الاستدلال المكاني الزمني

يُعدّ الاستدلال المكاني-الزماني أحد مجالات الذكاء الاصطناعي ، ويستمدّ من علوم الحاسوب ، والعلوم المعرفية ، وعلم النفس المعرفي . يتمثل الهدف النظري - من الناحية المعرفية - في تمثيل المعرفة المكانية-الزمانية واستدلالها ذهنياً. أما الهدف التطبيقي - من الناحية الحاسوبية - فيتمثل في تطوير أنظمة تحكم عالية المستوى للآلات الآلية، وذلك لتوجيه وفهم الزمان والمكان.

تُشير إحدى النتائج المتقاربة في علم النفس المعرفي إلى أن علاقة الترابط هي أول علاقة مكانية يكتسبها الأطفال الرضع، تليها علاقات التوجيه والمسافة. ويمكن تفسير العلاقات الداخلية بين الأنواع الثلاثة من العلاقات المكانية حسابيًا ومنهجيًا ضمن نظرية المنشور المعرفي على النحو التالي:

1. العلاقة بين الاتصال بدائية؛
2. إن علاقة التوجيه هي علاقة مقارنة المسافة: وجودك أمامي يمكن تفسيره على أنه أقرب إلى جانبي الأمامي من جوانبي الأخرى؛
3. علاقة المسافة هي علاقة اتصال تستخدم كائنًا ثالثًا: كونك على بعد متر واحد مني يمكن تفسيره على أنه كائن طوله متر واحد متصل بك وبي في نفس الوقت.

دون التطرق إلى العلاقات الداخلية بين العلاقات المكانية، قدّم باحثو الذكاء الاصطناعي العديد من التمثيلات المجزأة. ومن أمثلة الحسابات الزمنية: جبر الفترات لآلن ، وجبر النقاط لفيلاين وكاوتز . أما أبرز الحسابات المكانية فهي: حسابات الميروتوبولوجيا ، وحساب الاتجاهات الأساسية لفرانك ، وحساب التقاطع المزدوج لفريكسا ، وحسابات التقاطع الرباعي والتساعي لإيغنهوفر وفرانزوزا، وحساب القلاب لليغوزات ، وحسابات اتصال المناطق المختلفة ، وجبر علاقات النقاط الموجهة.

في الآونة الأخيرة، تم تصميم حسابات مكانية-زمانية تجمع بين المعلومات المكانية والزمانية. على سبيل المثال، يجمع حساب القيود المكانية-الزمانية (STCC) الذي وضعه جيريفيني ونبيل بين جبر الفترات لألين وRCC-8. علاوة على ذلك، يسمح حساب المسار النوعي (QTC) بالاستدلال حول الأجسام المتحركة.

ركزت الدراسات السابقة على الاستدلال المكاني-الزماني النوعي ، الذي يستند إلى تجريدات نوعية للجوانب الزمانية والمكانية للمعرفة العامة التي يقوم عليها منظورنا البشري للواقع المادي. ومنهجياً، تقيّد حسابات القيود النوعية مفردات النظريات الرياضية المعقدة التي تتناول الكيانات الزمانية أو المكانية، بحيث يمكن معالجة جوانب محددة من هذه النظريات ضمن أجزاء قابلة للتقرير باستخدام لغات نوعية بسيطة (غير مترية ).

على عكس النظريات الرياضية أو الفيزيائية المتعلقة بالمكان والزمان، تسمح حسابات القيود النوعية بإجراء استدلالات غير مكلفة نسبيًا حول الكيانات الموجودة في المكان والزمان. ولهذا السبب، يُعدّ التعبير المحدود لحسابات الشكلية التمثيلية النوعية ميزةً إذا كانت هناك حاجة لدمج مهام الاستدلال هذه في التطبيقات. على سبيل المثال، يمكن تطبيق بعض هذه الحسابات لمعالجة استعلامات نظم المعلومات الجغرافية المكانية بكفاءة، ويمكن استخدام بعضها الآخر لتوجيه الروبوتات المتنقلة والتواصل معها .

يمكن صياغة معظم هذه الحسابات كجبر علاقات مجردة ، بحيث يمكن إجراء الاستدلال على مستوى رمزي . تُعد خوارزمية اتساق المسار أداة مهمة لحساب حلول شبكة القيود .

• GQR ، برنامج حل شبكات القيود لحسابات مثل RCC-5 و RCC-8 وجبر الفترات لآلن وجبر النقاط وحساب الاتجاهات الأساسية وما إلى ذلك.
• qualreas هو إطار عمل بايثون للاستدلال النوعي على شبكات جبر العلاقات، مثل RCC-8، وجبر فترات ألين، وجبر ألين المدمج مع نقاط الوقت والموجود إما في وقت التفرع الأيسر أو الأيمن.

• القشرة المخية
• التفكير المنطقي السليم
• الاستدلال التخطيطي
• القدرة المكانية
• المنطق الزمني
• التفكير البصري

• رينز، ج.؛ نيبيل، ب. (2007). "الاستدلال المكاني النوعي باستخدام حسابات القيود" (ملف PDF) . في: أييلو، م.؛ برات-هارتمان، إ.؛ فان بنثام، ج. (محررون). دليل المنطق المكاني . سبرينغر. ISBN 9781402055867أُرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 27-06-2007 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 01-03-2007 .
• دونغ، ت . (2008). "تعليق على RCC: من RCC إلى RCC⁺⁺". مجلة المنطق الفلسفي . 34 (2): 319-352 . doi : 10.1007/s10992-007-9074-y . JSTOR 41217909. S2CID 6243376 .  
• فيلاين، م.؛ كاوتز، هـ.؛ فان بيك، ب. (1987). "خوارزميات نشر القيود للاستدلال الزمني: تقرير منقح" . قراءات في الاستدلال النوعي حول الأنظمة الفيزيائية . دار مورغان كوفمان للنشر. ISBN 1-55860-095-7.
• دونغ، ت. (2012). التعرف على البيئة المتغيرة - نظرية المنشور المعرفي . دراسات في الذكاء الحسابي. المجلد  388. سبرينغر-فيرلاغ، برلين هايدلبرغ. ISBN 9783642240577.

• الوسائط المتعلقة بالاستدلال المكاني الزمني على ويكيميديا ​​كومنز