信念-愿望-意圖邏輯探析

林　穎，張曉君

(1.寧德師范學(xué)院 經(jīng)濟(jì)管理系, 福建 寧德　352100；2.四川師范大學(xué) 信息與邏輯研究所, 成都　610066)

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信念-愿望-意圖邏輯探析

林穎1，張曉君2

(1.寧德師范學(xué)院 經(jīng)濟(jì)管理系, 福建 寧德352100；2.四川師范大學(xué) 信息與邏輯研究所, 成都610066)

摘要：在理性主體尋求達(dá)成其目的的過(guò)程中，信念、愿望和意圖起著重要的作用。由Rao和Georgeff提出的信念-愿望-意圖邏輯是建立在分支時(shí)間可能世界模型的基礎(chǔ)之上的。說(shuō)明了該邏輯框架對(duì)意圖的重要成分(比如：信念、愿望、意圖和承諾)是如何進(jìn)行形式化的。另外，不同類(lèi)型的理性主體可以通過(guò)添加特定的條件來(lái)進(jìn)行建模。

關(guān)鍵詞：信念；愿望；意圖；承諾；BDI邏輯

一、引言

做知識(shí)級(jí)分析的系統(tǒng)被稱(chēng)為Agent(多譯為 “主體”“智能主體”“智能體”“真體”等，在本文中采用“主體”這一譯法。比如：人、具有智能的高級(jí)動(dòng)物、仿人機(jī)器人等都可視為Agent)[1]。Agent強(qiáng)調(diào)理性作用，是描述機(jī)器智能、動(dòng)物智能和人類(lèi)智能的統(tǒng)一模型[2]14，而這些智能則是構(gòu)成社會(huì)智能的主要成分。作為認(rèn)知型智能的Agent，其典型的行為模型就是BDI(Belief-Desire-Intension，簡(jiǎn)稱(chēng)BDI)邏輯框架[3]。BDI邏輯主要探討信念、愿望、意圖與Agent行為的關(guān)系及其形式化描述[4]。

主體和多主體系統(tǒng)的研究是系統(tǒng)工程、分布式人工智能等領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題之一[5]，它在電子商務(wù)、自主移動(dòng)機(jī)器人、面向主體的軟件工程、軍事仿真等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。20年多來(lái)，一些學(xué)者提出的理論和結(jié)構(gòu)為多Agent系統(tǒng)提供了形式支持[6]。其中，影響最為廣泛的形式系統(tǒng)則是Rao和Georgeff[7]建立的BDI邏輯系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠幫助設(shè)計(jì)者根據(jù)Agent的信念、愿望和意圖對(duì)系統(tǒng)所期望的行為進(jìn)行推理和決策[8]232。

Rao和Georgeff提出的BDI邏輯[7]，是在Bratman[9]信念-愿望-意圖理論的基礎(chǔ)上提出來(lái)的[2]。該邏輯以非線(xiàn)性分支時(shí)序邏輯和可能世界語(yǔ)義學(xué)為基礎(chǔ)，引入了3個(gè)基本模態(tài)算子：信念、愿望和意圖[10]43。本文的主要目的在于為讀者展示出Rao和Georgeff提出的BDI邏輯[7]的主要思想及相關(guān)內(nèi)容。

二、信念-愿望-意圖邏輯的非形式語(yǔ)義

Rao和Georgeff使用時(shí)間樹(shù)(time tree)對(duì)世界進(jìn)行建模，此時(shí)間結(jié)構(gòu)只有一個(gè)單一的過(guò)去和一個(gè)分支時(shí)間未來(lái)[7]。在一個(gè)特定世界中的一個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)叫做一個(gè)情境(situation)。事件類(lèi)型把一個(gè)時(shí)間點(diǎn)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。

時(shí)間樹(shù)上的分支可以看作主體在每一時(shí)刻的選項(xiàng)。我們有必要對(duì)成功執(zhí)行的事件和失敗執(zhí)行的事件加以區(qū)分，并相應(yīng)地標(biāo)注在時(shí)間樹(shù)分支上。Rao和Georgeff使用類(lèi)似Emerson和Srinivasan[11]中的計(jì)算樹(shù)邏輯(Computation Tree Logic，簡(jiǎn)稱(chēng)CTL)的方法來(lái)刻畫(huà)這些結(jié)構(gòu)。為此，引進(jìn)了狀態(tài)公式和路徑公式這兩個(gè)概念。前者是針對(duì)時(shí)間樹(shù)中的某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)而言的，而后者是針對(duì)時(shí)間樹(shù)中的某個(gè)特定路徑而言的。作用在路徑公式上有兩個(gè)模態(tài)算子：可選(optional)算子和必將(inevitable)算子。

定義1：如果路徑公式ψ，至少在從時(shí)間樹(shù)的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)出發(fā)的一個(gè)路徑上為真，那么我們就說(shuō)ψ是可選的。

定義2：如果在時(shí)間樹(shù)的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，路徑公式ψ在從時(shí)間樹(shù)的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)出發(fā)的所有路徑上為真，那么我們就說(shuō)ψ是必將成立的。

作用在狀態(tài)公式和路徑公式上的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)態(tài)算子有：○(next)、◇(eventually)、□(always)、∪(until)。

Rao和Georgeff使用可能世界對(duì)信念進(jìn)行建模[7]。每種情境都與一個(gè)信念可及世界(即主體相信有可能的世界)的集合相聯(lián)系。每一信念可及世界就是一個(gè)時(shí)間樹(shù)。多種信念可及世界的出現(xiàn)，是由于Agent缺乏關(guān)于世界狀態(tài)的知識(shí)。在每一個(gè)信念可及的世界中，分支未來(lái)表示Agent在選擇執(zhí)行行動(dòng)時(shí)的可供選項(xiàng)。

類(lèi)似地，每種情境也都與一個(gè)目標(biāo)可及世界(即表示主體目標(biāo)的世界)的集合相聯(lián)系。我們要求信念與目標(biāo)之間具有兼容性：即，目標(biāo)是具有一致性的愿望，而且主體相信愿望能夠達(dá)成。Rao和Georgeff采納強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的概念[7]：要求主體相信，經(jīng)過(guò)她對(duì)事件的精心選擇和策劃，她可以選擇性地達(dá)到目標(biāo)。我們規(guī)定：對(duì)于時(shí)間t的某個(gè)給定時(shí)刻的每一個(gè)信念可及世界w而言，一定存在某個(gè)目標(biāo)可及世界w′，而且此目標(biāo)可及世界w′是信念可及世界w的子世界。

意圖可以類(lèi)似地用意圖可及的世界來(lái)表示，這些世界是主體試圖實(shí)現(xiàn)的世界。與信念-目標(biāo)兼容性的要求類(lèi)似，主體意圖可及世界也必須與其目標(biāo)-可及世界兼容：主體僅僅對(duì)與其目標(biāo)相對(duì)應(yīng)的那些行動(dòng)產(chǎn)生意圖。對(duì)于時(shí)間t時(shí)的每個(gè)目標(biāo)可及世界w而言，必定存在一個(gè)意圖可及世界w′與之關(guān)聯(lián)，此意圖可及世界w′是目標(biāo)可及世界w的子世界。從直觀(guān)上看，主體選擇了目標(biāo)可及世界w中的某個(gè)行動(dòng)，并試圖執(zhí)行該行動(dòng)。

不同的信念、目標(biāo)和意圖可及的世界表示主體所處的不同的場(chǎng)景(scenarios)。在主體看來(lái)：現(xiàn)實(shí)世界是其信念可及世界之一。如果信念可及世界用b1表示，則對(duì)b1而言的目標(biāo)可及世界就用g1表示，其相應(yīng)意圖可及世界就用i1表示。針對(duì)與愿望有關(guān)的信念可及世界b1而言，g1和i1是可選性遞增的選項(xiàng)，是與行動(dòng)有關(guān)的可能未來(lái)進(jìn)程的承諾(commitment)。

主體的信念、愿望和意圖是如何決定其行為的呢？在主體與環(huán)境交互的過(guò)程中，主體的信念、愿望和意圖又是如何形成、維持和修正的呢？不同的主體會(huì)采取不同的行為方式，這些行為方式反過(guò)來(lái)又決定了其行為特征。

三、信念-愿望-意圖邏輯的語(yǔ)法理論

Emerson和Srinivasan[11]中的計(jì)算樹(shù)邏輯是用于對(duì)程序進(jìn)行推理的命題分支時(shí)間邏輯，此邏輯是一個(gè)可靠而完全的公理化系統(tǒng)。Rao和Georgeff的BDI邏輯是使用如下兩種方式對(duì)計(jì)算樹(shù)邏輯進(jìn)行擴(kuò)展而得到的：一是給出了該邏輯的一階變種，二是通過(guò)引入帶有信念、目標(biāo)和意圖這3個(gè)模態(tài)算子的可能世界框架對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展。

BDI邏輯有兩種類(lèi)型的公式：狀態(tài)公式和路徑公式。狀態(tài)公式是相對(duì)于特定世界的特定時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行賦值的，而路徑公式則是相對(duì)于特定世界的特定路徑進(jìn)行賦值的。

定義3：狀態(tài)公式

(1) 任何一階公式都是狀態(tài)公式；

(2) 如果φ1和φ2是狀態(tài)公式，x是一個(gè)個(gè)體或事件變?cè)敲处瑕?、φ1∨φ2、?xφ1(x)是狀態(tài)公式；

(3) 如果e是一個(gè)事件類(lèi)型，那么，succeeds(e)、fails(e)、does(e)、succeeded(e)、failed(e)和done(e)都是狀態(tài)公式；

(4) 如果φ是狀態(tài)公式，那么Bφ、Gφ和Iφ是狀態(tài)公式；

(5) 如果ψ是一個(gè)路徑公式，那么optional(ψ)是一個(gè)狀態(tài)公式。

定義4：路徑公式

(1) 任何狀態(tài)公式都是路徑公式；

(2) 如果ψ1和ψ2是路徑公式，則﹁ψ1、ψ1∨ψ2、ψ1∪ψ2、◇ψ1和○ψ1是路徑公式。

其中：succeeded(e)表示剛剛成功完成事件e，failed(e) 示剛剛失敗完成事件e，done(e)表示剛剛出現(xiàn)事件e，可能成功，也可能失敗。succeeds(e)、fails(e)、does(e)可以類(lèi)似定義，它們均表示即刻就會(huì)發(fā)生的事件e。模態(tài)算子B、G和I分別表示主體的信念、目標(biāo)和意圖。

四、信念-愿望-意圖邏輯的語(yǔ)義理論

Halpern和Moses的傳統(tǒng)的信念可能世界語(yǔ)義學(xué)，把每個(gè)可能世界看作是命題的聚合(collection)，并通過(guò)信念可及關(guān)系Bel把這些世界關(guān)聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信念進(jìn)行建模的目的[12]。一個(gè)公式在一個(gè)可能世界中是令人相信的，當(dāng)且僅當(dāng)，此公式在其所有信念可及的世界中為真。

Cohen和Levesque把每個(gè)可能世界處理成表示事件序列的時(shí)間線(xiàn)(time-line)[13]，時(shí)間被無(wú)限延伸到過(guò)去和未來(lái)[14]。Rao和Georgeff則把每個(gè)可能世界看作一個(gè)時(shí)間樹(shù)，每個(gè)時(shí)間樹(shù)表示在一個(gè)特定世界中的主體的可選事件，信念關(guān)系則把一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的一個(gè)可能世界映射到另一個(gè)可能世界。主體在時(shí)間點(diǎn)t有信念φ(記作Bφ)，當(dāng)且僅當(dāng)，在時(shí)間t時(shí)，φ在主體的所有信念可及世界中為真。

信念關(guān)系具有時(shí)間依賴(lài)性，即：信念關(guān)系Bel在時(shí)間點(diǎn)t2時(shí)的映射，可能不同于Bel在時(shí)間點(diǎn)t1時(shí)的映射。這樣，主體就可以改變其信念選擇。類(lèi)似地，我們可以根據(jù)目標(biāo)可及關(guān)系Goal給出目標(biāo)模態(tài)算子G的語(yǔ)義。目標(biāo)可及關(guān)系表示主體所愿望的情境。主體在時(shí)間點(diǎn)t有目標(biāo)φ(記作Gφ)，當(dāng)且僅當(dāng)，在時(shí)間t時(shí)，φ在主體的所有目標(biāo)可及的世界中為真。

我們可以把意圖看作主體選擇追隨的未來(lái)路徑。意圖可及關(guān)系Intend把主體的當(dāng)前情境，映射到其所有意圖可及的世界中。主體在時(shí)間點(diǎn)t有意圖φ(記作Iφ)，當(dāng)且僅當(dāng)，在時(shí)間t時(shí)，φ在主體的所有意圖可及世界中為真。

前面已經(jīng)說(shuō)明，主體目標(biāo)可及世界是主體所愿望的信念可及世界的子世界。類(lèi)似地，意圖可及世界也是主體選擇追隨(即采取行動(dòng))的目標(biāo)可及世界的子世界。這樣，通過(guò)所愿望的未來(lái)路徑，我們可以從一個(gè)信念可及世界達(dá)到一個(gè)目標(biāo)可及世界，也可以通過(guò)承諾所愿望的未來(lái)路徑，從一個(gè)目標(biāo)可及世界到達(dá)一個(gè)意圖可及世界。這一理念可形式地表示為：

定義5

(1) M,v,wtBφ，當(dāng)且僅當(dāng)，?w′∈Belw t，M,v,w′ tφ。

(2) M,v,wtGφ，當(dāng)且僅當(dāng)，?w′∈Goalw t，M,v,w′ tφ。

(3) M,v,wtIφ，當(dāng)且僅當(dāng)，?w′∈Intendw t，M,v,w′ tφ。

Rao和Georgeff允許有對(duì)任何合式公式之上的意圖，即可以有關(guān)于意圖的意圖，關(guān)于目標(biāo)的意圖、關(guān)于信念的意圖，以及關(guān)于采取某個(gè)行動(dòng)的意圖。關(guān)于采取某個(gè)行動(dòng)的意圖對(duì)應(yīng)于我們對(duì)意圖的通常理解。

五、信念-愿望-意圖邏輯的相關(guān)公理

Hughes和Cresswell認(rèn)為，信念的公理化系統(tǒng)是標(biāo)準(zhǔn)的弱S5(即KD45)模態(tài)系統(tǒng)[15]。Rao和Georgeff也認(rèn)為：目標(biāo)和意圖滿(mǎn)足D和K公理，即目標(biāo)和意圖在蘊(yùn)涵下封閉并且具有一致性；信念、目標(biāo)和意圖滿(mǎn)足必然化規(guī)則。即主體相信所有有效的公式，所有有效的公式都作為其意圖和目標(biāo)。就像大多數(shù)可能世界形式化系統(tǒng)一樣，這樣得到的邏輯系統(tǒng)也會(huì)面臨邏輯全知的問(wèn)題[16]。雖然這一問(wèn)題可以通過(guò)采用Chellas的最小模型語(yǔ)義學(xué)[17]，并放棄必然化規(guī)則和關(guān)于信念、目標(biāo)和意圖的K公理而得到改善，但是Rao和Georgeff還是采用了更為傳統(tǒng)的模態(tài)邏輯語(yǔ)義學(xué)。Rao和Georgeff提出了如下8個(gè)BDI邏輯公理[7]：

(1)信念-目標(biāo)兼容性公理：

這一公理本質(zhì)上是說(shuō)：如果主體把為真的公式optional(ψ)作為目標(biāo)，則她相信這一公式，即在所有信念可及的世界中至少存在一個(gè)路徑使得ψ為真。例如，當(dāng)ψ=◇p時(shí)，這一公理的意思就是：如果在主體的所有的目標(biāo)可及的世界中，至少存在一個(gè)路徑，使得p最終為真，那么“在所有信念可及的世界中至少存在一個(gè)路徑使得p為真”就是必然的。需要注意的是：由于時(shí)間的分支特性，主體不必相信，她必將達(dá)到p為真的時(shí)間點(diǎn)。

(2)目標(biāo)-意圖兼容性公理：

從以上兩個(gè)兼容性公理可知：如果主體把一個(gè)公式α作為意圖，則該主體相信公式α。例如：主體意圖是做某個(gè)事件e，那么就有一個(gè)(可選的)做e的目標(biāo)，并且相信她將(可選的)做e。嵌套(nested)意圖會(huì)導(dǎo)致一些有趣的結(jié)果。如果公式I(inevitable(◇I(does(e))))為真，那么B(optional(◇I(does(e))))為真，而且B(optional(◇B(does(e))))也為真。

(3)意圖導(dǎo)致行動(dòng)公理：

但這并不是說(shuō)，事件e一定會(huì)成功出現(xiàn)，而只是說(shuō)主體試圖使e出現(xiàn)而已。主體能否成功取決于她所處的環(huán)境。這樣，只要主體有做某一初始行動(dòng)的意圖，那么她將采取行動(dòng)。這一公理并沒(méi)有阻止主體做她不想采取的行動(dòng)。

需要注意的是：如果主體在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)有一個(gè)行動(dòng)選擇，只有當(dāng)她故意選擇其中某個(gè)行動(dòng)時(shí)，她才會(huì)故意采取行動(dòng)。Russell和Wefald[18]對(duì)這種故意進(jìn)行了建模，把故意過(guò)程本身作為主體的一個(gè)選擇行動(dòng)。對(duì)公理(3)進(jìn)行修改就可以使得主體任意選擇她所意圖的行動(dòng)，并采取行動(dòng)。

(4)關(guān)于意圖的信念公理：

古意不肯將那個(gè)女?huà)胨腿牍聝涸?，家族?duì)他這種一意孤行自毀前程的行為十分不諒解，古意只得脫離了他那個(gè)顯赫的家，帶著女?huà)腴_(kāi)始了艱辛的創(chuàng)業(yè)之路。

(5)關(guān)于目標(biāo)的信念公理：

(6)關(guān)于意圖的目標(biāo)公理：

(7)初始事件知道公理：

(8)沒(méi)有無(wú)限延期公理：

這一公理假設(shè)與意圖相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)也會(huì)最終被拋棄。如果有必要的話(huà)，這一公理中的φ應(yīng)該避免被限制成一個(gè)行動(dòng)公式。

公理(1)～(8)的8個(gè)公理與關(guān)于信念和目標(biāo)的公理一起，統(tǒng)稱(chēng)為基本的I-系統(tǒng)。

六、 關(guān)于意圖的承諾公理

至此，Rao和Georgeff把意圖處理成完成當(dāng)前行動(dòng)的承諾。主體的當(dāng)前意圖是如何引導(dǎo)和決定她未來(lái)行動(dòng)的承諾呢？即：主體的當(dāng)前意圖與她未來(lái)的意圖具有怎樣的關(guān)系？

主體的當(dāng)前意圖與未來(lái)意圖的關(guān)系可以看作是意圖的保持與修正的過(guò)程，也可以看作是一個(gè)承諾策略(commitment strategy)。不同類(lèi)型的主體具有不同的承諾策略。Rao和Georgeff討論了3種不同的承諾策略[7]：盲目(blind)承諾策略、專(zhuān)一(single minded)承諾策略和豁達(dá)(open minded)承諾策略。

盲目承諾主體保持她的意圖，直到她實(shí)際相信已經(jīng)實(shí)現(xiàn)其意圖。如果主體的意圖是使必然φ最終為真，那么主體將必然保持其意圖直到她相信φ為真。即有：

(1)盲目承諾公理：

要判斷這一公理究竟是對(duì)行動(dòng)的承諾(即方式)，還是對(duì)未來(lái)為真的條件的承諾(即目的)，這取決于公式φ是否是一個(gè)事件公式。這一公理僅僅是對(duì)I-公式而言的(即：僅僅針對(duì)導(dǎo)向行動(dòng)的意圖，或在主體意圖可及的世界中的所有路徑中為真的條件而言的)。

很顯然，盲目承諾策略要求很高：因?yàn)橹黧w將最終相信她已經(jīng)實(shí)現(xiàn)其意圖，或者永遠(yuǎn)保持這些意圖。為了放寬要求，我們可以定義一個(gè)專(zhuān)一承諾主體：主體保持其意圖，只要她相信這些意圖仍然是她的選項(xiàng)。即有：

(2)專(zhuān)一承諾公理：

只要主體相信她的意圖是可以實(shí)現(xiàn)的，專(zhuān)一主體就不會(huì)放棄其意圖并力圖達(dá)成其目標(biāo)。我們還可以繼續(xù)放寬這一要求，定義一個(gè)豁達(dá)主體：主體保持其意圖，只要這些意圖仍然是其目標(biāo)。即有：

(3)豁達(dá)承諾公理：

根據(jù)這些承諾公理，我們就可以分析采納基本I-系統(tǒng)的不同主體的性質(zhì)。這些主體叫做基本主體。

一個(gè)基本盲目主體將必然最終相信她已經(jīng)達(dá)到她的目的。這是因?yàn)椋好つ砍兄Z公理僅僅允許在未來(lái)的路徑中，意圖的對(duì)象要么最終被相信，要么意圖將永遠(yuǎn)保持。而公理(8)的沒(méi)有無(wú)限延期公理則不允許意圖永遠(yuǎn)保持，這導(dǎo)致主體最終相信她已經(jīng)實(shí)現(xiàn)其意圖。

對(duì)一個(gè)基本的專(zhuān)一主體而言，只要她相信，其意圖仍然是其選項(xiàng)，直到她相信已經(jīng)實(shí)現(xiàn)其意圖，不然是不會(huì)放棄其意圖的。類(lèi)似地，一個(gè)豁達(dá)主體將最終相信她已經(jīng)實(shí)現(xiàn)其意圖，只要她把這些意圖作為其目的直到相信它們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。即對(duì)一個(gè)基本主體而言，有：

定理1：

證明：(a)假設(shè)I(inevitable(◇φ))。根據(jù)(1)的盲目承諾公理可知：inevitable(I(inevitable(◇φ)∪Bφ))。再根據(jù)第5部分的公理(8)的沒(méi)有無(wú)限延期公理和弱定義可知：inevitable(◇Bφ)。(b)與(c)的證明與此類(lèi)似。

(4)真信念公理：

一個(gè)勝任(competent)主體滿(mǎn)足真信念公理。在公理(1)～(3)這3個(gè)不同的承諾策略下，勝任主體將實(shí)際達(dá)到其目的，而不是僅僅相信如此。然而，對(duì)現(xiàn)實(shí)主體而言，真信念公理是很難做到的，因?yàn)樵摴硪笾黧w具有對(duì)其意圖的未來(lái)實(shí)現(xiàn)具有真信念。通過(guò)把真信念公理僅僅限制到當(dāng)前信念或關(guān)于初始行動(dòng)公式的信念，我們就可以定義一個(gè)不那么全能的主體，該主體必將實(shí)現(xiàn)其意圖。

定理2：

在與定理1同樣的條件下，對(duì)3種類(lèi)型的承諾且勝任的主體都會(huì)得到這樣的結(jié)論：inevitable(◇φ)。

根據(jù)定理1和真信念公理即可證明定理2。事實(shí)上，定理1與定理2的條件嚴(yán)苛，對(duì)現(xiàn)實(shí)主體而言是很難操作的；而且這兩個(gè)定理并沒(méi)有充分利用意圖導(dǎo)向行動(dòng)公理，不論主體的行動(dòng)是否有明確的意圖，這兩個(gè)定理都能夠成立，因此并不能夠?yàn)橹黧w的意圖與行動(dòng)之間的推理提供充分的依據(jù)。故，現(xiàn)在我們僅僅考察帶有明確意圖的行動(dòng)，這就要求主體在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的意圖是一個(gè)單一的初始行動(dòng)，這樣主體在執(zhí)行了每個(gè)帶有明確意圖的行動(dòng)后，仍然保持自己的信念，即，主體不會(huì)忘記之前保持的信念。即：主體在一個(gè)帶有明確意圖的行動(dòng)x中保持信念γ，當(dāng)且僅當(dāng)，(a)她想執(zhí)行行動(dòng)x；(b)如果她相信在執(zhí)行行動(dòng)x之后，信念γ成立，那么在執(zhí)行x之后，γ仍然成立。即有：

如果一個(gè)意圖是在未來(lái)必將為真的φ的專(zhuān)一主體，僅僅執(zhí)行帶有明確意圖的行動(dòng)，并且在執(zhí)行這些行動(dòng)時(shí)，她相信φ，那么她必將相信φ。如果該主體是勝任主體，則她將實(shí)際實(shí)現(xiàn)φ。

定理3：

(a) 一個(gè)滿(mǎn)足基本I-系統(tǒng)和專(zhuān)一承諾公理的基本專(zhuān)一主體具有如下性質(zhì)：

(b) 一個(gè)滿(mǎn)足基本I-系統(tǒng)、專(zhuān)一承諾公理和真信念公理的勝任專(zhuān)一主體具有如下性質(zhì)：

定理3的(a)和(b)的前提的第二個(gè)合取支可以通過(guò)幾種方式來(lái)弱化。首先，根據(jù)意圖導(dǎo)向行動(dòng)公理，在真實(shí)世界中允許我們?nèi)サ艄絛one(x)。其次，主體會(huì)根據(jù)其意圖來(lái)采取行動(dòng)直到她認(rèn)為已經(jīng)實(shí)現(xiàn)意圖。即：inevitable□可以用until算子∪來(lái)代替。

假定主體也相信定理3(根據(jù)信念的必然化推理規(guī)則)，那么她將相信：如果她僅僅執(zhí)行帶有明確意圖的行動(dòng)，而當(dāng)她這么做時(shí)仍然保持她的信念，那么她將最終實(shí)現(xiàn)她的目標(biāo)。同時(shí)，她也可以這樣推理：如果她被強(qiáng)迫做她不想干的事情，或者不堅(jiān)持她的信念，那么她將不會(huì)實(shí)現(xiàn)她的目標(biāo)。

與帶有明確意圖的行動(dòng)的信念保持性類(lèi)似，我們也可以類(lèi)似地引入目標(biāo)保持性的概念，這將使得豁達(dá)主體能夠?qū)崿F(xiàn)其意圖對(duì)象。我們也可以類(lèi)似地定義具有復(fù)合承諾策略的其他類(lèi)型的主體。比如：目的(ends)豁達(dá)而手段(means)專(zhuān)一的主體，這種主體會(huì)隨意地改變其目的，但一旦未來(lái)為實(shí)現(xiàn)其目而采取了某種手段，就不會(huì)對(duì)這些手段是否合理進(jìn)行再思考；而相對(duì)化承諾(relativized commitment)主體是目的和手段均豁達(dá)且勝任的主體。

七、結(jié)語(yǔ)

(1)Agent行為理論將Agent定義為有意識(shí)系統(tǒng)，即Agent的行為是通過(guò)歸因于信念、期望和理性的方法進(jìn)行形式化，由于經(jīng)典的一階邏輯不能用來(lái)表示涉及意識(shí)的觀(guān)念，否則會(huì)引起語(yǔ)法和語(yǔ)義問(wèn)題，因此需要引入模態(tài)邏輯和元語(yǔ)言來(lái)解決語(yǔ)法問(wèn)題，并且需要借助可能世界語(yǔ)義和解釋的符號(hào)結(jié)構(gòu)來(lái)解決語(yǔ)義問(wèn)題。

(2)意圖是心智狀態(tài)(mental state)的一個(gè)組成部分，它在理性Agent(主體)追求所期望的目標(biāo)行為的過(guò)程中扮演著重要的作用，Rao 和Georgeff借助分支時(shí)間可能世界模型，對(duì)意圖進(jìn)行了形式化。

(3)Rao 和Georgeff把意圖看成是“完成當(dāng)前行動(dòng)的承諾”，這一處理方式很有特色，值得借鑒。

(4)需要我們進(jìn)一步思考的問(wèn)題是：應(yīng)該如何深入挖掘該模型的應(yīng)用價(jià)值，才能夠更好地為分布式人工智能、軍事仿真和系統(tǒng)工程等領(lǐng)域服務(wù)？

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(責(zé)任編輯張佑法)

Analysis of Belief-Desire-Intention Logic

LIN Ying1, ZHANG Xiao-jun2

(1.Department of Economics & Management, Ningde Normal University, Ningde 352100, China; 2.Institute of Logic and Information, Sichuan Normal University, Chengdu 610066, China)

Abstract:Beliefs, desires and intensions play important roles in determining the behavior of rational agents when they seek to attain their goals. Belief-Desire-Intension logic presented by Rao and Georgeff(1991)was based on a branching-time possible-worlds model. This paper is shown how the formalism realizes many of the important elements of agents’ intensions, such as beliefs, desires intensions and commitments. Different types of rational agents can be modeled by imposing certain conditions.

Key words:belief; desire; intention; commitment; BDI (Belief-Desire-Intention) logic

中圖分類(lèi)號(hào)：B81

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-8425(2016)03-0018-07

作者簡(jiǎn)介：林穎(1963—)，女，福建福清人，教授，研究方向:現(xiàn)代邏輯。

基金項(xiàng)目：教育部人文社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃基金項(xiàng)目“基于BDI(信念、愿望和意圖)邏輯的慎思Agent的行為決策研究”(13YJA72040001)

收稿日期：2015-08-12

doi:10.3969/j.issn.1674-8425(s).2016.03.004

引用格式：林穎，張曉君.信念-愿望-意圖邏輯探析[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué))，2016(3):18-24.

Citation format：LIN Ying, ZHANG Xiao-jun.Analysis of Belief-Desire-Intention Logic[J].Journal of Chongqing University of Technology(Social Science)，2016(3):18-24.