Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
643475		Qualitative reasoning about cardinal directions between spatial objects using answer set programming / Çözüm kümesi programlama kullanarak uzaysal nesneler arasındaki ana yönlerle ilgili nitel akıl yürütme Yazar:YUSUF İZMİRLİOĞLU Danışman: DOÇ. DR. ESRA ERDEM Yer Bilgisi: Sabancı Üniversitesi / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology Dizin:	Onaylandı Doktora İngilizce 2020 137 s.
Nitel uzaysal akıl yürütme, sayısal verilerden ziyade doğal dilin bazı kısımlarını kullanarak yön, mesafe, büyüklük gibi uzaysal ilişkileri formel olarak biçimlendirmeyi ve bu bilgiler üzerinde otomatik akıl yürütmeyi inceleyen bir yapay zeka alanıdır. Nitel modeller, özellikle eksik bilgi veya belirsizlik nedeniyle sayısal verilerin mevcut olmadığı durumlarda faydalıdır. Bununla birlikte, insanların uzaysal ilişkileri nitel terimler aracılığıyla ifade etmeleri, bilginin tam olduğu ve sayısal verilerin mevcut olduğu durumlarda da nitel akıl yürütmenin gerekliliğini göstermektedir. Bu tez kapsamında, bir düzlemdeki uzaysal nesneler arasındaki ana yönler hakkında nitel akıl yürütme için, Ana Yönlerle Hesaplamaya (CDC) dayalı ve Çözüm Kümesi Programlama (ASP) kullanarak (NCDC-ASP olarak adlandırılan) yeni bir hesaplama yaklaşımı sunuyoruz ve bu yaklaşımı üç boyutlu uzayda nitel akıl yürütme yapabilecek şekilde (3D-NCDC-ASP) genişletiyoruz. Her iki yaklaşım, CDC'deki tüm tutarlılık kontrolü problemlerine çözümler sağlamaktadır; bu tutarlılık kontrolü problemlerinin çoğu NP zorlukta olduğu gibi mevcut sistemlerle de çözülememektedir. Dahası, her iki yaklaşım da, CDC'yi yeni kısıtlarla (yani, varsayılan CDC kısıtları ve çıkarım yapılan CDC kısıtları) ile genişleterek diğer akıl yürütme problemlerine de (örneğin sağduyuya dayalı akıl yürütme, varsayılan koşullarla monotonik olmayan akıl yürütme, tutarsızlıklar için açıklama oluşturma ve bilinmeyen ana yön ilişkilerinin çıkarımı) için çözümler sunmaktadır. Tez çalışması kapsamında, hem NCDC-ASP'nin hem de 3D-NCDC-ASP'nin doğruluğunu ispat edip, hesaplama verimliliğini kapsamlı bir şekilde deneylerle test ediyoruz. Ayrıca, bu yaklaşımların uygulanabilirliklerini ve faydalarını su altı robotlarıyla deniz florası araştırmasından adli bilişime kadar farklı alanlarda gerçekçi senaryolarla gösteriyoruz.
Qualitative spatial reasoning studies representation and reasoning with different aspects of space, such as direction, distance, size using parts of natural language rather than quantitative data. Qualitative models are useful in contexts where quantitative data is not available due to incomplete knowledge or uncertainty. Qualitative reasoning is also relevant for contexts with complete information and quantitative data because human agents tend to express spatial relation or configuration by means of qualitative terms for the sake of sociable and convenient communication. We introduce a novel formal framework (called NCDC-ASP) for qualitative reasoning about cardinal directions between spatial objects on a plane, based on Cardinal Directional Calculus (CDC) and using Answer Set Programming (ASP), and extend it further (called 3D-NCDC-ASP) to 3-dimensional space. Each framework provides solutions to all consistency checking problems in CDC (i.e., for a complete/incomplete set of basic/disjunctive CDC constraints over connected/disconnected spatial objects); many of these consistency checking problems are NP-complete and cannot be solved with the existing systems. Furthermore, each framework extends CDC with novel types of constraints (i.e., default CDC constraints and inferred CDC constraints) to offer other types of reasoning as well (i.e., commonsense reasoning, nonmonotonic reasoning with defaults, explanation generation for inconsistencies, and inference of missing cardinal directional relations). We prove the soundness and completeness of both NCDC-ASP and 3D-NCDC-ASP, comprehensively evaluate their computational efficiency, and illustrate their usefulness with applications in different domains ranging from underwater robotics to digital forensics.