Ágensek beszélgetnek/2

Átírás

1 Ágensek beszélgetnek/2

2 Két (First Responder) ágens kommunikál Ag1 szenzorával érzékelni képes, hogy egy ipari létesítménynél szívarog-e valahol a gáz. Ag2 ilyen szenzorral nem rendelkezik. M = Gázszívárgás Szelep-1-nél (Ag1 ténye, leendő információ Ag2-nek) Ag1 továbbítja Ag2 számára az M információt. Mikor hiteles ez? Mielőtt Ag1 elküldené a ténymegerősítő üzenetet, Ag1-nek magának el kell hinnie, hogy M igaz, és hinnie kell azt is, hogy Ag2, az üzenete hiányában, nem lehet biztos az M igazában. Az üzenet elküldése után Ag2 már elhiszi az M igazát. Viszont Ag1 is hinni fogja, hogy Ag2 a vele konzisztens módon hiszi a világot. Baj-van Ag1, baj-van (Ag2, M) Feasibility Precondition: B Ag1 M B Ag1 U Ag2 M B A - Belief Real Effects: B Ag2 M B Ag1 B Ag2 M U A - Uncertain

3 I 2 Aki koszos, menjen mosakodni! I 1 Koszos1 Koszos2 Koszos1 Koszos2 Koszos1 Koszos2 Koszos1 Koszos2 B 1 Koszos2 B 2 Koszos1 B 1 B 2 Koszos2... Legalább egy köztetek koszos! I 1 Koszos1 Koszos2 Koszos1 Koszos2 I 2 Koszos1 Koszos2 Koszos1 Koszos2 Ha pl. csak egy (2.) koszos B 1 Koszos2 B 2 Koszos1 akkor belőle következik már: B 2 Koszos2 B 1 Koszos1 és 2. szalad mosakodni, de 1. nem. De ha igazi világ a (Koszos1, Koszos2), akkor bejelentés ellenére ezt sem tudják eldönteni!

4 I 1 I 1 Koszos1 Koszos2 Koszos1 Koszos2 Koszos1 Koszos2 Koszos1 Koszos2 I 2 I 2 Végleges partíció Koszos1 Koszos2 Koszos1 Koszos2 Legalább egy koszos! Hallgatnak, de 1. -nek ez azt jelenti, hogy 2. nem képes eldönteni, azaz: 2. mentálisan a bal oldali partícióban van! De ez azt is jelenti, hogy Koszos1, azaz: B 1 Koszos1, és 1. fut mosdóba. 2. szempontjából az, hogy előbb 1. nem ment mosdóba, azt jelentette, hogy 1. mentálisan a felső partícióban volt. Ha most már mosdóba fut, akkor akkor egyetlen lehetséges világ a bal felső, és: B 2 Koszos2 és 2. is indul mosdóba. (de ez igazából szimmetrikus, egyidejű következtetés)

5 Mit szabad hinnie egy ágensnek? B A (Jó az idő) B A (Jó az idő)

6 Ágens logikai modelljének kívánatos komponensei (informálisan) Hiedelmek explicit reprezentációja (logikai 'hiedelem nyelv'). Hiedelem néhány logikai következményeinek a kiszámítása. Más ágensek hiedelmeinek befolyásolása kommunikáció útján. Logika rendje, időmodellje, eszközök attitüdök kifejezésére. Probléma: szintaktikai (milyen legyen a hiedelem állítások megengedett külalakja) szemantikai (hogyan lehessen megállapítani egy hiedelem értékét)

7 A lehetséges világok szemantika és a modális logika Legyen: n db ágens, egy (logikai) nyelv, W a lehetséges (fizikai) világok egy halmaza W egy kiértékelő függvény (milyen hiedelem igaz egy lehetséges világban) Ágensrendszer: A = (W,, I 1, I 2,..., I n ) I k a lehetséges világok olyan particiója, ahol az egyes részhalmazokban a világokat az ágens megkülönböztetni már nem tudja (tudása véges, környezet nem hozzáférhető, ) I k a W egy partíciója: I k = (W k1,..., W kr ), W kj W kn =, W kj = W Ami az I k partíció minden tagvilágában igaz, azt az ágens tudja. Ami csak egy világban (világhalmazban) igaz, de a többiben nem biztos, azt az ágens talán tudja?

8 Hagyományos modális logika valami szükségszerű igaz (minden lehetséges világban igaz); valami lehetséges igaz (most igaz, de lehetne másképpen is); - 'szükségszerű, hogy - 'lehetséges, hogy' Új operátorok: - új szintaktika = milyen egy jól definiált állítás. - új szemantika = mikor igaz egy új szintaktikájú állítás. Szintaktika Legyen Prop = {p, q,...} atomi ítéletek egy megszámlálható halmaza, akkor a legális állítások: igaz, p, p q, p, p állítások. Szemantika: modális ítéletlogika modellje: M = (W, R, ) W a lehetséges világok egy halmaza, R W W az un. hozzáférési reláció világok felett : értékelő függvény: melyik w W ben, mi igaz Szemantikai szabályok: (M, w) = állítás egy referencia világban, modellben

9 Alapszabályok: M,w = igaz M,w = p p Prop, a.cs.a., ha p (w), M,w = p a.cs.a., ha M, w p, M,w = p q a.cs.a., ha M, w = p, vagy M, w = q, M,w = p a.cs.a., ha w W. (ha wrw', akkor M,w' = p) azaz szükségszerűen igaz w-ben, ha igaz minden belőle hozzáférhető világban, M,w = p a.cs.a., ha w' W. (wrw', és M,w' = p) azaz lehetséges igaz w-ben, ha igaz legalább egy a belőle hozzáférhető világban. Fontos: p p p p

10 Axiómák: logika tulajdonságait konkretizálni kell, megadva, hogy a szokásos és az új bevezetett operátorok milyen kapcsolatban vannak egymással. Az igazságfunkciónál és modális operátorok kapcsolatát formálisan levezetni nem lehet, axiómaként kell definiálni. K axiómarendszer: (Klasszikus): (Modus Ponens) minden ítélettautológia érvényes ha p, p q érvényesek, érvényes a q is (K (Kripke)): ( p (p q)) q állítás érvényes (NR - Necessitation Rule) ha p érvényes, érvényes a p is Tételszerűen kimondható, hogy: az összes (Kripke) modellosztályban a K axiómarendszer helyes és teljes.

11 További axiómák már függenek az R hozzáférési reláció tulajdonságaiból: Új R 1' rendű axióma tulajdonságai jellemzés T p p reflexív w W. wrw. D p p soros w W. w' W. wrw. 4 p p tranzitív w, w'. w'' W. (wrw' w'rw' ) wrw''. 5 p p euklideszi w, w', w'' W. (wrw' wrw' ) w'rw''.

12 'Tudás' kifejezése hagyományos modális logikával - episztemikus (epistemic) logika p - 'ismert, hogy' p, 'ágens tudja, hogy p', 'ágens hiszi a p-t',... Egyedi ágens logikája. Több ágensre több hozzáférési reláció kell, mindegyik ágenshez külön-külön (ágensek episztemikus tulajdonságai különbözőek lehetnek). Mennyire jó egy normál modális logika a tudás és hiedelem kifejezésére? (K (Kripke)) = K n (p q) (K n p K n q) (NR - Necessitation Rule) ha = p, akkor = K n p (NR): ágens minden érvényes állítást tud ezen belül minden ítéletkalkulusbeli tautológiát azokból végtelen sok van az ágens tudása végtelen; (K): az ágens tudása implikációra nézve zárt. Logikai 'mindentudás' (omniscience) probléma

13 Axiómák a hiedelemhez és a tudáshoz A D, T, 4, 5 axiómák tudásábrázolásban több ágens esetén: D n, T n, 4 n, 5 n, K n - 'n-ik ágens tudja' Azon túl: p p, vagy p p D n : p p K n p K n p, T n : p p K n p p Tudás axióma ha n-edik ágens p-t tud, akkor a p-t nem tudja (ágens tudása konzisztens, nem ellentmondásos). Konzisztencia axióma amit tud, az igaz (tudás = egy igaz hiedelem: n tudja a p-t, ha n elhiszi a p-t és a p igaz). 4 n : p p Pozitív introspekció K n p K n K n p pozitív introspekció ('saját magának a vizsgálata') (ágens tudja, amit tud). 5 n : p p Negatív introspekció K n p K n ( K n p) negatív introspekció (ágens tisztában van azzal, hogy mit nem tud) tehát ágensnek tökéletes tudása van arról, mit tud, és amit nem tud.

14 Megfeleltetési elmélet (Correspondence Theory): A 4 db. (legfontosabb) axióma = elvileg 16 különböző logikai rendszer, de abból csak 11 különböző. Azok szokásos jelölése az axiómanevek felsorolásából áll. A leginkább használt modális rendszereknek saját nevük van: KT = T logika, KD45 = gyenge-s5 logika, KT4 = S4 logika, KT45 = S5 logika (un. tudáslogika). általában: (idealizált) 'tudás' logika: S5 n (idealizált) 'hiedelem' logika: gyenge-s5 n Legyen X D, T, 4, 5. Akkor K X a tudás modális operátorának helyes és teljes axiomatizálása az X hozzáférési relációt teljesítő Kripke modellek számára. SL (Semantic Language) B KD45 logika FIPA SL Content Language Specification

15 SL beszédaktus leirások (kivonat) Accept-Proposal i, accept-proposal (j, j, act, = i, inform (j, Ii Done ( j, act, )) FP: Bi Bi ( Bj Uj ) RE: Bj = Ii Done ( j, act, ) Confirm i, confirm (j, ) FP: Bi Bi Uj RE: Bj Disconfirm i, disconfirm (j, ) FP: Bi Bi (Uj Bj ) RE: Bj Cancel i, cancel (j, a) = <i, disconfirm (j, Ii Done (a))> FP: Ii Done (a) Bi (Bj Ii Done (a) Uj Ii Done (a)) RE: Bj Ii Done (a)..

16 FIPA ACL problémái Implicit feltételek: - Ágensek örök kapcsolatban vannak egymással. - Ágensek eleve öszinték, jó indulatúak, igazmondók. ACL beszédaktusok hiányosságai - Párbeszédhez való csatlakozás, párbeszéd elhagyása? - Párbeszédben való részvétel engedélyezése, tiltása? - Beleegyezés a beszélgetés témájába, a döntéshozó szabályaiba? - Hiedelemkonfliktusok kezelése? - Mi van, ha az öszinteség nem vállalható fel (pl. tárgyalások)? - Állítások megkérdőjelezése? - Állításokra/igényekre vonatkozó magyarázatadás követelése, megadása? - Dialektikus kötelezettség (aki állít, köteles előállni annak indoklásával) - Explicit érvelési lokuciók hiánya (inform kombinatorikus robbanása) - Kötetlen a lokuciók sorrendje. Bomlasztó viselkedés nehezen hárítható el. - Önalakítás kifejezése hogyan fejezzük ki a hiedelmeink megváltozását ---- csakis az inform-ok sorozataként? ---- hogyan ismerhető fel, hogy ez nem hibás, rosszindulatú, viselkedés? Valójában mi is a probléma?

17 ACL területén mire való egy szemantika? 1. A kimondások, kimondássorozatok, párbeszédek közös jelentésének a biztosítása a kommunikációban részt vevő szoftver ágensek számára. 2. Közös jelentés biztosítása az ágensek emberi felelősei számára (ha ilyenek vannak). 3. Közös jelentés biztosítása az ágenseket és a protokollokat tervező emberi tervezők számára. 4. Közös jelentés biztosítása más emberi érintettek számára (pl. szabályozók). 5. Ágens nyelvek és protokollok tulajdonságainak precíz tanulmányozása, választ keresve pl. Terminálódik-e mindig egy legális párbeszéd? Biztosítható-e a sikeres terminálódás? Mi a terminált párbeszéd eredményállapota? 6. Különböző ágensnyelvek és protokollok összehasonlítása. 7. Ágensnyelvek és protokollok könnyű implementálhatósága produkciós (szabályalapú) rendszerekben. 8. Biztosítani, hogy a kommunikáció implementálása nyílt elosztott rendszerekben egységes legyen.

18 ACL szemantika Egyedi kimondások szemantikája komoly kutatás Párbeszédek adott protokollon belül induló kutatás Protokollosztályok majdnem semmi Axiomatikus szemantika: Egy kimondás elő- és utó feltételeinek a rögzítése (valamilyen formális nyelven, pl. FOL, modális logika) FIPA ACL szemantikája: axiomatikus szemantika SL logika segítségével Elő- és utó feltételek ágensek privát mentális állapotaihoz kötődnek hiedelmek, bizonytalan hiedelmek, célok, szándékok. Operatív szemantika: Egy kimondás valamilyen virtuális gép programutasításával azonos utasítások megváltoztatják a gép állapotát. Kimondás állapotátmenet függvény. Denotációs szemantika: Minden kifejezés le van képezve valami (valós vagy matematikai) objektumba. Egy nyelv jól definiált kifejezése IGAZ, a.cs.a., ha konkrét létező objektumot ír le. Máskülönben a kifejezés HAMIS.

19 Játékelméleti szemantika: Egy jól definiált kifejezés egy teljes információjú, zérus-összegű játékra van leképezve, amit egy javasló (Verifier) és egy opponens (Falsifier) játszik. A kifejezés IGAZ akkor és csak akkor, ha V-nek van győztes stratégiája az F játékától függetlenül, máskülönben a kifejezés HAMIS. Kétségbevonhatóság (contestability) szemantika: Biztosítani kell, hogy hiedelmekre, preferenciákra, szándékokra vonatkozó állítások legyenek kétségbevonhatók párbeszédek folyamán. Más ágensek az ilyen állításokat megkérdőjelezhetik, vagy akár megtámodhatják. A párbeszéd és a dialektikus kötelezettség definiált szabályainak megfelelően egy nem őszinte ágensnek komoly érvelésekkel kell megvédenie magát az ilyen kihívásokkal szemben. Ennek tudatában esetleg belátja, nem érdemes nem őszinének lennie.

20 Szemantikák összevetése Axiomatikus szemantika a kimondások, párbeszédek, protokollok elő- és utófeltételeit specifikálja. Felhasználható arra, hogy a kimondások előzményeiről és hatásairól, valamint a kívánt célok eléréséről következtessünk. Megkönnyíti a protokollok fejlesztését. Operatív szemantika felhasználható a kimondások és párbeszédek formális elemzésére, pl. A nem elérhető párbeszédállapotok, a zsákutcák, stb. azonosítása. A párbeszédbeli részvételhez szükséges belső (ágens) döntéshozó mechanizmus azonosítása. Megkönnyíti az ágensek fejlesztését. Denotációs szemantika segíti megérteni a protokollok tulajdonságait pl. a számítási komplexitás, konvergencia kívánt állapotok felé, stb. Megkönnyíti a protokollok fejlesztését és a protokollok humán megértését.

21 FIPA ACL (axiomatikus) szemantika problémái Magán axiomatikus szemantika (nyílt szervezetben!) nem verifikálható. Egy nyílt többágenses rendszerben egy ágens belső állapotai mások számára általában nem hozzáférhetőek. Egy okos ágens mindig szimulálhatja kifelé, hogy egy szükséges belső állapottal rendelkezik. Egy okos ágens vállalhat bizonyos hiedelmeket csakis a lokució kimondásának idejére (és akkor (pillanatnyilag) akár öszinte is).

22 Agent Interaction Protocols (Dialogue Games DG) Protokollok vizsgálata és elemzése, mint fejlesztési feladat DG protokollok a sima Agent Communications Languages (mint pl. a FIPA ACL) nyelveknél jobban strukturáltak, korlátozottabbak. DG protokollok nagyobb kifejező erejűek, mint olyan általános protokollok, mint a szavazás és az árverések. DG protokollokban: A kimondások kapcsolatát és kombinálását szabályok rögzítik. Egy ágens nem mondhat akármit, akármikor. A zavaró viselkedés általában ki lesz szűrve. - Egy protokoll több információt szállít (a kimondások alátámasztásaival) - Mások kimondásait lehet kérdőre vonni. - Komplex kötelezettségek felépíthetők kimondások révén.

23 DG Protokollok specifikációja Indítási szabályok Legális lokuciók (belépés/kilépés, információ/ indokok kérése/szolgáltatása, állítások támadása/védelme/visszavonása, ideiglenes javaslattétel, preferenciák/hiedelmek bizonytalanságának kifejezése) Lokuciók kombinálásának szabályai Kötelezettség-létesítés szabályai Kötelezettségek kombinálásának szabályai Beszélőváltás szabályai Párbeszédterminálási szabályok Kötelezettség tárak - a párbeszédrésztvevők által vállalt kötelezettségek nyomon követéséhez (~70) Dialektikus kötelezettségek pl. kötelezettség egy állítást megindokolni, ha megkérdőjelezik. Szemantikus kötelezettségek pl. kötelezettség egy cselekvés végrehajtására, vagy a párbeszéden kivüli világállapot karbantartására.

24 Fatio Protokoll tárgyalás + érvelés + számonkérés További lokuciók az érvelések megvalósítására. assert(a, θ) A ágens θ-t állít (hiedelem, szándék, szociális kapcsolat, külső kötelezettség, stb.). Ágens dialektikus kötelezettséget vállal, hogy az állítását megindokolja, ha erre megkérik. question(b, A, θ) B ágens megkéri A ágenst egy korábbi θ állításának megindoklására. B-re a dialektikus kötelezettség nem vonatkozik. challenge(b, A, θ) B ágens megkéri A ágenst egy korábbi θ állításának megindoklására. B ágens dialektikus kötelezettséget vállal, hogy megindokolja, miért ellenzi a θ-t. justify(a, Δ - θ) A ágens, akit θ-ről kérdeztek meg, ill. megtámadtak, megadhatja a θ (vagy a θ negálásának) indoklását. retract(a, θ) A ágens a θ-ra vonatkozó korábbi állítását, vagy indoklását visszavonja. After Nicolas Fatio de Duillier ( ), a Swiss mathematician and famous disputant, on Newton s behalf, with Leibniz over who invented the differential calculus.

25 Fatio protokoll rögzíti a lokuciók kapcsolatát: CR1: egy assert bármikor alkalmazható. CR2: egy assert, vagy justify követően question és challenge bármikor alkalmazható. CR3: ha egy assert-et, vagy justify-t egy question, vagy challenge lokucióval megkérdőjeleznek, az assert-et kimondó ágensnek azonnal kell justify-al válaszolnia. CR4: egy challenge után bármikor alkalmazható a question és a challenge. CR5: ha egy challenge-t egy question vagy challenge lokucióval kérdőre vonunk, az eredeti challenge-et kimondó ágensnek azonnal kell justify-al válaszolnia. CR6: egy retract bármikor alkalmazható az ugyanannak az ágensnek assert, vagy justify lokuciója után.

26 Fatio protokoll axiomatikus szemantikája (részlet) - A résztvevő ágensek hiedelmei és szándékai - Magán-írt/publikusan-olvasott dialektikus kötelezettség tár DOS(A) (dialectical obligation store) (A, θ, +/-) PL. Assert(P i, φ) Pre-conditions: P i beszélő azt kivánja, hogy minden P j (j i) résztvevő elhigye, hogy P i elhiszi a φ-t. ((P i, φ, +) / DOS(P i )) ( j i)(d i B j B i φ). Post-conditions: Minden Pk (k i) résztvevő azt hiszi, hogy P i azt kivánja, hogy minden P j (j i) résztvevő azt higye, hogy P i hiszi a φ-t. (P i, φ,+) DOS(P i ) ( k i) ( j i) (B k D i B j B i φ). Dialectical Obligations: (P i, φ, +) t hozzáadjuk a DOS(P i )-hez (a P i beszélő dialektikus kötelezettségek tárához)

27 Fatio protokoll axiomatikus operatív szemantikája D 1 (φ): Claim or Not: Egy procedura minden φ állításhoz, ami lehetővé teszi P i ágens számára, hogy eldöntse, kimondja-e az assert(p i, φ) lokuciót, vagy sem. A mechanizmus kimenete: listen ill. utter-assert(φ). D 2 : React or Not: Egy procedura minden φ állításhoz, ami lehetővé teszi P i ágens számára, hogy az assert(p k, φ)-t követően eldöntse, kimondja-e a question(p k, Pi, φ) vagy a challenge(p k, Pi, φ) lokuciókat, A mechanizmus kimenete: listen, utter-question(p i, φ), vagy utterchallenge(p i, φ). D 3 (φ): Defend or Not: Egy procedura, hogy egy állítása kapcsán indoklás dialektikus kötelezettsége alatt lévő P i ágens eldönthesse, hogy az indoklás lokuciót kimondja-e a kötelezettség teljesítése érdekében. A mechanizmus kimenete: listen ill. utter-justify(.) D 4 (φ): Fold or Not: Egy procedura, hogy egy állítása kapcsán indoklás dialektikus kötelezettsége alatt lévő P i ágens eldönthesse, hogy a retract(.) lokuciót kimondja-e. A mechanizmus kimenete: listen ill. utter-retract(.). D 5 : Listen or Do: Egy procedura, hogy az ágens a résztvevők üzeneteire vár és ha érkeznek, eldönthesse, hogy mely D1-D4 viselkedéshez folyamodjon. A kimenet: listen és do-mech(d i ), i= 1,2,3,4.

28 Fatio protokoll állapotátmeneteinek rendszere (részletek) P i, K, s P i ágens által alkalmazott K mechanizmus s kimenettel P i részéről P i, K,. nincs konkrét kimenet Állapotátmenet ua. az ágens két mechanizmusa között P i, D5, listen P i, D5,. Állapotátmenet két különböző ágens mechanizmusa között egy lokució révén P i, D 1, utter-assert(φ) F1 P j, D 5, do-mech(d 2 ) (részlet) TR1: P i, D 1 (φ), listen P i, D 5,. TR2: P i, D 1, utter-assert(φ) F1 P i, D 5, listen TR3: P i, D 1, utter-assert(φ) F1 P j, D 5, do-mech(d 2 ) TR4: P j, D 2, listen Pj, D 5, listen TR5: P j, D 2, utter-question(p i, φ) F2 P j, D 5, listen TR6: P j, D 2, utter-question(pi i φ) F2 P i, D 5, do-mech(d 3 (φ)) TR7: P j, D 2, utter-question(p i, φ) F2 P k, D 5, listen TR21: P i, D 5, do-mech(d 4 (φ)) P i, D 4 (φ),. F1 F2 assert kimondása question kimondása