Roman Cunis

A package for handling units of measure in Lisp

The ability to handle units of measure in a programming environment together with numerical quantities in scientific and engineering programs helps greatly in achieving computational safety as well as code and data readability. It allows for dimensional analysis, thus safeguarding against erroneous combination of values of different dimensionality, e.g. adding distances to masses, or against scaling errors, e.g. assigning distances measured in inch to variables supposed to hold centimeters. Associating values and variables with units of measure explicitly clarifies code and data and---given a clever compiler---allows for the above-mentioned dimensional analysis to be performed at compile time. If extended to input and output of user data, it might free the user from the burden to perform proper scaling himself when entering data conforming to program-defined units of measure. And it might allow for easy customization of output in order to present computational results to users familiar with different sets of units of measure, e.g. British and American use of units versus metric units.

Flexible control in expert systems for construction tasks

In most expert systems for constructional tasks, the knowledge base consists of a set of facts or object definitions and a set of rules. These rules contain knowledge about correct or ideal solutions as well as knowledge on how to control the construction process. In this paper, we present an approach that avoids this type of rules and thus the disadvantages caused by them.We propose a static knowledge base consisting of a set of object definitions interconnected by is-a and part-of links. This conceptual hierarchy declaratively defines a taxonomy of domain objects and the aggregation of components to composite objects. Thus, the conceptual hierarchy describes the set of all admissible solutions to a constructional problem. Interdependencies between objects are represented by constraints. A solution is a syntactically complete and correct instantiation of the conceptual hierarchy.No control knowledge is included in the conceptual hierarchy. Instead, the control mechanism will use the conceptual hierarchy as a guideline. Thus it is possible to determine in which respects a current partial solution is incomplete simply by syntactical comparison with the conceptual hierarchy. The control architecture proposed here has the following characteristics: separation of control and object knowledge, declarative representation of control knowledge, and explicit control decisions in the problem solving process. Thus, a flexible control mechanism can be realized that supports interactive construction, integration of case-based approaches and simulation methods.This control method is part of an expert system kernel for planning and configuration tasks in technical domains. This kernel has been developed at the University of Hamburg and is currently applied to several domains.

Wissensbasierte Planung und Konfigurierung

Planungs- und Konfigurierungsprobleme haben einen gemeinsamen Kern: Durch geeignetes Zusammenfugen von Einzelteilen (Aktionen, Geraten, Methoden, Bauteilen) soll ein komplexes Aggregat (Plan, Geratekonfiguration, Verfahren) aufgebaut werden, das eine vorgegebene Aufgabenstellung befriedigt. Um Expertensysteme fur diese Aufgabenklasse leichter realisieren zu konnen, wird im Rahmen des Verbundprojektes TEX-K ein Expertensystemkern PLAKON erstellt. Im Gegensatz zu anderen Expertensystemen wird das Expertenwissen intern vorwiegend in Form einer Begriffshierarchie mit Spezialisierungs- und Zerlegungsbeziehungen reprasentiert, mit der die Suche nach sinnvollen Konfigurationen effektiv gesteuert werden kann. Der Beitrag erlautert das Konzept und informiert uber die bisherigen Arbeiten.

Separating control from structural knowledge in construction expert systems

In most expert systems for constructional tasks the knowledge base consists of a set of facts or object definitions and a set of rules. These rules contain knowledge about correct or ideal solutions as well as knowledge on how to control the construction process. In this paper we present an approach that avoids this type of rules and thus the disadvantages caused by them. We propose a static knowledge base consisting of a set of object definitions interconnected by is-a and part-of links. This conceptual hierarchy declaratively defines a taxonomy of domain objects and the aggregation of components to composite objects. Thus, the conceptual hierarchy describes the set of all admissible solutions to a constructional problem. Interdependencies between objects are represented by constraints. A solution is a syntactically complete and correct partial instantiation of the conceptual hierarchy. No control knowledge is included in the conceptual hierarchy. Instead, the control mechanism will use it as a guideline. It is thus possible to determine in which respects a current partial solution is incomplete, simply by comparing it with the conceptual hierarchy syntactically. The most important advantage of this approach is the ability to represent control knowledge and structural knowledge separately.

PLAKON - Ein übergreifendes Konzept zur Wissensrepräsentation und Problemlösung bei Planungs- und Konfigurierungsaufgaben

Wir fassen Planung und Konfigurierung unter dem Oberbegriff Konstruktion zusammen und zeigen Gemeinsamkeiten zwischen beiden Bereichen auf. Wir stellen unsere Ansatze zur Reprasentation von Konstruktionsobjekten vor. Dabei gehen wir von einer Begriffshierarchie aus, in der alle korrekten Konstruktionen beschrieben sind. Die Begriffshierarchie dient dem Konstruktionsvorgang als Leitfaden. Der Konstruktionsvorgang endet, wenn eine nach der Begriffshierarchie zulassige und vollstandige Konstruktion erzeugt wurde. Abschliesend wird eine Blackboard-Architektur fur ein System, das auf dieser Reprasentation arbeitet, skizziert.

Techniken der Wissensrepräsentation zur Repräsentation des Gegenständlichen

Unter den vielfaltigen Wissensreprasentationsaufgaben der KI besitzt die Wissensreprasentation von konkreten Gegenstanden und Vorgangen eine besondere Bedeutung. Zahlreiche KI-Anwendungen beruhen auf einer computer-internen Modellierung des Gegenstandlichen, insbesondere modellgestutzte Verfahren zur Situationserfassung, u.a. Die heute zur Verfugung stehenden Werkzeuge zur Wissensreprasentation bieten hierfur nur begrenzt Unterstutzung. Der Beitrag zeigt anhand von verschiedenen Projekten des KI-Labors der Universitat Hamburg, welche Anforderungen ein fortgeschrittenes Werkzeug zur Wissensreprasentation bei der Beschreibung von Gegenstanden und Vorgangen im technischen Bereich befriedigen mus. Es werden verschiedene Erweiterungen konventioneller objektorientierter Techniken vorgestellt, insbesondere im Hinblick auf die Reprasentation zeitlicher Aspekte, funktionaler Zusammenhange sowie quantitativer und qualitativer Informationen.