A Superposition Strategy for Abductive Reasoning in Ground Equational Logic

http://www.dcs.kcl.ac.uk/staff/maribel/IWS2012/IWS2012.htmlInternational audienceAn algorithm is presented for generating implicates of sets of ground, flat, equational clauses. It uses a novel representation of the clause sets that takes the properties of the equality predicate into account in order to ease redundancy elimination. The generation of implicates is performed modulo equivalence and is based on an unordered application of the transitivity axiom with delayed equality tests

Prime implicate generation in equational logic

The work presented in this memoir deals with the generation of prime implicates in ground equational logic, i.e., of the most general consequences of formulae containing equations and disequations between ground terms.It is divided in three parts. First, two calculi that generate implicates are defined. Their deductive-completeness is proved, meaning they can both generate all the implicates up to redundancy of equational formulae.Second, a tree data structure to store the generated implicates is proposed along with algorithms to detect redundancies and prune the branches of the tree accordingly. This data structure is adapted to the different kinds of clauses (with and without function symbols, with and without constraints) and to the various formal definitions of redundancy used in the calculi since each calculus uses different -- although similar -- redundancy criteria. Termination and correction proofs are provided with each algorithm. Finally, an experimental evaluation of the different prime implicate generation methods based on research prototypes written in Ocaml is conducted including a comparison with state-of-the-art prime implicate generation tools. This experimental study is used to identify the most efficient variants of the proposed algorithms. These show promising results overstepping the state of the art.Ce mémoire présente le résultat de mon travail de thèse sur la génération d'impliqués premiers en logique équationnelle fermée, i.e., la génération des conséquences les plus générales de formules logiques contenants des équations et des disequations entre termes sans variables. Ce mémoire est divisé en trois parties. Tout d'abord, deux calculs de génération d'impliqués sont définis. Leur complétude pour la déduction est prouvée, ce qui signifie qu'ils sont tous deux capables de générer l'ensemble des impliqués modulo redondance d'une formule équationnelle fermée. Dans une deuxième partie, une structure de données arborescente est proposée pour stocker les impliqués générés, accompagnée d'algorithmes pour déceler les redondances et couper les branches de l'arbre lorsque c'est nécessaire. Cette structure de données est adaptée aux différents types de clauses (avec et sans symboles de fonctions, avec et sans contraintes) ainsi qu'aux différentes notions de redondance utilisées dans les calculs. En effet, chaque calcul utilise un critère de redondance légèrement différent des autres. Les preuves de correction et de terminaison des algorithmes sont fournies pour chaque algorithme. Enfin, une évaluation expérimentale des différentes méthodes de génération d'impliqués premiers est réalisée. Pour cela, un prototype de ces méthodes, écrit en Ocaml est comparé à des outils de génération d'impliqués premiers récents.Les résultats de ces expériences sont utilisés pour identifier les variantes les plus efficaces des algorithmes proposés. Les résultats sont prometteurs et dans la plupart des cas, meilleurs que ceux de l'état de l'art

An Approach to Abductive Reasoning in Equational Logic

http://ijcai.org/papers13/contents.php - Posters: Constraints, Satisfiability, and Search (ijcai13.org)International audienceAbduction has been extensively studied in propositional logic because of its many applications in artificial intelligence. However, its intrinsic complexity has been a limitation to the implementation of abductive reasoning tools in more expressive logics. We have devised such a tool in ground flat equational logic, in which literals are equations or disequations between constants. Our tool is based on the computation of prime implicates. It uses a relaxed paramodulation calculus, designed to generate all prime implicates of a formula, together with a carefully defined data structure storing the implicates and able to efficiently detect, and remove, redundancies. In addition to a detailed description of this method, we present an analysis of some experimental results

Prime implicate generation in equational logic

The work presented in this memoir deals with the generation of prime implicates in ground equational logic, i.e., of the most general consequences of formulae containing equations and disequations between ground terms.It is divided in three parts. First, two calculi that generate implicates are defined. Their deductive-completeness is proved, meaning they can both generate all the implicates up to redundancy of equational formulae.Second, a tree data structure to store the generated implicates is proposed along with algorithms to detect redundancies and prune the branches of the tree accordingly. This data structure is adapted to the different kinds of clauses (with and without function symbols, with and without constraints) and to the various formal definitions of redundancy used in the calculi since each calculus uses different -- although similar -- redundancy criteria. Termination and correction proofs are provided with each algorithm. Finally, an experimental evaluation of the different prime implicate generation methods based on research prototypes written in Ocaml is conducted including a comparison with state-of-the-art prime implicate generation tools. This experimental study is used to identify the most efficient variants of the proposed algorithms. These show promising results overstepping the state of the art.Ce mémoire présente le résultat de mon travail de thèse sur la génération d'impliqués premiers en logique équationnelle fermée, i.e., la génération des conséquences les plus générales de formules logiques contenants des équations et des disequations entre termes sans variables. Ce mémoire est divisé en trois parties. Tout d'abord, deux calculs de génération d'impliqués sont définis. Leur complétude pour la déduction est prouvée, ce qui signifie qu'ils sont tous deux capables de générer l'ensemble des impliqués modulo redondance d'une formule équationnelle fermée. Dans une deuxième partie, une structure de données arborescente est proposée pour stocker les impliqués générés, accompagnée d'algorithmes pour déceler les redondances et couper les branches de l'arbre lorsque c'est nécessaire. Cette structure de données est adaptée aux différents types de clauses (avec et sans symboles de fonctions, avec et sans contraintes) ainsi qu'aux différentes notions de redondance utilisées dans les calculs. En effet, chaque calcul utilise un critère de redondance légèrement différent des autres. Les preuves de correction et de terminaison des algorithmes sont fournies pour chaque algorithme. Enfin, une évaluation expérimentale des différentes méthodes de génération d'impliqués premiers est réalisée. Pour cela, un prototype de ces méthodes, écrit en Ocaml est comparé à des outils de génération d'impliqués premiers récents.Les résultats de ces expériences sont utilisés pour identifier les variantes les plus efficaces des algorithmes proposés. Les résultats sont prometteurs et dans la plupart des cas, meilleurs que ceux de l'état de l'art

Prime Implicate Generation in Equational Logic

International audienceA procedure is proposed to efficiently generate sets of ground implicates of first-order formulas with equality. It is based on a tuning of the superposition calculus [Nieuwenhuis and Rubio, 2001], enriched with rules that add new hypotheses on demand during the proof search. Experimental results are presented , showing that the proposed approach is more efficient than state-of-the-art systems

Abduction inELvia Translation to FOL

International audienceWe present a technique for performing TBox abduction in the description logic EL. The input problem is converted into first-order formulas on which a prime implicate generation technique is applied, then EL hypotheses are reconstructed by combining the generated positive and negative implicates

On a Notion of Relevance

International audienc