 | Эта статья может быть слишком технической, чтобы ее могло понять большинство читателей . ( Октябрь 2012 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Пространственно-временные рассуждения - это область искусственного интеллекта, которая опирается на области информатики , когнитивной науки и когнитивной психологии . Теоретическая цель - с познавательной стороны - включает представление и рассуждение пространственно-временного знания в уме. Прикладная цель - со стороны вычислений - включает разработку высокоуровневых систем управления автоматами для навигации и понимания времени и пространства.
Влияние когнитивной психологии [ править ]
Конвергентный результат в когнитивной психологии состоит в том, что отношение связи - это первое пространственное отношение, 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 является примитивным; (2) отношение ориентации - это отношение сравнения расстояний: то, что вы находитесь передо мной, можно интерпретировать как то, что вы ближе к моей передней стороне, чем к другим моим сторонам; (3) отношение расстояния - это отношение связи с использованием третьего объекта: то, что вы находитесь на расстоянии одного метра от меня, можно интерпретировать как объект длиной один метр, связанный с вами и мной одновременно.
Фрагментарные представления временных исчислений [ править ]
Не обращая внимания на внутренние отношения между пространственными отношениями, исследователи ИИ предоставили множество фрагментарных представлений. Примеры временных исчислений включают интервальную алгебру Аллена и точечную алгебру Вилена и Каутца . Наиболее известные пространственные конкременты являются мереотопологическими конкрементами , Франк «ы направления кардинального исчисления , двойной крест исчисление Freksa, в Egenhofer и Franzosa игровых 4- и 9-пересечений конкрементов , Ligozat в триггер исчисление , различные области соединения конкрементов (РСС), и ориентированная точка Алгебра отношений. Недавно были разработаны пространственно-временные исчисления, объединяющие пространственную и временную информацию. Например, вычисление пространственно-временных ограничений (STCC) Геревини и Небеля объединяет алгебру интервалов Аллена с RCC-8. Более того, качественный расчет траектории (QTC) позволяет делать выводы о движущихся объектах.
Количественная абстракция [ править ]
В литературе особое внимание уделяется качественным пространственно-временным рассуждениям, которые основаны на качественных абстракциях временных и пространственных аспектов базовых знаний здравого смысла, на которых основана наша человеческая точка зрения на физическую реальность. Методически, качественное ограничение конкременты ограничивают словарный запас богатых математических теорий , касающийся временных или пространственных объектов , таких , что конкретные аспекты этих теорий можно лечить в пределах разрешимых фрагментов с простой качественный (не - метрики) языков. В отличие от математических или физических теорий о пространстве и времени, качественные исчисления ограничений позволяют делать довольно недорогие рассуждения о 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 роботом .
Алгебра отношений [ править ]
Большинство этих исчислений можно формализовать как абстрактные алгебры отношений , так что рассуждения можно проводить на символическом уровне. Для вычисления решения в сети ограничений , то алгоритм пути совместности является важным инструментом.
Программное обеспечение [ править ]
- GQR , решатель сети ограничений для таких исчислений, как RCC-5, RCC-8, интервальная алгебра Аллена, точечная алгебра, исчисление сторон света и т. Д.
- qualreas - это среда Python для качественных рассуждений над сетями алгебр отношений, такими как RCC-8, алгебра интервалов Аллена и алгебра Аллена, интегрированная с точками времени и находящаяся в левом или правом ветвлении времени.
См. Также [ править ]
- Кора головного мозга
- Здравый смысл
- Схематическое рассуждение
- Пространственная способность
- Временная логика
- Визуальное мышление
Заметки [ править ]
Ссылки [ править ]
- Renz, J .; Небель, Б. (2007). Aiello, M .; Pratt-Hartmann, I .; ван Бентем, Дж. (ред.). Качественное пространственное мышление с использованием исчислений ограничений (PDF) . Справочник по пространственной логике . Springer. ISBN 9781402055867.
- Донг, Т. (2008). «Комментарий к RCC: от RCC к RCC⁺⁺». Журнал философской логики . 34 (2): 319–352. DOI : 10.1007 / s10992-007-9074-у . JSTOR 41217909 . S2CID 6243376 .
- Vilain, M .; Kautz, H .; ван Бик, П. (1987). Алгоритмы распространения ограничений для временных рассуждений: исправленный отчет . Чтения качественных рассуждений о физических системах . Издательство Морган Кауфманн. ISBN 1-55860-095-7.
- Донг, Т. (2012). Распознавание изменчивой среды - теория когнитивной призмы . Исследования в области вычислительного интеллекта. 388 . Шпрингер-Верлаг, Берлин-Гейдельберг. ISBN 9783642240577.
