Пространственно-временное рассуждение

Пространственно-временное мышление — это область искусственного интеллекта , основанная на областях информатики , когнитивной науки и когнитивной психологии . Теоретическая цель — с когнитивной стороны — предполагает представление и рассуждение пространственно-временных знаний в уме. Прикладная цель — с точки зрения вычислений — предполагает разработку систем управления автоматами высокого уровня для навигации и понимания времени и пространства.

Влияние когнитивной психологии

Конвергентный результат когнитивной психологии заключается в том, что отношение связи является первым пространственным отношением, которое приобретают человеческие младенцы, за которым следует понимание отношений ориентации и отношений расстояния. Внутренние отношения между тремя видами пространственных отношений могут быть вычислительно и систематически объяснены в рамках теории когнитивной призмы следующим образом: (1) отношение связи примитивно; (2) отношение ориентации — это отношение сравнения расстояний: то, что вы находитесь передо мной, можно интерпретировать как то, что вы находитесь ближе к моей передней стороне, чем к другим моим сторонам; (3) отношение расстояния — это отношение связи с использованием третьего объекта: вас, находящегося на расстоянии одного метра от меня, можно интерпретировать как объект длиной один метр, связанный с вами и мной одновременно.

Фрагментарные представления темпоральных исчислений

Не обращая внимания на внутренние связи между пространственными отношениями, исследователи ИИ предоставили множество фрагментарных представлений. Примеры временных исчислений включают интервальную алгебру Аллена Вилена и Каутца и точечную алгебру . Наиболее известными пространственными исчислениями являются мереотопологические исчисления , Франка Эгенхофера и Францозы , исчисление кардинальных направлений , исчисление двойного креста Фрекса, исчисление 4-х и 9-пересечений Лигозата триггерное исчисление , исчисление соединений различных областей (RCC) и ориентированная точка. Относительная алгебра. Недавно были разработаны пространственно-временные исчисления, объединяющие пространственную и временную информацию. Например, исчисление пространственно-временных ограничений (STCC) Геревини и Небеля сочетает в себе интервальную алгебру Аллена с RCC-8. Более того, качественное траекторное исчисление (QTC) позволяет рассуждать о движущихся объектах.

Количественная абстракция

Акцент в литературе делается на качественных пространственно-временных рассуждениях, основанных на качественных абстракциях временных и пространственных аспектов базовых знаний здравого смысла, на которых основан наш человеческий взгляд на физическую реальность. Методологически исчисления качественных ограничений ограничивают словарь богатых математических теорий, имеющих дело с временными или пространственными объектами, так что конкретные аспекты этих теорий можно рассматривать в рамках разрешимых фрагментов с помощью простых качественных (неметрических ) языков. В отличие от математических или физических теорий о пространстве и времени, исчисление качественных ограничений позволяет довольно недорого рассуждать об объектах, расположенных в пространстве и времени. По этой причине ограниченная выразительность исчислений формализма качественного представления является преимуществом, если такие задачи рассуждения необходимо интегрировать в приложения. Например, некоторые из этих вычислений могут быть реализованы для эффективной обработки пространственных запросов ГИС , а некоторые могут использоваться для навигации и связи с мобильным устройством. робот .

Алгебра отношений

Большинство этих исчислений можно формализовать как абстрактные алгебры отношений , так что рассуждения могут осуществляться на символическом уровне. Для вычисления решений сети ограничений алгоритм согласованности пути является важным инструментом.

Программное обеспечение

GQR , решатель сети ограничений для таких исчислений, как RCC-5, RCC-8, интервальная алгебра Аллена, точечная алгебра, исчисление по сторонам света и т. д.
qualreas — это среда Python для качественных рассуждений над сетями алгебр отношений, таких как RCC-8, интервальная алгебра Аллена и алгебра Аллена, интегрированная с точками времени и расположенная во времени с левым или правым ветвлением.

См. также

Примечания

Ссылки

Ренц, Дж.; Небель, Б. (2007). Айелло, М.; Пратт-Хартманн, И.; ван Бентем, Дж. (ред.). Качественное пространственное мышление с использованием исчисления ограничений (PDF) . Спрингер. ISBN 9781402055867 . Архивировано из оригинала (PDF) 27 июня 2007 г. Проверено 1 марта 2007 г. {{cite book}}: |work= игнорируется ( помогите )
Донг, Т. (2008). «Комментарий к RCC: от RCC до RCC⁺⁺». Журнал философской логики . 34 (2): 319–352. дои : 10.1007/s10992-007-9074-y . JSTOR 41217909 . S2CID 6243376 .
Вилен, М.; Каутц, Х.; ван Бик, П. (1987). Алгоритмы распространения ограничений для временных рассуждений: пересмотренный отчет . Издательство Морган Кауфманн. ISBN 1-55860-095-7 . {{cite book}}: |work= игнорируется ( помогите )
Донг, Т. (2012). Распознавание изменяющейся среды - Теория когнитивной призмы . Исследования в области вычислительного интеллекта. Том. 388. Шпрингер-Верлаг, Берлин Гейдельберг. ISBN 9783642240577 .

Внешние ссылки

СМИ, связанные с пространственно-временными рассуждениями, на Викискладе?