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【实践内容】

应用谓词逻辑的知识表示方法描述问题

【实践任务】

有一机器人问题描述如下：在一个房间里，机器人在c处，房间内有a和b两张桌子，桌子a上放着一台计算机，初始状态如图1所示。现在的任务时要求机器人从c处出发，把桌子a上的盒子计算机搬到桌子b上去，完成任务后立刻再返回c处。请用谓词逻辑描述机器人完成这一工作的全过程。

【实践要求】

小组成员合作交流，提交问题的描述方案。同时关注成果交流版块，积极参与其他小组成果的讨论。

【成果交流】

学生成果案例
1．首先定义以下几个谓词
    ① TABLE（x）：X是桌子；
    ② EMPTY（y）：y手中是空的；
    ③ AT（y，z）：y在z的附近；
    ④ HOLDS（y，w）：y手中拿着w；
    ⑤ ON（w，x）：w在x桌面上。
其中x，y，z，w个体域分别是
{a，b}，{robot}，{a，b，c}，{box}。
2．给出机器人问题的初始状态和目标状态描述
问题的初始状态是下列问题的合取：
    AT（robot，c）
    EMPTY（robot）
    ON（box，a）
    TABLE（a）
    TABLE（b）
问题的目标状态是下列问题的合取：
    AT（robot，c）
    EMPTY（robot）
    ON（box，b）
    TABLE（a）
    TABLE（b）
3．定义机器人的操作谓词
① GOTO（x，y）：机器人从x处走到y处。
    条件：AT（robot，x）；
    动作：删除：AT（robot，x）；添加：AT（robot，y）。
② PICKUP（x）：机器人在x处拿起盒子。
    条件：ON（box，x），TABLE（x），AT（robot，x），
    EMPTY（robot）；
    动作：删除：EMPTY（robot），ON（box，x）；
    添加：HOLDS（robot，box）。
③ SETDOWN（x）：机器人在x处放下盒子。
    条件：AT（robot，x），TABLE（x），HOLDS（robot，box）；
    动作：删除:HOLDS（robot，box）；
    添加：EMPTY（robot），ON（box，x）。
4．描述机器人完成这一工作的全过程。

【教师点评】

谓词逻辑是一种重要的知识表达方法，它采用谓词合式公式和一阶谓词演算把要解决的问题变为一个有待证明的问题，然后采用消解定理和消解反演来证明一个新语句是从已知的正确语句导出的，从而证明这个新语句也是正确。谓词逻辑是一种形式语言，能够把数学中的逻辑论证符号化。谓词逻辑法常与其他方法混合使用，灵活方便，可以表示比较复杂的问题。在使用谓词逻辑描述问题时，首先应该给出谓词的定义，不同人定义的谓词可能不相同，定义谓词时要给出谓词的解释。然后使用已经定义好的谓词对问题进行描述。定义的谓词不同，描述的结果也会有所不同。