Taaluitbreidingen en nieuwe inferenties voor het kennisbank paradigma vanuit een Business en Multi-Agent perspectief

Het doel van kennisrepresatie en redeneren (KRR), een onderzoeksveld in Artificiële Intelligentie is het ontwikkelen van formele talen om kennis mee voor te stellen op een wiskundige manier, en het ontwikkelen van inferentie methoden
zodat verschillende taken kunnen worden opgelost met behulp van deze kennis.

Bestaande aanpakken in KRR ontwikkelen een formele taal (een logica) met een bijhorende inferentie, specifiek toegepast op een bepaald soort redeneertaak. Het Kennisbank (KB) paradigma pakt dit anders aan. Er is een strikte scheiding tussen de relevante kennis en waar het voor gebruikt wordt. De achterliggende visie is dat domeinkennis compleet onafhankelijk is van de redeneertaak waarvoor het gebruikt dient te worden. In een KB systeem wordt informatie opgeslagen in een centraal beheerde kennisbank, waarbij een verzameling inferenties worden aangeboden die redeneertaken kunnen oplossen, gebruikmakend van deze kennisbank.

In deze tekst bestuderen we dit paradigma en we onderzoeken en bewijzen dat deze aanpak een heel aantal voordelen biedt ten opzichte van eerdere aanpakken. We maken gebruik van een bestaand KB systeem: het IDP systeem, met eigen KR taal FO(·) (eerste-orde logica met een verzameling uitbreidingen). We gebruiken dit systeem om verschillende interessante en complexe toepassingen te modelleren. Vanuit deze toepassingen zien we de nood tot het uitwerken
verschillende uitbreidingen. We definiëren nieuwe taalconcepten en ontwikkelen nieuwe inferentietechnieken. 

In het eerste deel van deze thesis bekijken we twee toepassingen uit de industrie.

De eerste gaat over interactieve configuratie van producten en systemen. In interactieve configuratie problemen wordt er een configuratie gezocht van verschillende gerelateerde objecten die aan een verzameling voorwaarden moeten
voldoen. Het systeem begeleidt een gebruiker in deze configuratietaak en werkt samen met de gebruiker om een gewenste configuratie te bereiken. We bekijken deze toepassingen en tonen aan dat verschillende functionaliteiten bereikt kunnen worden door inferenties toe te passen op een formele specificatie van de domeinkennis over de configuratie. We definiëren een verzameling nieuwe, afgeleide inferenties die deze nieuwe functionaliteiten voorzien. De tweede toepassing die we bekijken is een systeem dat een autoverhuur bedrijf ondersteund. Dit is een voorbeeld dat prototypisch is in de wereld van de Business Rules: regelgebaseerde systemen die vaak in de industrie gebruikt worden voor kennisintensieve toepassingen. We onderzoeken of alle relevante domeinkennis in onze taal FO(·) kan worden uitgedrukt. We definiëren een uitbreiding op het concept van inductieve definities in onze taal, die het toelaat om nieuwe objecten te creeëren en introduceren een ”new“-operator, aangezien dit formalisme ontbrak in de huidige taal. 

Het tweede deel van deze thesis bekijken we Access Control (of toegangsbeheer) toepassingen vanuit het oogpunt van het KB paradigma. We gebruiken het IDP systeem en kijken naar uitbreidingen voor de taal om deze bruikbaar te maken in een security context, voor deze Access Control toepassingen. 

We onderzoeken hoe we een KB systeem op een gedistribueerde manier (onder verschillende agenten) kunnen gebruiken om uit te zoeken welke agent toegang krijgt tot welke bestanden, gebaseerd op het beleid van de andere agenten.
We definiëren dAEL: distributed autoepistemic logic, een veralgemening van autoepistemische logica om dergelijk gedistribueerd beleid in voor te stellen. Distributed autoepistemic logic (dAEL) is uitgerust met taalconstructies om te refereren naar kennis van andere agenten. We bekijken semantieken voor deze logica, gebaseerde op gekende semantieken voor autoepistemische logica. Hiervoor gebruiken we het algebraïsch framework Approximation Fixpoint Theory (AFT). dAEL veronderstelt dat de verschillende agenten open en eerlijk comminuceren en bijgevolg perfect weten wat elke andere agent weet en niet weet. Deze veronderstelling is redelijk voor de toepassingen die we onderzocht hebben, maar is dit niet in het algemeen.

In het laatste deel van deze thesis stellen we COLm voor: een nieuwe logica gebaseerd op eerste-orde logica met taalconstructies voor verschillende modaliteiten: kennis van elke agent (KA ), common knowledge (C) en beperkingen van kennis van een agent (Only knowing: OA ). We onderzoeken deze modaliteiten, bekijken hoe ze zich onderling verhouden en ontwikkelen een nieuwe semantische structuur die toelaat formules van deze te interpreteren. In deze logica hebben we geen vooropgestelde veronderstellingen zoals introspectie.