Algorithmic Contributions to Qualitative Constraint-based Spatial and Temporal Reasoning
Contributions Algorithmiques au Raisonnement Spatial et Temporel basé sur des Contraintes Qualitatives
Résumé
Qualitative Spatial and Temporal Reasoning is a major field of study in Artificial Intelligence
and, particularly, in Knowledge Representation, which deals with the fundamental cognitive
concepts of space and time in an abstract manner.
In our thesis, we focus on qualitative constraint-based spatial and temporal formalisms and
make contributions to several aspects. In particular, given a knowledge base of qualitative spatial
or temporal information, we define novel local consistency conditions and related techniques to
efficiently solve the fundamental reasoning problems that are associated with such knowledge
bases. These reasoning problems consist of the satisfiability problem, which is the problem of
deciding whether there exists a quantitative interpretation of all the entities of a knowledge base
such that all of its qualitative relations are satisfied by that interpretation, the minimal labeling
problem, which is the problem of determining all the atoms for each of the qualitative relations
of a knowledge base that participate in at least one of its solutions, and the redundancy problem,
which is the problem of obtaining all the non-redundant qualitative relations of a knowledge
base. Further, we enrich the field of spatio-temporal formalisms that combine space and time
in an interrelated manner by making contributions with respect to a qualitative spatio-temporal
logic that results by combining the propositional temporal logic (PTL) with a qualitative spatial
constraint language, and by investigating the task of ordering a temporal sequence of qualitative
spatial configurations to meet certain transition constraints.
Le raisonnement spatial et temporel qualitatif est un domaine principal d’études de l’intelligence
artificielle et, en particulier, du domaine de la représentation des connaissances, qui traite des
concepts cognitifs fondamentaux de l’espace et du temps de manière abstraite.
Dans notre thèse, nous nous focalisons sur les formalismes du domaine du raisonnement spatial
et temporel qualitatif représentant les informations par des contraintes et apportons des
contributions sur plusieurs aspects. En particulier, étant donnée des bases de connaissances
d’informations qualitatives sur l’espace ou le temps, nous définissons des nouvelles conditions de
consistance locale et des techniques associées afin de résoudre efficacement les problèmes
fondamentaux se posant. Nous traitons notamment du problème de la satisfiabilité qui est le problème
de décider s’il existe une interprétation quantitative de toutes les entités satisfaisant l’ensemble
des contraintes qualitatives. Nous considérons également le problème de l’étiquetage minimal qui
consiste à déterminer pour toutes les contraintes qualitatives les relations de base participant
à au moins une solution ainsi que le problème de redondance consistant à déterminer les
contraintes qualitatives non redondantes. En outre, nous enrichissons le domaine des formalismes
spatio-temporels par des contributions concernant une logique spatio-temporelle combinant la
logique temporelle propositionnelle (PTL) avec un langage de contraintes qualitatives spatiales
et une étude de la problématique consistant à gérer une séquence temporelle de configurations
spatiales qualitatives devant satisfaire des contraintes de transition.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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