An expert system applied to earthmoving operations and equipment selection

The thesis represents an effort to assess the current and future development of expert systems relating to civil engineering problems. It describes the development and evaluation of an Expert System (ESEMPS) that is capable of advising on earth allocation and plant selection for road construction similar to that of an expert in the domain. [Continues.

Kiel Declarative Programming Days 2013

This report contains the papers presented at the Kiel Declarative Programming Days 2013, held in Kiel (Germany) during September 11-13, 2013. The Kiel Declarative Programming Days 2013 unified the following events: * 20th International Conference on Applications of Declarative Programming and Knowledge Management (INAP 2013) * 22nd International Workshop on Functional and (Constraint) Logic Programming (WFLP 2013) * 27th Workshop on Logic Programming (WLP 2013) All these events are centered around declarative programming, an advanced paradigm for the modeling and solving of complex problems. These specification and implementation methods attracted increasing attention over the last decades, e.g., in the domains of databases and natural language processing, for modeling and processing combinatorial problems, and for high-level programming of complex, in particular, knowledge-based systems

Optimization and inference under fuzzy numerical constraints

Εκτεταμένη έρευνα έχει γίνει στους τομείς της Ικανοποίησης Περιορισμών με διακριτά (ακέραια) ή πραγματικά πεδία τιμών. Αυτή η έρευνα έχει οδηγήσει σε πολλαπλές σημασιολογικές περιγραφές, πλατφόρμες και συστήματα για την περιγραφή σχετικών προβλημάτων με επαρκείς βελτιστοποιήσεις. Παρά ταύτα, λόγω της ασαφούς φύσης πραγματικών προβλημάτων ή ελλιπούς μας γνώσης για αυτά, η σαφής μοντελοποίηση ενός προβλήματος ικανοποίησης περιορισμών δεν είναι πάντα ένα εύκολο ζήτημα ή ακόμα και η καλύτερη προσέγγιση. Επιπλέον, το πρόβλημα της μοντελοποίησης και επίλυσης ελλιπούς γνώσης είναι ακόμη δυσκολότερο. Επιπροσθέτως, πρακτικές απαιτήσεις μοντελοποίησης και μέθοδοι βελτιστοποίησης του χρόνου αναζήτησης απαιτούν συνήθως ειδικές πληροφορίες για το πεδίο εφαρμογής, καθιστώντας τη δημιουργία ενός γενικότερου πλαισίου βελτιστοποίησης ένα ιδιαίτερα δύσκολο πρόβλημα. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας θα μελετήσουμε το πρόβλημα της μοντελοποίησης και αξιοποίησης σαφών, ελλιπών ή ασαφών περιορισμών, καθώς και πιθανές στρατηγικές βελτιστοποίησης. Καθώς τα παραδοσιακά προβλήματα ικανοποίησης περιορισμών λειτουργούν βάσει συγκεκριμένων και προκαθορισμένων κανόνων και σχέσεων, παρουσιάζει ενδιαφέρον η διερεύνηση στρατηγικών και βελτιστοποιήσεων που θα επιτρέπουν το συμπερασμό νέων ή/και αποδοτικότερων περιορισμών. Τέτοιοι επιπρόσθετοι κανόνες θα μπορούσαν να βελτιώσουν τη διαδικασία αναζήτησης μέσω της εφαρμογής αυστηρότερων περιορισμών και περιορισμού του χώρου αναζήτησης ή να προσφέρουν χρήσιμες πληροφορίες στον αναλυτή για τη φύση του προβλήματος που μοντελοποιεί.Extensive research has been done in the areas of Constraint Satisfaction with discrete/integer and real domain ranges. Multiple platforms and systems to deal with these kinds of domains have been developed and appropriately optimized. Nevertheless, due to the incomplete and possibly vague nature of real-life problems, modeling a crisp and adequately strict satisfaction problem may not always be easy or even appropriate. The problem of modeling incomplete knowledge or solving an incomplete/relaxed representation of a problem is a much harder issue to tackle. Additionally, practical modeling requirements and search optimizations require specific domain knowledge in order to be implemented, making the creation of a more generic optimization framework an even harder problem.In this thesis, we will study the problem of modeling and utilizing incomplete and fuzzy constraints, as well as possible optimization strategies. As constraint satisfaction problems usually contain hard-coded constraints based on specific problem and domain knowledge, we will investigate whether strategies and generic heuristics exist for inferring new constraint rules. Additional rules could optimize the search process by implementing stricter constraints and thus pruning the search space or even provide useful insight to the researcher concerning the nature of the investigated problem

Proceedings of the Workshop on the lambda-Prolog Programming Language

The expressiveness of logic programs can be greatly increased over first-order Horn clauses through a stronger emphasis on logical connectives and by admitting various forms of higher-order quantification. The logic of hereditary Harrop formulas and the notion of uniform proof have been developed to provide a foundation for more expressive logic programming languages. The λ-Prolog language is actively being developed on top of these foundational considerations. The rich logical foundations of λ-Prolog provides it with declarative approaches to modular programming, hypothetical reasoning, higher-order programming, polymorphic typing, and meta-programming. These aspects of λ-Prolog have made it valuable as a higher-level language for the specification and implementation of programs in numerous areas, including natural language, automated reasoning, program transformation, and databases

First Seminar on Artificial Intelligence

Első szeminárium a mesterséges intelligenciáról. A mesterséges intelligenciáról Visegrádon 1989. január 23-24-én megtartott első szeminárium előadásainak kiadványa

Rule-based Metaprogramming for Smart Spaces

The motivation of this work is goes back to the objective of achieving interoperability in multiparty environments such as ubiquitous systems. Full interoperability in an open environment requires mutually sharing the behavior of the participants, so that the behavioral interoperability becomes as relevant as interoperability of data. This requires analysis or evaluation of behavioral descriptions from untrusted parties in a controlled manner. Furthermore we need to manage the evaluation process based on the content and provenance of the descriptions and other information on which the descriptions operate. This information allows one to choose which behaviour is to be used and which data is to be operated on. To enable this vision we propose to present behavioral descriptions as Answer Set Programming (ASP) rules. In this work we present a method for the evaluation of ASP rules based on metaprogramming: the evaluator for the rules is implemented using ASP rules themselves. To facilitate metaevaluation, we transform rules to a reified format, which enables representing rules as facts, and construct the metaevaluator to work directly on this reified format. Facts corresponding to reified rules and the metaevaluation rules are then treated by native ASP tools. We give a proof that our metaevaluator adheres to the stable model semantics for ASP evaluation. Having rules in the reified format is beneficial as behavioral rules can then be shared and manipulated as any other data. We have implemented a mechanism which maintains the provenance information of data during the rule evaluation along with hooks to allow control over the context of the use of that data. This allows attaching arbitrary metainformation to rules and facts and allows independently creating policies which control on how different data is handled in the ASP solving phase. In addition to the metaevaluation phase, we have implemented syntactical safety analysis of reified rules. These methods enable sharing, analyzing and executing behavioral descriptions in a controlled manner within the same semantic ASP framework, providing one solution for the interoperability problem. The evaluation of ASP rules has two logical phases: grounding and actual solving. We have separated provenance handling and syntactic analysis to the metagrounding phase with the intention that rules and data, which do not match the provenance criteria, are never delivered to the solving phase. To the best of our knowledge, this work presents the first implementation of a metagrounder for ASP programs. According to performance analysis, the metagrounder is not yet competitive with current grounder technology.Tämän opinnäytteen motivaationa on yhteensopivuus ubiikkien järjestelmien kaltaisissa usean käyttäjän ympäristöissä. Täydellinen yhteensopivuus avoimissa ympäristöissä vaatii osapuolten käyttäytymisten kuvausten jakamista käyttäjien kesken. Tällöin käyttäytymisen kuvausten yhteensopivuus muodostuu yhtä tärkeäksi kuin muun tiedon yhteensopivuus. Tästä johtuen on tarpeellista analysoida tai evaluoida hallitusti käyttäytymisten kuvauksia, jotka ovat peräisin mahdollisesti epäluotettavilta tahoilta. Tämän lisäksi evaluointiprosessia täytyy hallinnoida perustuen sekä käyttäytymisten kuvausten että muun käytetyn tiedon sisältöön ja alkuperään. Tämän tiedon avulla valitaan mitä käyttäytymiskuvauksia ja mitä tietoa tullaan käyttämään evaluoinnissa. Tämän vision mahdollistamiseksi tässä työssä ehdotetaan käyttäytymiskuvausten esitettämistä sääntöpohjaisella rajoiteohjelmoinnilla (engl. Answer Set Programming, ASP). Tässä opinnäytteessä kuvataan metaohjelmointipohjainen menetelmä sääntöjen evaluoimiseen, missä itse evaluaattori on toteutettu ASP-säännöillä. Jotta metaevaluaatio olisi mahdollista, säännöt muunnetaan reifioituun muotoon, joka sallii sääntöjen esittämisen faktoina ja metaevaluaattori toteutetaan toimimaan näiden reifioitujen kuvausten kanssa. Faktoina esitetyt reifioidut säännöt ja metaevaluaattorin säännöt evaluoidaan olemassaolevilla ASP-työkaluilla. Työssä esitetään oikeellisuustodistus, jonka perusteella toteutettu metaevaluaattori noudattaa stabiilien mallien semantiikkaa. Sääntöjen esittäminen reifioidussa muodossa on hyödyllistä, sillä tällöin sääntöjä voidaan jakaa ja käsitellä samoin kuin muutakin tietoa. Tässä työssä esitetään lisäksi menetelmä, joka säilyttää sääntöjen käyttämien tietojen alkuperän sääntöjen evaluoinnissa. Tämän ohella esitellään edelliseen laajennus jonka avulla voidaan kontrolloida syötetiedon käyttökonteksti. Tämä mekanismi mahdollistaa mielivaltaisen metainformaation liittämisen sääntöihin sekä muuhun tietoon ja suo erityisesti mahdollisuuden määrittää lisätoimintaperiaatteita sääntöevaluoinnin ohjaamiseen. Nämä menetelmät mahdollistavat käyttäytymissääntöjen turvallisen ja hallitun jakamisen, analysoinnin sekä evaluaation yhdessä semanttisessa viitekehyksessä, tarjoten erään mahdollisen ratkaisun yhteensopivuusongelmaan. Työssä esitetään myös syntaktinen turvallisuusanalyysi reifioiduille säännöille. ASP-sääntöjen evaluaatiossa on kaksi loogista vaihetta: muuttujien instantiointi ja varsinainen ratkaiseminen. Tietojen alkuperän käsittely sekä syntaktinen analyysi on rajattu metatasolle. Näin varmistetaan, että tiedot tai säännöt, jotka eivät ole toimintaperiaatteiden mukaisia, eivät koskaan päädy ratkaisuvaiheeseen. Tässä työssä on esitetty käsittääkseemme ensimmäinen toteutus ASP-sääntöjen instantioinnista metatasolla. Suoritetun vertailun perusteella metatason instantioinnin tehokkuus ei ole vielä kilpailukykyinen nykyisten instantiointitekniikoiden kanssa