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Labeled bipolar argumentation frameworks
An essential part of argumentation-based reasoning is to identify arguments in favor and against a statement or query, select the acceptable ones, and then determine whether or not the original statement should be accepted. We present here an abstract framework that considers two independent forms of argument interaction-support and conflict-and is able to represent distinctive information associated with these arguments. This information can enable additional actions such as: (i) a more in-depth analysis of the relations between the arguments; (ii) a representation of the user's posture to help in focusing the argumentative process, optimizing the values of attributes associated with certain arguments; and (iii) an enhancement of the semantics taking advantage of the availability of richer information about argument acceptability. Thus, the classical semantic definitions are enhanced by analyzing a set of postulates they satisfy. Finally, a polynomial-time algorithm to perform the labeling process is introduced, in which the argument interactions are considered.Fil: Escañuela Gonzalez, Melisa Gisselle. Universidad Nacional de Santiago del Estero; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones CientÃficas y Técnicas. Centro CientÃfico Tecnológico Conicet - Tucumán; ArgentinaFil: Budan, Maximiliano Celmo David. Universidad Nacional de Santiago del Estero; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones CientÃficas y Técnicas. Centro CientÃfico Tecnológico Conicet - Tucumán; ArgentinaFil: Simari, Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones CientÃficas y Técnicas. Centro CientÃfico Tecnológico Conicet - BahÃa Blanca. Instituto de Ciencias e IngenierÃa de la Computación. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e IngenierÃa de la Computación. Instituto de Ciencias e IngenierÃa de la Computación; ArgentinaFil: Simari, Guillermo Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones CientÃficas y Técnicas. Centro CientÃfico Tecnológico Conicet - BahÃa Blanca. Instituto de Ciencias e IngenierÃa de la Computación. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e IngenierÃa de la Computación. Instituto de Ciencias e IngenierÃa de la Computación; Argentin
Logic-based Technologies for Intelligent Systems: State of the Art and Perspectives
Together with the disruptive development of modern sub-symbolic approaches to artificial intelligence (AI), symbolic approaches to classical AI are re-gaining momentum, as more and more researchers exploit their potential to make AI more comprehensible, explainable, and therefore trustworthy. Since logic-based approaches lay at the core of symbolic AI, summarizing their state of the art is of paramount importance now more than ever, in order to identify trends, benefits, key features, gaps, and limitations of the techniques proposed so far, as well as to identify promising research perspectives. Along this line, this paper provides an overview of logic-based approaches and technologies by sketching their evolution and pointing out their main application areas. Future perspectives for exploitation of logic-based technologies are discussed as well, in order to identify those research fields that deserve more attention, considering the areas that already exploit logic-based approaches as well as those that are more likely to adopt logic-based approaches in the future
Strength in coalitions: Community detection through argument similarity
We present a novel argumentation-based method for finding and analyzing communities in social media on the Web, where a community is regarded as a set of supported opinions that might be in conflict. Based on their stance, we identify argumentative coalitions to define them; then, we apply a similarity-based evaluation method over the set of arguments in the coalition to determine the level of cohesion inherent to each community, classifying them appropriately. Introducing conflict points and attacks between coalitions based on argumentative (dis)similarities to model the interaction between communities leads to considering a meta-argumentation framework where the set of coalitions plays the role of the set of arguments and where the attack relation between the coalitions is assigned a particular strength which is inherited from the arguments belonging to the coalition. Various semantics are introduced to consider attacks' strength to particularize the effect of the new perspective. Finally, we analyze a case study where all the elements of the formal construction of the formalism are exercised.Fil: Budan, Paola Daniela. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Cs.exactas y TecnologÃas. Departamento de Informatica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones CientÃficas y Técnicas. Centro CientÃfico Tecnológico Conicet - BahÃa Blanca. Instituto de Ciencias e IngenierÃa de la Computación. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e IngenierÃa de la Computación. Instituto de Ciencias e IngenierÃa de la Computación; Argentina. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Cs.exactas y Tecnologias. Instituto de Investigacion En Informatica y Sistemas de Informacion.; ArgentinaFil: Escañuela Gonzalez, Melisa Gisselle. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Ciencias Exactas y TecnologÃas. Departamento de Matemática; Argentina. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Cs.exactas y Tecnologias. Instituto de Investigacion En Informatica y Sistemas de Informacion.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones CientÃficas y Técnicas; ArgentinaFil: Budan, Maximiliano Celmo David. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Cs.exactas y Tecnologias. Instituto de Investigacion En Informatica y Sistemas de Informacion.; Argentina. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Ciencias Exactas y TecnologÃas. Departamento de Matemática; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones CientÃficas y Técnicas; ArgentinaFil: Martinez, Maria Vanina. Consejo Nacional de Investigaciones CientÃficas y Técnicas; ArgentinaFil: Simari, Guillermo Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones CientÃficas y Técnicas. Centro CientÃfico Tecnológico Conicet - BahÃa Blanca. Instituto de Ciencias e IngenierÃa de la Computación. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e IngenierÃa de la Computación. Instituto de Ciencias e IngenierÃa de la Computación; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e IngenierÃa de la Computación; Argentin
The Role of preferences in logic programming: nonmonotonic reasoning, user preferences, decision under uncertainty
Intelligent systems that assist users in fulfilling complex tasks need a concise and processable representation of incomplete and
uncertain information. In order to be able to choose among different options, these systems also need a compact and processable
representation of the concept of preference.
Preferences can provide an effective way to choose the best solutions to a given problem. These solutions can represent the most
plausible states of the world when we model incomplete information, the most satisfactory states of the world when we express
user preferences, or optimal decisions when we make decisions under uncertainty.
Several domains, such as, reasoning under incomplete and uncertain information, user preference modeling, and qualitative
decision making under uncertainty, have benefited from advances on preference representation. In the literature, several symbolic
approaches of nonclassical reasoning have been proposed. Among them, logic programming under answer set semantics offers a
good compromise between symbolic representation and computation of knowledge and several extensions for handling
preferences.
Nevertheless, there are still some open issues to be considered in logic programming. In nonmonotonic reasoning, first, most
approaches assume that exceptions to logic program rules are already specified. However, sometimes, it is possible to consider
implicit preferences based on the specificity of the rules to handle incomplete information. Secondly, the joint handling of
exceptions and uncertainty has received little attention: when information is uncertain, the selection of default rules can be a matter
of explicit preferences and uncertainty. In user preference modeling, although existing logic programming specifications allow to
express user preferences which depend both on incomplete and contextual information, in some applications, some preferences in
some context may be more important than others. Furthermore, more complex preference expressions need to be supported. In
qualitative decision making under uncertainty, existing logic programming-based methodologies for making decisions seem to lack
a satisfactory handling of preferences and uncertainty.
The aim of this dissertation is twofold: 1) to tackle the role played by preferences in logic programming from different perspectives,
and 2) to contribute to this novel field by proposing several frameworks and methods able to address the above issues. To this
end, we will first show how preferences can be used to select default rules in logic programs in an implicit and explicit way. In
particular, we propose (i) a method for selecting logic program rules based on specificity, and (ii) a framework for selecting
uncertain default rules based on explicit preferences and the certainty of the rules. Then, we will see how user preferences can be
modeled and processed in terms of a logic program (iii) in order to manage user profiles in a context-aware system and (iv) in order
to propose a framework for the specification of nested (non-flat) preference expressions. Finally, in the attempt to bridge the gap
between logic programming and qualitative decision under uncertainty, (v) we propose a classical- and a possibilistic-based logic
programming methodology to compute an optimal decision when uncertainty and preferences are matters of degrees.Els sistemes intel.ligents que assisteixen a usuaris en la realització de tasques complexes necessiten
una representació concisa i formal de la informació que permeti un raonament nomonòton
en condicions d’incertesa. Per a poder escollir entre les diferents opcions, aquests
sistemes solen necessitar una representació del concepte de preferència.
Les preferències poden proporcionar una manera efectiva de triar entre les millors solucions
a un problema. Aquestes solucions poden representar els estats del món més plausibles
quan es tracta de modelar informació incompleta, els estats del món més satisfactori
quan expressem preferències de l’usuari, o decisions òptimes quan estem parlant de presa
de decisió incorporant incertesa.
L’ús de les preferències ha beneficiat diferents dominis, com, el raonament en presència
d’informació incompleta i incerta, el modelat de preferències d’usuari, i la presa de decisió
sota incertesa. En la literatura, s’hi troben diferents aproximacions al raonament no clà ssic
basades en una representació simbòlica de la informació. Entre elles, l’enfocament de programació
lògica, utilitzant la semà ntica de answer set, ofereix una bona aproximació entre
representació i processament simbòlic del coneixement, i diferents extensions per gestionar
les preferències.
No obstant això, en programació lògica es poden identificar diferents problemes pel
que fa a la gestió de les preferències. Per exemple, en la majoria d’enfocaments de raonament
no-monòton s’assumeix que les excepcions a default rules d’un programa lògic ja
estan expressades. Però de vegades es poden considerar preferències implÃcites basades en
l’especificitat de les regles per gestionar la informació incompleta. A més, quan la informació
és també incerta, la selecció de default rules pot dependre de preferències explÃcites i de la
incertesa. En el modelatge de preferències del usuari, encara que els formalismes existents
basats en programació lògica permetin expressar preferències que depenen d’informació
contextual i incompleta, en algunes aplicacions, donat un context, algunes preferències
poden ser més importants que unes altres. Per tant, resulta d’interès un llenguatge que
permeti capturar preferències més complexes. En la presa de decisions sota incertesa, les
metodologies basades en programació lògica creades fins ara no ofereixen una solució del
tot satisfactòria pel que fa a la gestió de les preferències i la incertesa.
L’objectiu d’aquesta tesi és doble: 1) estudiar el paper de les preferències en la programació
lògica des de diferents perspectives, i 2) contribuir a aquesta jove à rea d’investigació
proposant diferents marcs teòrics i mètodes per abordar els problemes anteriorment citats.
Per a aquest propòsit veurem com les preferències es poden utilitzar de manera implÃcita i
explÃcita per a la selecció de default rules proposant: (i) un mètode basat en l’especificitat
de les regles, que permeti seleccionar regles en un programa lògic; (ii) un marc teòric per a
la selecció de default rules incertes basat en preferències explÃcites i la incertesa de les regles.
També veurem com les preferències de l’usuari poden ser modelades i processades usant
un enfocament de programació lògica (iii) que suporti la creació d’un mecanisme de gestió
dels perfils dels usuaris en un sistema amb reconeixement del context; (iv) que permeti
proposar un marc teòric capaç d’expressar preferències amb fòrmules imbricades. Per últim,
amb l’objectiu de disminuir la distà ncia entre programació lògica i la presa de decisió
amb incertesa proposem (v) una metodologia basada en programació lògica clà ssica i en
una extensió de la programació lògica que incorpora lògica possibilÃstica per modelar un
problema de presa de decisions i per inferir una decisió òptima.Los sistemas inteligentes que asisten a usuarios en tareas complejas necesitan una representación
concisa y procesable de la información que permita un razonamiento nomonótono
e incierto. Para poder escoger entre las diferentes opciones, estos sistemas suelen
necesitar una representación del concepto de preferencia.
Las preferencias pueden proporcionar una manera efectiva para elegir entre las mejores
soluciones a un problema. Dichas soluciones pueden representar los estados del mundo
más plausibles cuando hablamos de representación de información incompleta, los estados
del mundo más satisfactorios cuando hablamos de preferencias del usuario, o decisiones
óptimas cuando estamos hablando de toma de decisión con incertidumbre.
El uso de las preferencias ha beneficiado diferentes dominios, como, razonamiento en
presencia de información incompleta e incierta, modelado de preferencias de usuario, y
toma de decisión con incertidumbre. En la literatura, distintos enfoques simbólicos de razonamiento
no clásico han sido creados. Entre ellos, la programación lógica con la semántica
de answer set ofrece un buen acercamiento entre representación y procesamiento simbólico
del conocimiento, y diferentes extensiones para manejar las preferencias.
Sin embargo, en programación lógica se pueden identificar diferentes problemas con
respecto al manejo de las preferencias. Por ejemplo, en la mayorÃa de enfoques de razonamiento
no-monótono se asume que las excepciones a default rules de un programa lógico
ya están expresadas. Pero, a veces se pueden considerar preferencias implÃcitas basadas en
la especificidad de las reglas para manejar la información incompleta. Además, cuando la
información es también incierta, la selección de default rules pueden depender de preferencias
explÃcitas y de la incertidumbre. En el modelado de preferencias, aunque los formalismos
existentes basados en programación lógica permitan expresar preferencias que
dependen de información contextual e incompleta, in algunas aplicaciones, algunas preferencias
en un contexto puede ser más importantes que otras. Por lo tanto, un lenguaje
que permita capturar preferencias más complejas es deseable. En la toma de decisiones con
incertidumbre, las metodologÃas basadas en programación lógica creadas hasta ahora no
ofrecen una solución del todo satisfactoria al manejo de las preferencias y la incertidumbre.
El objectivo de esta tesis es doble: 1) estudiar el rol de las preferencias en programación
lógica desde diferentes perspectivas, y 2) contribuir a esta joven área de investigación proponiendo
diferentes marcos teóricos y métodos para abordar los problemas anteriormente
citados. Para este propósito veremos como las preferencias pueden ser usadas de manera implÃcita y explÃcita para la selección de default rules proponiendo: (i) un método para
seleccionar reglas en un programa basado en la especificad de las reglas; (ii) un marco
teórico para la selección de default rules basado en preferencias explÃcitas y incertidumbre.
También veremos como las preferencias del usuario pueden ser modeladas y procesadas
usando un enfoque de programación lógica (iii) para crear un mecanismo de manejo de
los perfiles de los usuarios en un sistema con reconocimiento del contexto; (iv) para crear
un marco teórico capaz de expresar preferencias con formulas anidadas. Por último, con
el objetivo de disminuir la distancia entre programación lógica y la toma de decisión con
incertidumbre proponemos (v) una metodologÃa para modelar un problema de toma de
decisiones y para inferir una decisión óptima usando un enfoque de programación lógica
clásica y uno de programación lógica extendida con lógica posibilÃstica.Sistemi intelligenti, destinati a fornire supporto agli utenti in processi decisionali complessi,
richiedono una rappresentazione dell’informazione concisa, formale e che permetta
di ragionare in maniera non monotona e incerta. Per poter scegliere tra le diverse opzioni,
tali sistemi hanno bisogno di disporre di una rappresentazione del concetto di preferenza
altrettanto concisa e formale.
Le preferenze offrono una maniera efficace per scegliere le miglior soluzioni di un problema.
Tali soluzioni possono rappresentare gli stati del mondo più credibili quando si tratta
di ragionamento non monotono, gli stati del mondo più soddisfacenti quando si tratta delle
preferenze degli utenti, o le decisioni migliori quando prendiamo una decisione in condizioni
di incertezza.
Diversi domini come ad esempio il ragionamento non monotono e incerto, la strutturazione
del profilo utente, e i modelli di decisione in condizioni d’incertezza hanno tratto
beneficio dalla rappresentazione delle preferenze. Nella bibliografia disponibile si possono
incontrare diversi approcci simbolici al ragionamento non classico. Tra questi, la programmazione
logica con answer set semantics offre un buon compromesso tra rappresentazione
simbolica e processamento dell’informazione, e diversi estensioni per la gestione delle preferenze
sono state proposti in tal senso.
Nonostante ció, nella programmazione logica esistono ancora delle problematiche aperte.
Prima di tutto, nella maggior parte degli approcci al ragionamento non monotono, si suppone
che nel programma le eccezioni alle regole siano già specificate. Tuttavia, a volte per
trattare l’informazione incompleta è possibile prendere in considerazione preferenze implicite
basate sulla specificità delle regole. In secondo luogo, la gestione congiunta di eccezioni
e incertezza ha avuto scarsa attenzione: quando l’informazione è incerta, la scelta
di default rule può essere una questione di preferenze esplicite e d’incertezza allo stesso
tempo. Nella creazione di preferenze dell’utente, anche se le specifiche di programmazione
logica esistenti permettono di esprimere preferenze che dipendono sia da un’informazione
incompleta che da una contestuale, in alcune applicazioni talune preferenze possono essere
più importanti di altre, o espressioni più complesse devono essere supportate. In un processo
decisionale con incertezza, le metodologie basate sulla programmazione logica viste
sinora, non offrono una gestione soddisfacente delle preferenze e dell’incertezza.
Lo scopo di questa dissertazione è doppio: 1) chiarire il ruolo che le preferenze giocano
nella programmazione logica da diverse prospettive e 2) contribuire proponendo in questo nuovo settore di ricerca, diversi framework e metodi in grado di affrontare le citate
problematiche. Per prima cosa, dimostreremo come le preferenze possono essere usate per
selezionare default rule in un programma in maniera implicita ed esplicita. In particolare
proporremo: (i) un metodo per la selezione delle regole di un programma logico basato
sulla specificità dell’informazione; (ii) un framework per la selezione di default rule basato
sulle preferenze esplicite e sull’incertezza associata alle regole del programma. Poi, vedremo
come le preferenze degli utenti possono essere modellate attraverso un programma
logico, (iii) per creare il profilo dell’utente in un sistema context-aware, e (iv) per proporre
un framework che supporti la definizione di preferenze complesse. Infine, per colmare le
lacune in programmazione logica applicata a un processo di decisione con incertezza (v)
proporremo una metodologia basata sulla programmazione logica classica e una metodologia
basata su un’estensione della programmazione logica con logica possibilistica
Computational Complexity of Strong Admissibility for Abstract Dialectical Frameworks
Abstract dialectical frameworks (ADFs) have been introduced as a formalism for modeling and evaluating argumentation allowing general logical satisfaction conditions. Different criteria used to settle the acceptance of arguments arecalled semantics. Semantics of ADFs have so far mainly been defined based on the concept of admissibility. Recently, the notion of strong admissibility has been introduced for ADFs. In the current work we study the computational complexityof the following reasoning tasks under strong admissibility semantics. We address 1. the credulous/skeptical decision problem; 2. the verification problem; 3. the strong justification problem; and 4. the problem of finding a smallest witness of strong justification of a queried argument
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