, a knowledge effect could be observed: the more sophisticated the gallery owners are, the higher will be the price they set for an art work they consider to be suitable for an exhibition.

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Nenhuma
Quando este trabalho foi iniciado não era possível desenvolver de forma prática e direta softwares com agentes inteligentes onde suas crenças poderiam ser probabilidades relacionadas com seu ambiente, visto que as definições formais das linguagens disponíveis não previam tal possibilidade. Quando essa necessidade precisava ser levada em conta e implementada, devia-se lançar mão de técnicas avançadas de programação onde deveria haver a integração de ambientes de desenvolvimentos e linguagens, a fim de tornar a implementação factível. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma nova linguagem de programação orientada a agentes denominada AgentSpeak(PL), baseada em AgentSpeak(L), com o intuito de agregar o conceito de crenças probabilísticas através do uso de Redes Bayesianas sendo implementada através de uma extensão da ferramenta de programação Jason.
When this work was started it was not possible to develop so practical and straightforward software with intelligent agents where their beliefs could likely be related to their environment, as the settings formal language available did not foresee such a possibility. When this necessity had to be taken into account and implemented, one should resort of advanced programming techniques where there should be integration of development environments and languages in order to make the implementation feasible. This study aimed to develop a new language agent oriented programming called AgentSpeak (PL), based on AgentSpeak (L) with the intention of creating the concept of probabilistic beliefs through the use of Bayesian networks being implemented through an extension Jason's programming tool.

Binary decision diagrams (BDDs) is the most efficient Boolean logic representation found so far. In this dissertation, a new BDD-based logic synthesis system is presented. The system is based on a new BDD decomposition theory which supports both algebraic and Boolean factorization. New techniques, which are crucial to the manipulation of BDDs in a partitioned Boolean network environment, are described in detail. The experimental results show that our logic synthesis system has a capability to handle very large circuits. It offers a superior run-time advantage over the state-of-the-art logic synthesis system, with comparable results in terms of circuit area and often improved delay.

We describe BDD-based decision procedures for K . Our approach is inspired by the automata-theoretic approach, but we avoid explicit automata construction. Our algorithms compute the fixpoint of a set of types, which are sets of formulas satisfying some consistency conditions. We use BDDs to represent and manipulate such sets. By viewing the sets of types as symbolic encoding of all possible models of a formula, we developed particle-based and lean-vector-based representation techniques which gives more compact representations. By taking advantage of the finite-tree-model property of K , we introduced a level-based evaluation scheme to speed up construction and reduce memory consumption. We also studied the effect of formula simplification on the decision procedures. As part of the benching procedure, we compared the BDD-based approach with a representative selection of current approaches, as well as developing an algorithm to translate K to QBF based on our decision procedure. Experimental results show that the BDD-based approach dominates for modally heavy formulas, while search-based approaches dominate for propositionally-heavy formulas.

碩士
國立中央大學
資訊工程學系
102
Jason [1] is the most popular platform to develop agent. However, we argue that Jason is difficult to use because of its using logic programming[2], it is very different from other programming languages with regard to deliberation and execution. On the other hand, we use JADE, OWL, and Java to implement the 10-step reasoning cycle of Jason agent. We found that by doing so we can simulate Jason agent without the cumbersome logic construct of logic programming and thus improve agent program maintainability .

This dissertation investigates high-level decision making for agents that are both goal and utility driven. We develop a partially observable Markov decision process (POMDP) planner which is an extension of an agent programming language called DTGolog, itself an extension of the Golog language. Golog is based on a logic for reasoning about action—the situation calculus. A POMDP planner on its own cannot cope well with dynamically changing environments and complicated goals. This is exactly a strength of the belief-desire-intention (BDI) model: BDI theory has been developed to design agents that can select goals intelligently, dynamically abandon and adopt new goals, and yet commit to intentions for achieving goals. The contribution of this research is twofold: (1) developing a relational POMDP planner for cognitive robotics, (2) specifying a preliminary BDI architecture that can deal with stochasticity in action and perception, by employing the planner.
Computing
M. Sc. (Computer Science)