Abductive logic programming
એબડક્ટિવ લોજિક પ્રોગ્રામિંગ (એ. એલ. પી.) એ એક ઉચ્ચ-સ્તરનું જ્ઞાન-પ્રતિનિધિત્વ માળખું છે જેનો ઉપયોગ એબડક્ટિવ રિઝનિંગના આધારે સમસ્યાઓને ઘોષણાત્મક રીતે ઉકેલવા માટે થઈ શકે છે. તે કેટલાક આગાહીઓને અપૂર્ણ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવાની મંજૂરી આપીને સામાન્ય તર્ક પ્રોગ્રામિંગને વિસ્તરે છે, જેને અબડ્યુસિબલ આગાહીઓ તરીકે જાહેર કરવામાં આવે છે. સમસ્યાનું નિરાકરણ ઉકેલવા માટેની સમસ્યાઓના ઉકેલો તરીકે આ અપ્રામાણિક આગાહીઓ (અપ્રામાણિક પૂર્વધારણાઓ) પર પૂર્વધારણાઓ મેળવીને પ્રભાવિત થાય છે. આ સમસ્યાઓ કાં તો એવા અવલોકનો હોઈ શકે છે જેને સમજાવવાની જરૂર છે (શાસ્ત્રીય અપહરણની જેમ) અથવા હાંસલ કરવાના લક્ષ્યો (સામાન્ય તર્ક પ્રોગ્રામિંગની જેમ). તેનો ઉપયોગ નિદાન, આયોજન, કુદરતી ભાષા અને મશીન લર્નિંગમાં સમસ્યાઓ ઉકેલવા માટે થઈ શકે છે. તેનો ઉપયોગ નકારાત્મકતાને નિષ્ફળતા તરીકે અપહરણકારી તર્કના સ્વરૂપ તરીકે અર્થઘટન કરવા માટે પણ કરવામાં આવે છે. સિન્ટેક્સ એબ્ડક્ટિવ લોજિક પ્રોગ્રામ્સમાં ત્રણ ઘટકો હોય છે, જ્યાંઃ પી એ લોજિક પ્રોગ્રામિંગની જેમ જ સમાન સ્વરૂપનો લોજિક પ્રોગ્રામ છે એ અનુમાનિત નામોનો સમૂહ છે, જેને અબ્ડ્યુસિબલ પ્રેડિકેટ્સ કહેવામાં આવે છે આઇસી એ પ્રથમ ક્રમની શાસ્ત્રીય સૂત્રોનો સમૂહ છે. સામાન્ય રીતે, તર્કશાસ્ત્ર કાર્યક્રમ 'પી "માં એવી કોઈ કલમો હોતી નથી કે જેનું મુખ્ય (અથવા નિષ્કર્ષ) અસ્પષ્ટ અનુમાનનો સંદર્ભ આપે છે. (આ પ્રતિબંધ સામાન્યતાને ગુમાવ્યા વિના કરી શકાય છે.) વ્યવહારમાં પણ, ઘણી વખત, આઇ. સી. માં અખંડિતતાની મર્યાદાઓ ઘણીવાર અસ્વીકારના સ્વરૂપ સુધી મર્યાદિત હોય છે, એટલે કે. સ્વરૂપની કલમોઃ ખોટીઃ-A1,.., An, B1 નહીં, Bm નહીં. આવા અવરોધનો અર્થ એ છે કે તમામ A1,., an સાચું હોવું શક્ય નથી અને તે જ સમયે તમામ B1,., Bm ખોટું હોવું શક્ય નથી. અનૌપચારિક અર્થ અને સમસ્યાનું નિરાકરણ પી ની કલમો બિન-ઘટાડી શકાય તેવી આગાહીઓના સમૂહને વ્યાખ્યાયિત કરે છે અને આ દ્વારા તેઓ સમસ્યાના ક્ષેત્રનું વર્ણન (અથવા મોડેલ) પ્રદાન કરે છે. IC માં અખંડિતતાના અવરોધો સમસ્યાના ક્ષેત્રના સામાન્ય ગુણધર્મોને સ્પષ્ટ કરે છે જેને સમસ્યાના કોઈપણ ઉકેલમાં માન આપવાની જરૂર છે. એક સમસ્યા, જી, જે ક્યાં તો એક નિરીક્ષણ કે જેને સમજાવવાની જરૂર છે અથવા ઇચ્છિત ધ્યેયને વ્યક્ત કરે છે, તે હકારાત્મક અને નકારાત્મક (એનએએફ) શાબ્દિક સંયોજન દ્વારા રજૂ થાય છે. આવી સમસ્યાઓ G ની "અપવર્તનીય સમજૂતીઓ" ની ગણતરી કરીને હલ કરવામાં આવે છે. સમસ્યા G નું અપવર્તનીય સમજૂતી એ અપવર્તનીય આગાહીઓના હકારાત્મક (અને કેટલીકવાર નકારાત્મક પણ) પાયાના ઉદાહરણોનો સમૂહ છે, જેમ કે, જ્યારે આ તર્ક પ્રોગ્રામ P માં ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે સમસ્યા G અને અખંડિતતા અવરોધો IC બંને ધરાવે છે. આમ અપ્રામાણિક સમજૂતીઓ અપ્રામાણિક આગાહીઓની સંપૂર્ણ અથવા આંશિક વ્યાખ્યાઓના ઉમેરા દ્વારા તર્ક કાર્યક્રમ P ને વિસ્તરે છે. આ રીતે, પી અને આઇ. સી. માં સમસ્યાના ક્ષેત્રના વર્ણન અનુસાર અપહરણાત્મક સ્પષ્ટતા સમસ્યાના ઉકેલો બનાવે છે. અપ્રામાણિક સમજૂતીઓ દ્વારા આપવામાં આવેલ સમસ્યાના વર્ણનનું વિસ્તરણ અથવા પૂર્ણિકરણ નવી માહિતી પૂરી પાડે છે, જે અત્યાર સુધી સમસ્યાના ઉકેલમાં સમાવિષ્ટ નહોતી. એક ઉકેલને બીજા પર પ્રાધાન્ય આપવા માટે ગુણવત્તાના માપદંડ, જે ઘણીવાર અખંડિતતાના અવરોધો દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, તે સમસ્યાની ચોક્કસ અસ્પષ્ટ સ્પષ્ટતા પસંદ કરવા માટે લાગુ કરી શકાય છે જી. એ. એલ. પી. માં ગણતરી સામાન્ય તર્ક પ્રોગ્રામિંગના પછાત તર્કને (સમસ્યાઓને પેટા-સમસ્યાઓમાં ઘટાડવા માટે) એક પ્રકારની અખંડિતતા ચકાસણી સાથે જોડે છે જે દર્શાવે છે કે અસ્પષ્ટ સ્પષ્ટતા અખંડિતતાના અવરોધોને સંતોષે છે. નીચેના બે ઉદાહરણો, એ. એલ. પી. ના કડક વાક્યરચનાને બદલે સરળ સંરચિત અંગ્રેજીમાં લખાયેલા છે, જે એ. એલ. પી. માં અપ્રામાણિક સમજૂતીની કલ્પના અને સમસ્યાનું નિરાકરણ સાથેના તેના સંબંધને સમજાવે છે. ઉદાહરણ 1 અપહરણ તર્ક કાર્યક્રમમાં, નીચેના વાક્યો છેઃ જો વરસાદ પડે તો ઘાસ ભીનું હોય છે. જો છંટકાવ કરનાર ચાલુ હોય તો ઘાસ ભીનું હોય છે. સૂર્ય ચમકતો હતો. "વરસાદ પડ્યો" અને "છંટકાવ કરનાર ચાલુ હતો" એ અસ્પષ્ટ આગાહીઓ છે અને અખંડિતતામાં એકમાત્ર અવરોધ છેઃ જો વરસાદ પડ્યો હોય અને સૂર્ય ચમકતો હોય તો તે ખોટું છે. ઘાસ ભીનું છે તે અવલોકનની બે સંભવિત સમજૂતીઓ છે, "વરસાદ પડ્યો" અને "છંટકાવ કરનાર ચાલુ હતો", જે નિરીક્ષણનો સમાવેશ કરે છે. જો કે, માત્ર બીજી સંભવિત સમજૂતી, "છંટકાવ કરનાર ચાલુ હતું", અખંડિતતાના અવરોધને સંતોષે છે. ઉદાહરણ 2 નીચેની (સરળીકૃત) કલમો ધરાવતા અપવર્તક તર્ક કાર્યક્રમને ધ્યાનમાં લોઃ જો X નો જન્મ યુએસએમાં થયો હોય તો X એ નાગરિક છે. X એ નાગરિક છે જો X નો જન્મ યુએસએની બહાર થયો હોય અને X એ યુએસએનો રહેવાસી હોય અને X એ નેચરલાઈઝ્ડ હોય. જો X નો જન્મ યુએસએની બહાર થયો હોય અને Y એ X ની માતા હોય અને Y એ નાગરિક હોય અને X નોંધાયેલ હોય તો X એ નાગરિક છે. મેરી જ્હોનની માતા છે. મેરી એક નાગરિક છે. પાંચ અપહરણપાત્ર આગાહીઓ સાથે, "યુ. એસ. એ. માં જન્મ્યો છે", "યુ. એસ. એ. ની બહાર જન્મ્યો છે", "યુ. એસ. એ. નો રહેવાસી છે", "નેચરલાઈઝ્ડ છે" અને "નોંધાયેલ છે" અને અખંડિતતાની મર્યાદાઃ ખોટી જો જ્હોન યુ. એસ. એ. નો રહેવાસી છે. "જ્હોન નાગરિક છે" ધ્યેયના બે અપહરણકારી ઉકેલો છે, જેમાંથી એક છે "જ્હોન યુએસએમાં જન્મે છે", જેમાંથી બીજો છે "જ્હોન યુએસએની બહાર જન્મે છે" અને "જ્હોન નોંધાયેલ છે". રહેઠાણ અને નેચરલાઈઝેશન દ્વારા નાગરિક બનવાનો સંભવિત ઉકેલ નિષ્ફળ જાય છે કારણ કે તે અખંડિતતાના બંધનું ઉલ્લંઘન કરે છે. એક વધુ જટિલ ઉદાહરણ જે એ. એલ. પી. ના વધુ ઔપચારિક વાક્યરચનામાં પણ લખાયેલું છે તે નીચે મુજબ છે. ઉદાહરણ 3 નીચે અપવર્તક તર્ક કાર્યક્રમ બેક્ટેરિયમ ઇ. કોલીના લેક્ટોઝ ચયાપચયના સરળ નમૂનાનું વર્ણન કરે છે. કાર્યક્રમ, પી, વર્ણવે છે (તેના પ્રથમ નિયમમાં) કે ઇ. કોલી ખાંડના લેક્ટોઝને ખાઈ શકે છે જો તે બે ઉત્સેચકો પરમીઝ અને ગેલેક્ટોસિડેઝ બનાવે છે. તમામ ઉત્સેચકોની જેમ, આ ત્યારે બનાવવામાં આવે છે જ્યારે તેઓ જનીન (જનીન) દ્વારા કોડેડ હોય જે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે (બીજા નિયમ દ્વારા વર્ણવેલ). પરમીઝ અને ગેલેક્ટોસિડેઝના બે ઉત્સેચકો બે જનીનો દ્વારા કોડેડ કરવામાં આવે છે, અનુક્રમે લાખ (વાય) અને લાખ (ઝેડ) (પ્રોગ્રામના પાંચમા અને છઠ્ઠા નિયમમાં જણાવવામાં આવ્યું છે), જનીનોના સમૂહમાં (લાખ (એક્સ))-જેને ઓપેરોન કહેવાય છે-જે ત્યારે વ્યક્ત થાય છે જ્યારે ગ્લુકોઝની માત્રા (એએમટી) ઓછી હોય અને લેક્ટોઝ વધારે હોય અથવા જ્યારે તે બંને મધ્યમ સ્તરે હોય (ચોથો અને પાંચમો નિયમ જુઓ). અબડ્યુસિબલ્સ, એ, અનુમાનિત "રકમ" ના તમામ પાયાના ઉદાહરણોને અનુમાનિત તરીકે જાહેર કરે છે. આ પ્રતિબિંબિત કરે છે કે મોડેલમાં કોઈપણ સમયે વિવિધ પદાર્થોની માત્રા અજ્ઞાત છે. આ અપૂર્ણ માહિતી છે જે દરેક સમસ્યાના કેસમાં નક્કી કરવાની હોય છે. અખંડિતતાની મર્યાદાઓ, IC, જણાવે છે કે કોઈપણ પદાર્થ (S) ની માત્રા માત્ર એક જ મૂલ્ય લઈ શકે છે. ડોમેન જ્ઞાન (પી) ફીડ (લેક્ટોઝ):-બનાવો (પારગમન), બનાવો (ગેલેક્ટોસિડેઝ). મેક (એન્ઝાઇમ):-કોડ (જીન, એન્ઝાઇમ), એક્સપ્રેસ (જીન). એક્સપ્રેસ (લાખ (X)):-માત્રા (ગ્લુકોઝ, ઓછી), માત્રા (લેક્ટોઝ, હાય). વ્યક્ત (લાખ (X)):-માત્રા (ગ્લુકોઝ, મધ્યમ), માત્રા (લેક્ટોઝ, મધ્યમ). કોડ (લાખ (વાય), પારગમ્યતા). કોડ (લાખ (ઝેડ), ગેલેક્ટોસિડેઝ). તાપમાન (નીચું):-પ્રમાણ (ગ્લુકોઝ, નીચું). અખંડિતતાની મર્યાદાઓ (IC) ખોટીઃ-રકમ (S, V1), રકમ (S, V2), V1 ષ્ણુત V2. અબડ્યુસિબલ (એ) અબડ્યુસિબલ _ પ્રેડિકેટ (રકમ). સમસ્યાનું લક્ષ્ય છે. આ ક્યાં તો સમજાવવા માટેના નિરીક્ષણ તરીકે અથવા યોજના શોધીને હાંસલ કરવાની સ્થિતિ તરીકે ઊભી થઈ શકે છે. આ ધ્યેયમાં બે અપહરણકારી સમજૂતીઓ છેઃ બેમાંથી કયો નિર્ણય અપનાવવો તે ઉપલબ્ધ વધારાની માહિતી પર આધારિત હોઈ શકે છે, દા. ત. તે જાણી શકાય છે કે જ્યારે ગ્લુકોઝનું સ્તર ઓછું હોય છે ત્યારે જીવતંત્ર ચોક્કસ વર્તણૂક દર્શાવે છે-મોડેલમાં આવી વધારાની માહિતી એ છે કે જીવતંત્રનું તાપમાન ઓછું છે-અને આની સત્યતા અથવા જૂઠાણાનું નિરીક્ષણ કરીને અનુક્રમે પ્રથમ અથવા બીજી સમજૂતી પસંદ કરવી શક્ય છે. એકવાર સમજૂતી પસંદ થઈ જાય, પછી આ સિદ્ધાંતનો ભાગ બની જાય છે, જેનો ઉપયોગ નવા તારણો કાઢવા માટે થઈ શકે છે. સમજૂતી અને વધુ સામાન્ય રીતે આ નવા તારણો સમસ્યાનું સમાધાન બનાવે છે. ઔપચારિક શબ્દાર્થ એ. એલ. પી. માં અપહરણકારી સમજૂતીની કેન્દ્રિય કલ્પનાના ઔપચારિક શબ્દાર્થને નીચેની રીતે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે. અબ્ડક્ટિવ લોજિક પ્રોગ્રામને જોતાં, સમસ્યા માટે અબ્ડક્ટિવ સમજૂતી એ અબ્ડ્યુસિબલ આગાહીઓ પર ગ્રાઉન્ડ અણુઓનો સમૂહ છે જેમ કેઃ સુસંગત છે આ વ્યાખ્યા લોજિક પ્રોગ્રામિંગના અંતર્ગત શબ્દાર્થની પસંદગીને ખોલે છે જેના દ્વારા આપણે એન્ટેલમેન્ટ સંબંધનો ચોક્કસ અર્થ અને (વિસ્તૃત) લોજિક પ્રોગ્રામ્સની સુસંગતતાની કલ્પના આપીએ છીએ. લોજિક પ્રોગ્રામિંગના વિવિધ શબ્દાર્થોમાંથી કોઈપણ જેમ કે સમાપ્તિ, સ્થિર અથવા સારી રીતે સ્થાપિત શબ્દાર્થ (અને વ્યવહારમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે) અપહરણકારી સમજૂતીઓની વિવિધ કલ્પનાઓ અને આમ એ. એલ. પી. માળખાના વિવિધ સ્વરૂપો આપી શકે છે. ઉપરોક્ત વ્યાખ્યા સંભવિત અપહરણકારી ઉકેલો પરના પ્રતિબંધો તરીકે અખંડિતતાના અવરોધોની ભૂમિકાના ઔપચારિકરણ પર ચોક્કસ દૃષ્ટિકોણ લે છે. તે જરૂરી છે કે આ એક અપવર્તક ઉકેલ સાથે વિસ્તૃત તર્ક કાર્યક્રમ દ્વારા સમાવિષ્ટ હોય, આમ તેનો અર્થ એ થાય કે વિસ્તૃત તર્ક કાર્યક્રમના કોઈપણ મોડેલમાં (જેને કોઈ આગામી વિશ્વ તરીકે વિચારી શકે છે) અખંડિતતાની મર્યાદાઓની જરૂરિયાતો પૂરી થાય છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં આ બિનજરૂરી રીતે મજબૂત હોઈ શકે છે અને સુસંગતતાની નબળી જરૂરિયાત, એટલે કે તે સુસંગત છે, પૂરતી હોઈ શકે છે, જેનો અર્થ છે કે વિસ્તૃત કાર્યક્રમનું ઓછામાં ઓછું એક મોડેલ (સંભવિત આગામી વિશ્વ) અસ્તિત્વમાં છે જ્યાં અખંડિતતાની મર્યાદાઓ હોય છે. વ્યવહારમાં, ઘણા કિસ્સાઓમાં, અખંડિતતાના અવરોધોની ભૂમિકાને ઔપચારિક બનાવવાની આ બે રીતો તર્ક કાર્યક્રમ સાથે મેળ ખાય છે અને તેના વિસ્તરણમાં હંમેશા એક અનન્ય મોડેલ હોય છે. ઘણી એ. એલ. પી. પ્રણાલીઓ અખંડિતતાના અવરોધોના પ્રવેશ દૃષ્ટિકોણનો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે અખંડિતતાના અવરોધોને સંતોષવા માટે કોઈ વધારાની વિશેષ પ્રક્રિયાઓની જરૂર વગર આનો સરળતાથી અમલ કરી શકાય છે કારણ કે આ દૃષ્ટિકોણ અવરોધોને સમસ્યાના લક્ષ્યની જેમ જ વર્તે છે. ઘણા વ્યવહારુ કિસ્સાઓમાં, એ. એલ. પી. માં અપહરણકારી સમજૂતીની આ ઔપચારિક વ્યાખ્યામાં ત્રીજી શરત કાં તો તુચ્છ રીતે સંતુષ્ટ છે અથવા તે સુસંગતતા મેળવનાર ચોક્કસ અખંડિતતાના અવરોધોનો ઉપયોગ કરીને બીજી શરતમાં સમાયેલી છે. અમલીકરણ અને પ્રણાલીઓ એ. એલ. પી. ના મોટાભાગના અમલીકરણ તર્ક પ્રોગ્રામિંગના એસ. એલ. ડી. રિઝોલ્યુશન-આધારિત કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલને વિસ્તરે છે. એ. એલ. પી. નો જવાબ સેટ પ્રોગ્રામિંગ (એ. એસ. પી.) સાથેની તેની કડી દ્વારા પણ અમલ કરી શકાય છે, જ્યાં એ. એસ. પી. પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પહેલાના અભિગમની પ્રણાલીઓના ઉદાહરણો એ. સી. એલ. પી., એ-સિસ્ટમ, સી. આઈ. એફ. એફ., એસ. સી. આઈ. એફ. એફ., એ. બી. ડી. યુ. એ. એલ. અને પ્રોલોજિકા છે. ઇન્ડક્ટિવ લોજિક પ્રોગ્રામિંગ નોટ્સ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ACLP ACL SCIFF સિસ્ટમ લોજિક પ્રોગ્રામિંગ