框架问题

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在人工智能领域,框架问题描述了使用一阶逻辑(FOL)来表达世界上的机器人的事实的问题。 用传统的FOL来表示机器人的状态需要使用许多公理,这些公理仅仅意味着环境中的事物不会任意改变。例如,Hayes用关于将积木堆放在一起的规则来描述一个积木世界。 在FOL系统中,需要额外的公理来对环境进行推论(例如,一个块不能改变位置,除非它被物理移动)。框架问题是为机器人环境的可行描述找到足够的公理集合的问题。...

简介

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人工智能领域,框架问题描述了使用一阶逻辑(FOL)来表达世界上的机器人的事实的问题。

用传统的FOL来表示机器人的状态需要使用许多公理,这些公理仅仅意味着环境中的事物不会任意改变。例如,Hayes用关于将积木堆放在一起的规则来描述一个积木世界

在FOL系统中,需要额外的公理来对环境进行推论(例如,一个块不能改变位置,除非它被物理移动)。框架问题是为机器人环境的可行描述找到足够的公理集合的问题。

JohnMcCarthy和PatrickJ.Hayes在1969年的文章《从人工智能的角度看一些哲学问题》中定义了这个问题。在这篇文章中,以及之后的许多文章中,形式化的数学问题是对人工智能知识表示的难度进行更广泛讨论的起点。诸如如何在虚拟环境中提供合理的默认假设和人类认为的常识等问题。

后来,这个术语在哲学中获得了更广泛的含义,它被表述为限制必须对行动进行更新的信念的问题。

在逻辑上,行动通常是由它们所改变的东西来指定的,隐含的假设是其他一切(框架)保持不变。

框架问题的描述

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框架问题甚至发生在非常简单的领域。一个有门的场景,它可以打开或关闭,一个有的场景,它可以打开或关闭,静态地由两个命题表示依赖于时间;这样的谓词被称为通式。

在一个领域中,门在时间0时是关闭的,灯也是关闭的,而门在时间1时是打开的,可以直接用逻辑来表示(Changed,虽然可能需要还原。)(2013年8月)>需要澄清】由以下公式表示。前两个公式表示初始情况;第三个公式表示在时间1执行开门行动的效果。如果这样的行动有先决条件,比如门没有锁上,它就会被表示成{displaystyle{forallt.mathrm{executopen}(t)implies{mathrm{open}(t+1)}用于指定行动的效果。用于指定行动的效果。关于情境微积分的文章给出了更多细节。虽然上面的三个公式是已知内容在逻辑中的直接表达,但它们并不足以正确得出后果。虽然以下条件(代表预期情况)与上述三个公式一致,但它们不是唯 一的条件。事实上,另一组与上述三个公式一致的条件是。

框架问题是,只指定哪些条件被行动所改变,并不意味着所有其他条件都不会被改变。这个问题可以通过增加所谓的"框架公理"来解决,它明确规定所有不受行动影响的条件在执行该行动时都不会改变。

框架问题

例如,由于在时间0执行的动作是开门,框架公理将说明灯的状态从时间0到时间1不会改变。

框架问题是,每一对行动和条件都需要一个这样的框架公理,以便行动不影响条件。换句话说,这个问题是在没有明确规定框架公理的情况下对一个动态领域进行形式化。

麦卡锡提出的解决这个问题的办法是假定发生了最小量的条件变化;这个办法是用包围的框架形式化的。然而,耶鲁大学的射击问题表明,这种解决方案并不总是正确的。

随后,人们提出了替代性的解决方案,涉及谓词完成、流畅闭塞、继任状态公理等;下文将对这些解决方案进行解释。

到20世纪80年代末,McCarthy和Hayes所定义的框架问题被解决了。

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  1. 简介
  2. 框架问题的描述

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