स्थिति गणना: Difference between revisions

Revision as of 17:24, 7 August 2023

स्थिति गणना एक तर्क औपचारिकता है जिसे गतिशील कार्यक्षेत्र के बारे में प्रतिनिधित्व और तर्क करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसे पहली बार 1963 में जॉन मैक्कार्थी (कंप्यूटर वैज्ञानिक) द्वारा प्रस्तुत किया गया था।^[1] इस आलेख में प्रस्तुत स्थितिजन्य गणना का मुख्य संस्करण 1991 में रे रेइटर द्वारा प्रस्तुत किए गए संस्करण पर आधारित है। इसके बाद मैक्कार्थी के 1986 संस्करण और एक तर्क क्रमादेशन सूत्रीकरण के बारे में अनुभाग दिए गए हैं।

अवलोकन

स्थिति गणना प्रथम-क्रम तर्क सूत्रों के एक समूह के रूप में बदलते परिदृश्यों का प्रतिनिधित्व करती है। गणना के मूल अवयव हैं:

संसार में जो कार्य किये जा सकते हैं
स्पष्टता (कृत्रिम बुद्धि) जो विश्व की स्थिति का वर्णन करती है
परिस्थितियाँ

कार्यक्षेत्र को कई सूत्रों द्वारा औपचारिक रूप दिया जाता है, अर्थात्:

प्रत्येक क्रिया के लिए एक पूर्वपेक्षित सिद्धांत क्रिया
प्रत्येक स्पष्टता के लिए एक अनुक्रम स्थिति सिद्धांत
विभिन्न स्थितियों में दुनिया का वर्णन करने वाले सिद्धांत
स्थिति गणना के मूलभूत सिद्धांत

एक सामान्य रोबोट दुनिया को एक संचालित उदाहरण के रूप में तैयार किया जाएगा। इस दुनिया में एक रोबोट और कई निर्जीव वस्तुएं हैं। दुनिया को एक ग्रिड के अनुसार व्यवस्थित किया गया है ताकि स्थानों को समन्वय बिंदु $(x,y)$ के अनुसार निर्दिष्ट किया जा सके। रोबोट के लिए दुनिया भर में घूमना और वस्तुओं को उठाना और छोड़ना संभव है। कुछ वस्तुएं रोबोट के उठाने के लिए बहुत भारी हो सकती हैं, या इतनी नाजुक हो सकती हैं कि गिराए जाने पर वे टूट जाएं। रोबोट अपने पास उपलब्ध किसी भी टूटी हुई वस्तु की मरम्मत करने की भी क्षमता रखता है।

अवयव

स्थिति गणना के मुख्य अवयव क्रियाएं, स्पष्टता और स्थितियां हैं। दुनिया के वर्णन में सामान्यतौर पर कई वस्तुएं भी सम्मिलित होती हैं। स्थिति गणना तीन प्रकार के क्रमबद्ध कार्यक्षेत्र पर आधारित है: क्रियाएं, स्थितियां और वस्तुएं, जहां वस्तुओं में वह सब कुछ सम्मिलित होता है जो कोई क्रिया या स्थिति में नहीं होता है। प्रत्येक प्रकार के क्रमबद्ध चर का उपयोग किया जा सकता है। जबकि क्रियाएँ, परिस्थितियाँ और वस्तुएँ कार्यक्षेत्र के अवयव हैं, स्पष्टता को या तो विधेय या फलन के रूप में तैयार किया जाता है।

क्रियाएं

क्रियाएँ एक प्रकार का कार्यक्षेत्र बनाती हैं। क्रमबद्ध क्रिया के चरों का उपयोग किया जा सकता है और क्रियाओं को परिमाणित भी किया जा सकता है। रोबोट की दुनिया के उदाहरण में, संभावित क्रिया पद , रोबोट को एक नए स्थान $(x,y)$ पर ले जाने के लिए $move(x,y)$ का प्रतिरूपण बनाना, और किसी वस्तु $o$ को उठाने वाले रोबोट $pickup(o)$ का प्रतिरूपण बनाना सम्मिलित है। सम्बंधित कार्रवाई निष्पादन योग्य होने पर इंगित करने के लिए एक विशेष विधेय पॉस का उपयोग किया जाता है।

परिस्थितियाँ

स्थिति गणना में, एक गतिशील दुनिया को दुनिया के भीतर किए जा रहे विभिन्न फलन के परिणामस्वरूप स्थितियों की एक श्रृंखला के माध्यम से प्रगति के रूप में तैयार किया जाता है। एक स्थिति क्रिया घटित होने के इतिहास का प्रतिनिधित्व करती है। यहां वर्णित स्थिति गणना के रेइटर संस्करण में, एक स्थिति, शब्द के शाब्दिक अर्थ के विपरीत और मैककार्थी और हेस द्वारा मूल परिभाषा के विपरीत एक स्थिति का प्रतिनिधित्व नहीं करती है। इस बिंदु को रेइटर द्वारा इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है:

स्थिति क्रियाओं का एक सीमित क्रम अवधि है। यह कोई स्थिति नहीं है, यह कोई आशुचित्र नहीं है, यह एक इतिहास है।^[2]

किसी भी कार्य को करने से पहले की स्थिति को सामान्य तौर पर $S_{0}$ द्वारा दर्शाया जाता है और इसे प्रारंभिक स्थिति कहा जाता है। किसी क्रिया के निष्पादन से उत्पन्न नई स्थिति को फलन प्रतीक $do$ का उपयोग करके दर्शाया जाता है और कुछ अन्य सन्दर्भ में $result$ का भी प्रयोग किया जाता है। इस फलन प्रतीक में तर्क के रूप में एक स्थिति और एक क्रिया होती है, और परिणाम के रूप में एक स्थिति होती है, बाद वाली स्थिति वह स्थिति होती है जो दी गई स्थिति में दी गई कार्रवाई को करने के परिणामस्वरूप होती है।

तथ्य यह है कि परिस्थितियाँ क्रियाओं का क्रम हैं न कि अवस्थाएँ, इसलिए अगर और केवल अगर $a=a'$ और $s=s'$ होता है तो $do(a,s)$ के बराबर $do(a',s')$ है यह इस सिद्धांत द्वारा लागू किया जाता है। यह सिद्धांत अर्थहीन है यदि स्थितियाँ ही अवस्था हों, क्योंकि दो अलग-अलग अवस्थाओं में निष्पादित दो अलग-अलग क्रियाओं का परिणाम एक ही अवस्था में हो सकता है।

उदाहरण रोबोट की दुनिया में, यदि रोबोट की पहली क्रिया स्थान $(2,3)$ पर जाना है तो पहली क्रिया $move(2,3)$ होगी और परिणामी स्थिति $d o left parenthesis m o v e left parenthesis 2 comma 3 right parenthesis comma upper S 0 right parenthesis$

[1]

[2]

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 तथ्य यह है कि परिस्थितियाँ क्रियाओं का क्रम हैं न कि अवस्थाएँ, इसलिए अगर और केवल अगर <math>a=a'</math> और <math>s=s'</math> होता है तो <math>do(a,s)</math> के बराबर  <math>do(a',s')</math> है यह इस सिद्धांत द्वारा लागू किया जाता है। यह सिद्धांत अर्थहीन है यदि स्थितियाँ ही अवस्था हों, क्योंकि दो अलग-अलग अवस्थाओं में निष्पादित दो अलग-अलग क्रियाओं का परिणाम एक ही अवस्था में हो सकता है।
-उदाहरण रोबोट की दुनिया में, यदि रोबोट की पहली क्रिया स्थान<math>(2,3)</math> पर जाना है तो पहली क्रिया <math>move(2,3)</math> होगी और परिणामी स्थिति <math>do(move(2,3),S_{0})</math> होगी। यदि इसकी अगली क्रिया गेंद को उठाना है, तो परिणामी स्थिति <math>do(pickup(Ball),do(move(2,3),S_{0}))</math> होगी। स्थितियों के पद जैसे <math>do(move(2,3),S_{0})</math> और <math>do(pickup(Ball),do(move(2,3),S_{0}))</math> निष्पादित फलन के अनुक्रम को निरूपित करता है , न कि निष्पादन के परिणामस्वरूप होने वाली अवस्था का विवरण करता है।
+उदाहरण रोबोट की दुनिया में, यदि रोबोट की पहली क्रिया स्थान<math>(2,3)</math> पर जाना है तो पहली क्रिया <math>move(2,3)</math> होगी और परिणामी स्थिति <math>do(move(2,3),S_{0})</math> होगी। यदि इसकी अगली क्रिया गेंद को उठाना है, तो परिणामी स्थिति <math>do(pickup(Ball),do(move(2,3),S_{0}))</math> होगी। स्थितियों के पद जैसे <math>do(move(2,3),S_{0})</math> और <math>do(pickup(Ball),do(move(2,3),S_{0}))</math> निष्पादित फलन के अनुक्रम को निरूपित करते है, न कि निष्पादन के परिणामस्वरूप होने वाली अवस्था का विवरण करते है।
 === स्पष्टता ===
-ऐसे कथन जिनका सत्य मान बदल सकता है, उन्हें संबंधपरक स्पष्टता, विधेय द्वारा प्रतिरूपित किया जाता है जो किसी स्थिति को अपने अंतिम तर्क के रूप में लेते हैं। ,यदि कोई   फलन जो किसी स्थिति को अपने अंतिम तर्क के रूप में लेते हैं और स्थिति-आश्रित मान लौटाते हैं तो कार्यात्मक स्पष्टता भी संभव होती हैं। स्पष्टता को दुनिया का गुणधर्म माना जा सकता है।
+ऐसे कथन जिनका सत्य मान बदल सकता है, उन्हें संबंधपरक स्पष्टता, विधेय द्वारा प्रतिरूपित किया जाता है जो किसी स्थिति को अपने अंतिम तर्क के रूप में लेते हैं। ,यदि कोई फलन जो किसी स्थिति को अपने अंतिम तर्क के रूप में लेते हैं और स्थिति-आश्रित मान लौटाते हैं तो कार्यात्मक स्पष्टता भी संभव होती हैं। स्पष्टता को दुनिया का गुणधर्म माना जा सकता है।
-उदाहरण में, धारास्पष्टता <math>\textit{isCarrying}(o,s)</math> इसका उपयोग यह इंगित करने के लिए किया जा सकता है कि रोबोट किसी विशेष स्थिति में किसी विशेष वस्तु को ले जा रहा है। यदि रोबोट प्रारंभ में कुछ भी नहीं ले जाता है, <math>\textit{isCarrying}(Ball,S_{0})</math> जबकि झूठ है <math>\textit{isCarrying}(Ball,do(pickup(Ball),S_{0}))</math> क्या सच है। रोबोट के स्थान को एक कार्यात्मक धारास्पष्टता का उपयोग करके मॉडल किया जा सकता है <math>location(s)</math> जो स्थान लौटाता है <math>(x,y)</math> किसी विशेष स्थिति में रोबोट का।
+उदाहरण में, स्पष्टता <math>\textit{isCarrying}(o,s)</math> का उपयोग यह इंगित करने के लिए किया जा सकता है कि रोबोट किसी विशेष स्थिति में किसी विशेष वस्तु को ले जा रहा है। यदि रोबोट प्रारंभ में कुछ भी नहीं ले जाता है तो <math>\textit{isCarrying}(Ball,S_{0})</math> गलत है और <math>\textit{isCarrying}(Ball,do(pickup(Ball),S_{0}))</math> सही है। रोबोट के स्थान को एक कार्यात्मक स्पष्टता का उपयोग करके <math>location(s)</math> में प्रतिरूपित किया जा सकता है जो किसी विशेष स्थिति में रोबोट का स्थान<math>(x,y)</math> लौटाता है।
 ==सूत्र==
-एक गतिशील दुनिया का वर्णन तीन प्रकार के सूत्रों का उपयोग करके द्वितीय-क्रम_लॉजिक में एन्कोड किया गया है: फलन के बारे में सूत्र (पूर्व शर्त और प्रभाव), दुनिया की स्थिति के बारे में सूत्र, और मूलभूत सिद्धांत।
+एक गतिशील दुनिया का वर्णन तीन प्रकार के सूत्रों जैसे; फलन के बारे में सूत्र (पूर्वापेक्षा और प्रभाव), दुनिया की अवस्था के बारे में सूत्र, और मूलभूत सिद्धांत का उपयोग करके द्वितीय '''क्रम का तर्क''' में  संकेतित्र किया गया है।
-===कार्रवाई पूर्वशर्तें===
+===क्रिया पूर्वापेक्षा===
-कुछ कार्रवाइयां किसी दी गई स्थिति में निष्पादन योग्य नहीं हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, किसी वस्तु को तब तक नीचे रखना असंभव है जब तक कोई वास्तव में उसे उठा न रहा हो। फलन के निष्पादन पर प्रतिबंध प्रपत्र के शाब्दिक अर्थों द्वारा प्रतिरूपित होते हैं <math>\textit{Poss}(a,s)</math>, कहाँ {{mvar|a}} एक क्रिया है, {{mvar|s}} एक स्थिति, और {{mvar|Poss}} क्रियाओं की निष्पादन क्षमता को दर्शाने वाला एक विशेष द्विआधारी विधेय है। उदाहरण में, यह स्थिति कि किसी वस्तु को गिराना केवल तभी संभव है जब कोई उसे ले जा रहा हो, इस प्रकार मॉडलिंग की गई है:
+कुछ क्रियांए किसी दी गई स्थिति में निष्पादन योग्य नहीं हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, किसी वस्तु को तब तक नीचे रखना असंभव है जब तक कोई वास्तव में उसे उठा न रहा हो। फलन के निष्पादन पर प्रतिबंध प्रपत्र <math>\textit{Poss}(a,s)</math> के शाब्दिक अर्थों द्वारा प्रतिरूपित होते हैं, जहाँ {{mvar|a}} एक क्रिया है, {{mvar|s}} एक स्थिति, और {{mvar|Poss}} क्रियाओं की निष्पादन क्षमता को दर्शाने वाला एक विशेष द्विआधारी विधेय है। उदाहरण में, यह स्थिति कि किसी वस्तु को गिराना केवल तभी संभव है जब कोई उसे ले जा रहा हो, इस प्रकार प्रतिरूपित किया गया है:
 : <math>
 \textit{Poss}(drop(o),s)\leftrightarrow \textit{isCarrying}(o,s)
 </math>
-अधिक जटिल उदाहरण के रूप में, निम्नलिखित मॉडल बताते हैं कि रोबोट एक समय में केवल एक ही वस्तु ले जा सकता है, और कुछ वस्तुएँ रोबोट के उठाने के लिए बहुत भारी हैं (विधेय द्वारा दर्शाया गया है) {{mvar|heavy}}):
+अधिक जटिल उदाहरण के रूप में, निम्नलिखित प्रतिरूपण बताते हैं कि रोबोट एक समय में केवल एक ही वस्तु ले जा सकता है, और कुछ वस्तुएँ रोबोट के उठाने के लिए बहुत भारी हैं (विधेय भारी द्वारा दर्शाया गया है):
 : <math>
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 </math>
+'''<big>क्रिया प्रभाव</big>'''
-===क्रिया प्रभाव===
 यह देखते हुए कि किसी स्थिति में कोई कार्रवाई संभव है, किसी को धारास्पष्टता पर उस कार्रवाई के प्रभाव को निर्दिष्ट करना होगा। यह प्रभाव सिद्धांतों द्वारा किया जाता है। उदाहरण के लिए, तथ्य यह है कि किसी वस्तु को उठाने से रोबोट उसे ले जाता है, इसे इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:
@@ Line 67: / Line 66: @@
 Poss(pickup(o),s)\rightarrow \textit{isCarrying}(o,do(pickup(o),s))
 </math>
-सशर्त प्रभावों को निर्दिष्ट करना भी संभव है, जो ऐसे प्रभाव हैं जो वर्तमान स्थिति पर निर्भर करते हैं। निम्नलिखित मॉडल बताते हैं कि कुछ वस्तुएं नाजुक हैं (विधेय द्वारा दर्शाया गया है {{mvar|fragile}}) और उन्हें गिराने से वे टूट जाते हैं (धारास्पष्टता द्वारा इंगित)। {{mvar|broken}}):
+सशर्त प्रभावों को निर्दिष्ट करना भी संभव है, जो ऐसे प्रभाव हैं जो वर्तमान स्थिति पर निर्भर करते हैं। निम्नलिखित प्रतिरूपण बताते हैं कि कुछ वस्तुएं नाजुक हैं (विधेय द्वारा दर्शाया गया है {{mvar|fragile}}) और उन्हें गिराने से वे टूट जाते हैं (धारास्पष्टता द्वारा इंगित)। {{mvar|broken}}):
 : <math>
@@ Line 110: / Line 109: @@
-===स्थिति===
+'''<big>स्थिति</big>'''
 प्रारंभिक या किसी अन्य स्थिति के गुणों को केवल सूत्रों के रूप में बताकर निर्दिष्ट किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, प्रारंभिक अवस्था के बारे में दावे करके किसी तथ्य को औपचारिक रूप दिया जाता है <math>S_{0}</math> (जो एक अवस्था नहीं, बल्कि एक स्थिति है)। निम्नलिखित कथनों से पता चलता है कि प्रारंभ में, रोबोट कुछ भी नहीं ले जाता है
@@ Line 125: / Line 125: @@
 </math>
+'''<big><br />बुनियादी सिद्धांत</big>'''
-===बुनियादी सिद्धांत===
 स्थिति गणना के मूलभूत सिद्धांत इस विचार को औपचारिक बनाते हैं कि परिस्थितियाँ इतिहास हैं <math>do(a,s)=do(a',s') \iff a=a' \land s=s'</math>. उनमें अन्य गुण भी सम्मिलित हैं जैसे स्थितियों पर दूसरे क्रम का प्रेरण।
@@ Line 135: / Line 134: @@
 ==नग्न==
-{{main|GOLOG}}
 GOLOG स्थिति गणना पर आधारित एक तर्क प्रोग्रामिंग भाषा है।<ref name=Lakemeyer2013>{{cite web|last1=Lakemeyer|first1=Gerhard|title=The Situation Calculus and Golog: A Tutorial|url=https://www.hybrid-reasoning.org/media/filer/2013/05/24/hybris-2013-05-sitcalc-slides.pdf|website=www.hybrid-reasoning.org|access-date=16 July 2014}}</ref><ref>{{cite web|title=GOLOG के बारे में प्रकाशन|url=http://bibbase.org/network/keyword/golog|access-date=16 July 2014}}</ref>
+'''<big><br />स्थिति गणना का मूल संस्करण</big>'''
-==स्थिति गणना का मूल संस्करण==
 मैक्कार्थी और हेस द्वारा मूल स्थिति गणना और आज उपयोग में आने वाली गणना के बीच मुख्य अंतर स्थितियों की व्याख्या है। स्थितिजन्य गणना के आधुनिक संस्करण में, स्थिति क्रियाओं का एक क्रम है। मूल रूप से, स्थितियों को समय के एक पल में ब्रह्मांड की पूर्ण स्थिति के रूप में परिभाषित किया गया था। यह शुरू से ही स्पष्ट था कि ऐसी स्थितियों का पूरी तरह से वर्णन नहीं किया जा सकता है; विचार बस स्थितियों के बारे में कुछ बयान देने और उनसे परिणाम निकालने का था। यह उस दृष्टिकोण से भी अलग है जो स्पष्टता गणना द्वारा अपनाया जाता है, जहां एक स्थिति ज्ञात तथ्यों का एक संग्रह हो सकता है, यानी, ब्रह्मांड का संभवतः अधूरा विवरण।
-स्थिति गणना के मूल संस्करण में, स्पष्टताों का पुनरीक्षण नहीं किया जाता है। दूसरे शब्दों में, जो स्थितियाँ बदल सकती हैं उन्हें विधेय द्वारा दर्शाया जाता है न कि फलन द्वारा। दरअसल, मैक्कार्थी और हेस ने स्पष्टता को एक ऐसे कार्य के रूप में परिभाषित किया जो स्थिति पर निर्भर करता है, लेकिन फिर वे स्पष्टता का प्रतिनिधित्व करने के लिए हमेशा विधेय का उपयोग करते हुए आगे बढ़े। उदाहरण के लिए, यह तथ्य कि जगह-जगह बारिश हो रही है {{mvar|x}} स्थिति में {{mvar|s}} को शाब्दिक रूप से दर्शाया गया है <math>raining(x,s)</math>. मैक्कार्थी द्वारा सिचुएशन गणना के 1986 संस्करण में, कार्यात्मक प्रवाह का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, किसी वस्तु की स्थिति {{mvar|x}} स्थिति में {{mvar|s}} के मान से दर्शाया जाता है <math>location(x,s)</math>, कहाँ {{mvar|location}} एक फलन है. ऐसे फलन के बारे में कथन समानता का उपयोग करके दिए जा सकते हैं: <math>location(x,s)=location(x,s')</math> इसका मतलब है कि वस्तु का स्थान {{mvar|x}} दोनों स्थितियों में समान है {{mvar|s}} और <math>s'</math>.
+स्थिति गणना के मूल संस्करण में, स्पष्टताों का पुनरीक्षण नहीं किया जाता है। दूसरे शब्दों में, जो स्थितियाँ बदल सकती हैं उन्हें विधेय द्वारा दर्शाया जाता है न कि फलन द्वारा। दरअसल, मैक्कार्थी और हेस ने स्पष्टता को एक ऐसे कार्य के रूप में परिभाषित किया जो स्थिति पर निर्भर करता है, लेकिन फिर वे स्पष्टता का प्रतिनिधित्व करने के लिए हमेशा विधेय का उपयोग करते हुए आगे बढ़े। उदाहरण के लिए, यह तथ्य कि जगह-जगह बारिश हो रही है {{mvar|x}} स्थिति में {{mvar|s}} को शाब्दिक रूप से दर्शाया गया है <math>raining(x,s)</math>. मैक्कार्थी द्वारा सिचुएशन गणना के 1986 संस्करण में, कार्यात्मक प्रवाह का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, किसी वस्तु की स्थिति {{mvar|x}} स्थिति में {{mvar|s}} के मान से दर्शाया जाता है <math>location(x,s)</math>, जहाँ {{mvar|location}} एक फलन है. ऐसे फलन के बारे में कथन समानता का उपयोग करके दिए जा सकते हैं: <math>location(x,s)=location(x,s')</math> इसका मतलब है कि वस्तु का स्थान {{mvar|x}} दोनों स्थितियों में समान है {{mvar|s}} और <math>s'</math>.
 क्रियाओं का निष्पादन फलन द्वारा दर्शाया जाता है {{mvar|result}}: कार्रवाई का निष्पादन {{mvar|a}} स्थिति में {{mvar|s}} स्थिति है <math>\textit{result}(a,s)</math>. क्रियाओं के प्रभाव को स्थिति से संबंधित सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है {{mvar|s}} और स्थितियों में स्पष्टता <math>\textit{result}(a,s)</math>. उदाहरण के लिए, दरवाज़ा खोलने की क्रिया के परिणामस्वरूप दरवाज़ा बंद न होने पर भी खुला रहता है, इसे निम्न द्वारा दर्शाया जाता है:

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