공간-시간적 추론

Spatial–temporal reasoning
이 기사는 정보 기술의 공간-시간적 추론에 관한 것입니다. 심리학에서 공간-시간적 추론에 대해서는 공간 시각화 능력을 참조하십시오.

공간-시간 추론은 컴퓨터 과학, 인지 과학 및 인지 심리학 분야에서 파생되는 인공 지능의 한 분야입니다. 인지적 측면에서 이론적 목표는 공간-시간적 지식을 마음속에 표현하고 추론하는 것을 포함합니다. 컴퓨팅 측면에서 적용되는 목표는 시간과 공간을 탐색하고 이해하기 위한 오토마타의 높은 수준의 제어 시스템을 개발하는 것입니다.

인지심리학의 영향

인지심리학에서 수렴적인 결과는 연결 관계가 인간 아기가 처음으로 획득하는 공간적 관계이며, 그 다음으로 지향 관계와 거리 관계를 이해한다는 것입니다. 세 종류의 공간 관계 중 내적 관계는 인지 프리즘 이론 내에서 계산적이고 체계적으로 설명될 수 있습니다: (1) 연결 관계는 원시적이고, (2) 방향 관계는 거리 비교 관계입니다: 내 앞에 있는 당신은 내 앞에 있는 당신이 내 앞에 있는 것과 더 가깝다고 해석될 수 있습니다. 나의 다른 면들보다; (3) 거리 관계는 제3의 대상을 사용한 연결 관계입니다. 당신이 나로부터 1미터 떨어진 곳에 있는 것은 당신과 나 사이에 동시에 연결된 1미터 길이의 대상으로 해석될 수 있습니다.

시간 계산의 단편적 표현

공간 관계 사이의 내부 관계를 다루지 않고 AI 연구자들은 많은 단편적인 표현에 기여했습니다. 시간 계산의 예로는 알렌의 구간 대수, 빌랭의 & 카우츠의 점 대수 등이 있습니다. 가장 눈에 띄는 공간적 계산은 단순 위상수학적 계산, 프랭크의 기본 방향 미적분학, 프렉사의 이중 교차 미적분학, 에겐호퍼와 프란조사의 4교점과 9교점 미적분학, 이고자트의 플립플롭 미적분학, 다양한 영역 연결 미적분학(RCC), 그리고 지향점 관계 대수학입니다. 최근에는 공간 정보와 시간 정보를 결합한 시공간적 계산법이 설계되고 있습니다. 예를 들어, 게레비니와 네벨의 시공간 제약 미적분학(STCC)은 알렌의 구간 대수를 RCC-8과 결합합니다. 게다가, 정성적 궤적 미적분학(QTC)은 움직이는 물체에 대한 추론을 가능하게 합니다.

계량추상

문헌에서 강조되는 것은 물리적 현실에 대한 인간의 관점이 기반이 되는 상식적 배경 지식의 시간적 및 공간적 측면의 질적 추상화에 기반한 질적 공간-시간적 추론입니다. 방법론적으로 정성적 제약 계산은 시간적 또는 공간적 실체를 다루는 풍부한 수학 이론의 어휘를 제한하여 이러한 이론의 특정 측면을 간단한 정성적(비메트릭) 언어로 결정 가능한 단편 내에서 처리할 수 있습니다. 질적 제약 계산은 공간과 시간에 대한 수학적 또는 물리적 이론과 달리 공간과 시간에 위치한 실체에 대한 다소 저렴한 추론을 가능하게 합니다. 이러한 이유로, 그러한 추론 과제를 응용에 통합할 필요가 있다면 정성적 표현 형식주의 계산의 제한된 표현력이 이점이 됩니다. 예를 들어, 이러한 계산 중 일부는 공간 GIS 쿼리를 효율적으로 처리하기 위해 구현될 수 있고 일부는 이동 로봇을 탐색하고 통신하는 데 사용될 수 있습니다.

관계대수학

이러한 계산은 대부분 추상적 관계 대수로 형식화되어 기호적 수준에서 추론이 수행될 수 있습니다. 제약 네트워크의 컴퓨팅 솔루션에서 경로 일관성 알고리즘은 중요한 도구입니다.

소프트웨어

  • GQR, RCC-5, RCC-8, Allen's interval 대수, 점대수, 기본방향 미적분 등 계산을 위한 제약 네트워크 해결사.
  • Qualreas는 RCC-8, 앨런 간격 대수 및 앨런 대수와 같은 관계 대수 네트워크에 대한 정성적 추론을 위한 파이썬 프레임워크이며, 타임포인트와 통합되어 좌분기 또는 우분기 시간에 위치합니다.

참고 항목

메모들

참고문헌

  • Renz, J.; Nebel, B. (2007). Aiello, M.; Pratt-Hartmann, I.; van Benthem, J. (eds.). Qualitative Spatial Reasoning using Constraint Calculi (PDF). Springer. ISBN 9781402055867. {{cite book}}: work= 무시됨(도움말)
  • Dong, T. (2008). "A Comment on RCC: From RCC to RCC⁺⁺". Journal of Philosophical Logic. 34 (2): 319–352. doi:10.1007/s10992-007-9074-y. JSTOR 41217909. S2CID 6243376.
  • Vilain, M.; Kautz, H.; van Beek, P. (1987). Constraint propagation algorithms for temporal reasoning: A Revised Report. Morgan Kaufmann Publishers. ISBN 1-55860-095-7. {{cite book}}: work= 무시됨(도움말)
  • Dong, T. (2012). Recognizing Variable Environment -- The Theory of Cognitive Prism. Studies in Computational Intelligence. Vol. 388. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. ISBN 9783642240577.

외부 링크