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在部分已知环境中验证代理导航。 (英语) Zbl 1495.68234号

摘要:本文建立了一个基于逻辑和自动机理论的框架,在该框架中,可以对在具有部分已知拓扑(即设计时不完全已知的拓扑)的环境中移动的多个移动代理的系统进行建模和自动验证。例子包括设计用于许多空间环境而不是为特定空间环境量身定制的物理代理、人类无法到达的环境中的机器人,以及探索部分映射网络的软件。我们将空间环境建模为边缘标记为方向。我们将代理建模为有限状态机,通过发出“沿方向X移动”的命令在图形上移动,该命令可以将其内部状态传递给其他代理,并且可以感知代理位置(包括当前位置和访问位置)。我们通过研究一个决策问题来处理关于空间环境的不完整信息,该问题询问给定的代理集合是否在全部的一类图中的图-这称为参数化验证问题该框架还引入了一种基于线性时态逻辑的新逻辑语言,该语言专门用于表达此类环境中的代理导航任务。
虽然参数化验证问题是不可判定的,但我们确定了两个需要限制的关键维度,以重新获得可判定性,即图形环境集和代理之间的感知和通信量。特别是,应该限制图形族以排除网格,并且代理感知另一代理位置或将其自身状态传递给另一代理的次数应该有一个界限。我们证明,放弃上述任何一种假设都会导致不可判定性,即使对于能力受到严重限制的代理(例如,感知能力非常有限,没有通信能力)也是如此。这项工作的重要性在于,a)它为具有部分已知拓扑结构的环境中的移动多智能体系统提供了一个通用的计算模型,b)它首次确定了这些系统不可判定性的确切原因,并提出了最小的限制来缓解这一问题,c)它为解决广泛空间环境中的参数化验证问题以及具有强大传感和通信能力的代理提供了一个通用、完善的程序。

MSC公司:

68T42型 Agent技术与人工智能
03B44号 时序逻辑
65年第68季度 形式语言和自动机
60年第68季度 规范和验证(程序逻辑、模型检查等)
68T27型 人工智能中的逻辑

软件:

高尔夫
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全文: DOI程序

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