प्लानर (प्रोग्रामिंग भाषा)

Planner

Paradigm	Multi-paradigm: logic, procedural
द्वारा डिज़ाइन किया गया	Carl Hewitt
पहली प्रस्तुति	1969 (1969)
Major implementations
Micro-planner, Pico-Planner, Popler, PICO-PLANNER
Dialects
QA4, Conniver, QLISP, Ether
Influenced
Prolog

प्लानर एमआईटी में कार्ल हेविट द्वारा डिज़ाइन की गई प्रोग्रामिंग भाषा है, एवं प्रथम बार 1969 में प्रकाशित हुई थी। सर्व प्रथम, माइक्रो-प्लानर एवं पिको-प्लानर जैसे उपसमुच्चय प्रारम्भ किए गए थे, एवं अनिवार्य रूप से POP-2 प्रोग्रामिंग भाषा में एडिनबर्ग स्कूल ऑफ इंफॉर्मेटिक्स विश्वविद्यालय में जूलियन डेविस द्वारा सम्पूर्ण भाषा को पोप्लर के रूप में प्रारम्भ किया गया था। 1970 के दशक में QA4, कोनिवर, (QLISP) क्यूएलआईएसपी एवं ईथर (वैज्ञानिक समुदाय रूपक देखें) जैसे व्युत्पत्ति कृत्रिम बुद्धिमत्ता अनुसंधान में महत्वपूर्ण उपकरण थे, जिसने ज्ञान इंजीनियरिंग पर्यावरण (केईई) एवं स्वचालित तर्क उपकरण (एआरटी) जैसे व्यावसायिक विकास को प्रभावित किया।

प्रक्रियात्मक दृष्टिकोण के प्रति तार्किक दृष्टिकोण

सिमेंटिक सॉफ्टवेयर प्रणाली के निर्माण के लिए दो प्रमुख प्रतिमान प्रक्रियात्मक प्रोग्रामिंग एवं तर्क प्रोग्रामिंग थे। प्रक्रियात्मक प्रतिमान का प्रतीक था, लिस्प (प्रोग्रामिंग भाषा) [मैककार्थी एट अल 1962] जिसमें पुनरावर्ती प्रक्रियाएं सम्मिलित थीं जो सूची संरचनाओं पर संचालित होती थीं।

तार्किक प्रतिमान को समान प्रमाण प्रक्रिया संकल्प (तर्क) आधारित व्युत्पत्ति (प्रमाण) शोकर्ताओं [रॉबिन्सन 1965] द्वारा प्रतीक बनाया गया था। तार्किक प्रतिमान के अनुसार प्रक्रियात्मक ज्ञान [ग्रीन 1969] को सम्मिलित करना "धोखाधड़ी" था।

ज्ञान की प्रक्रियात्मक एम्बेडिंग

प्लानर का आविष्कार ज्ञान की प्रक्रियात्मक एम्बेडिंग [हेविट 1971] के प्रयोजनों के लिए किया गया था एवं संकल्प (तर्क) वर्दी प्रमाण प्रक्रिया प्रतिमान [रॉबिन्सन 1965] की अस्वीकृति थी, जो

1. प्रत्येक वस्तु को खंड रूप में परिवर्तित कर दिया गया। सभी सूचनाओं को क्लॉसल फॉर्म में परिवर्तित करना समस्याग्रस्त है क्योंकि यह सूचना की अंतर्निहित संरचना को छुपाता है।
2. तत्पश्चात प्रमेय के निषेध के खंड रूप को सिद्ध करने के लिए विरोधाभास द्वारा प्रमाण प्राप्त करने का प्रयास करने के लिए संकल्प का उपयोग किया। अनुमान के नियम के रूप में केवल संकल्प का उपयोग करना समस्याग्रस्त है क्योंकि यह प्रमाणों की अंतर्निहित संरचना को छुपाता है। साथ ही, विरोधाभास द्वारा प्रमाण का उपयोग करना समस्यात्मक है, क्योंकि ज्ञान के सभी व्यावहारिक डोमेन के स्वयंसिद्ध व्यवहार में असंगत होते हैं।

योजनाकार प्रक्रियात्मक एवं तार्किक प्रतिमानों के मध्य प्रकार का संकर था क्योंकि यह तार्किक तर्क के साथ प्रोग्राम करने की क्षमता को युग्मित करता था। प्लानर ने तार्किक वाक्यों की प्रक्रियात्मक व्याख्या की, जहाँ प्रपत्र का निहितार्थ (P implies Q) प्रतिरूप निर्देशित आमंत्रण का उपयोग करके प्रक्रियात्मक रूप से निम्नलिखित प्रविधियों से व्याख्या की जा सकती है।

1. फॉरवर्ड चेनिंग (पूर्ववर्ती):

   If assert P, assert Q

   If assert not Q, assert not P

2. बैकवर्ड चेनिंग (परिणाम स्वरुप)

   If goal Q, goal P

   If goal not P, goal not Q

इस संबंध में, प्लानर का विकास प्राकृतिक निगमन तार्किक प्रणालियों (विशेष रूप से फिच-शैली कलन [1952] द्वारा ) से प्रभावित था।

माइक्रो-प्लानर कार्यान्वयन

माइक्रो-प्लानर नामक उपसमुच्चय को गेराल्ड जे सुस्मान, यूजीन चार्नियाक एवं टेरी विनोग्रैड [सुस्मान, चार्नियाक, एवं विनोग्रैड 1971] द्वारा प्रारम्भ किया गया था एवं इसका उपयोग विनोग्राड के प्राकृतिक-भाषा कार्यक्रम एसएचआरडीएलयू, यूजीन चार्नियाक की कहानी विचारित किये हुए कार्य, कानूनी पर थॉर्न मैककार्टी के कार्य में किया गया था। तर्क, एवं कुछ अन्य परियोजनाएं इससे एआई के क्षेत्र में अत्यधिक उत्साह उत्पन्न हुआ। इसने विवाद भी उत्पन्न किया क्योंकि इसने तर्क दृष्टिकोण का विकल्प प्रस्तावित किया जो एआई के लिए मुख्य आधार प्रतिमानों में से था।

एसआरआई इंटरनेशनल में, जेफ़ रुलिफसन, जान डर्कसेन, एवं रिचर्ड वाल्डिंगर ने QA4 का विकास किया, जो प्लानर के निर्माणों पर आधारित था एवं डेटाबेस में अभिव्यक्ति के लिए मॉड्यूलरिटी प्रदान करने के लिए संदर्भ तंत्र प्रस्तुत किया। अर्ल सैसरडोटी एवं रेने रेबोह ने QLISP को विकसित किया, जो इंटरलिस्प में एम्बेडेड QA4 का विस्तार होता है, प्रक्रियात्मक भाषा में एम्बेडेड प्लानर जैसे तर्क प्रदान करता है एवं इसके समृद्ध प्रोग्रामिंग वातावरण में विकसित होता है। QLISP का उपयोग रिचर्ड वाल्डिंगर एवं कार्ल लेविट द्वारा कार्यक्रम सत्यापन के लिए, अर्ल सैसरडॉटी द्वारा योजना एवं निष्पादन परिक्षण के लिए, जीन-क्लाउड लाटोम्बे द्वारा कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन के लिए, रिचर्ड फाइक्स द्वारा कटौतीत्मक पुनर्प्राप्ति के लिए, एवं स्टीवन कोल्स द्वारा प्रारंभिक विशेषज्ञ प्रणाली के लिए किया गया था। अर्थमितीय मॉडल का निर्देशित उपयोग किया गया था।

उनके पास केवल मंद प्रोसेसर था एवं आज की तुलना में उनकी स्मृति अधिक अल्प थीं। इसलिए नियोजक ने निम्नलिखित सहित कुछ दक्षता प्रविधियों को अपनाया था।

• पृष्ठभाग संसाधन [गोलॉम्ब एवं बॉमर्ट 1965] को विकल्पों के शोध में समय में केवल संभावना पर कार्य करके एवं भंडारण करके समय एवं भंडारण के उपयोग को अर्घ्य करने के लिए अपनाया गया था।
• भिन्न-भिन्न वस्तुओं को संदर्भित करने वाले भिन्न-भिन्न नामों को मानकर स्थान एवं समय बचाने के लिए अद्वितीय नाम धारणा को अपनाया गया था। उदाहरण के लिए, पेकिंग एवं बीजिंग (वर्तमान पीआरसी पूंजी लिप्यंतरण) जैसे नामों को भिन्न-भिन्न वस्तुओं को संदर्भित करने के लिए ग्रहण किया गया था।
• सशर्त परीक्षण द्वारा संवृत-विश्व धारणा को प्रारम्भ किया जा सकता है कि लक्ष्य को प्रमाणित करने का प्रयत्न पूर्ण रूप से विफल रहा है या नहीं रहा है। पश्चात में इस क्षमता को लक्ष्य के लिए असफलता के रूप में भ्रामक नाम दिया गया, "असफलता के रूप में निषेध" क्योंकि लक्ष्य G के लिए यह कहना संभव था: यदि G को प्राप्त करने का प्रयत्न पूर्ण रूप से विफल हो जाता है तो जोर (Not G) दें ।

प्रोलॉग की उत्पत्ति

गेरी सुस्मान, यूजीन चार्नियाक, सीमोर पैपर्ट एवं टेरी विनोग्रैड ने 1971 में एडिनबरा विश्वविद्यालय का भ्रमण किया, माइक्रो-प्लानर एवं एसएचआरडीएलयू के विषय में समाचार विस्तारित किया एवं एडिनबर्ग तर्कशास्त्रियों का मुख्य आधार समाधान समान प्रमाण प्रक्रिया दृष्टिकोण पर संदेह व्यक्त किया। एडिनबर्ग विश्वविद्यालय में, ब्रूस एंडरसन ने पिको-नियोजक (एंडरसन 1972) एवं जूलियन डेविस (1973) नामक माइक्रो-प्लानर के उपसमुच्चय को अनिवार्य रूप से सभी प्लानर को प्रारम्भ किया।

डोनाल्ड मैकेंजी के अनुसार, पैपर्ट के एमआईटी सहयोगी, कार्ल हेविट के अनुसार, पैट्रिक जे हेयस ने पैपर्ट से एडिनबर्ग की यात्रा के प्रभाव को स्मरण किया, जो कृत्रिम बुद्धिमत्ता के लॉजिकलैंड का दिल बन गया था। पैपर्ट ने स्पष्ट रूप से एडिनबर्ग में प्रभावी संकल्प दृष्टिकोण से स्वयं आलोचना की एवं कम से कम व्यक्ति ने लाठी उठाई एवं पैपर्ट के कारण त्याग दिया।

उपरोक्त घटनाओं ने एडिनबर्ग में तर्कशास्त्रियों के मध्य तनाव उत्पन्न कर दिया। ये तनाव तब बढ़ गए जब यूके साइंस रिसर्च काउंसिल ने सर जेम्स लाइटहिल को यूके में एआई शोध की स्थिति पर रिपोर्ट लिखने के लिए नियुक्त किया। द लाइटहिल रिपोर्ट [जेम्स लाइटहिल 1973; जॉन मैक्कार्थी (कंप्यूटर वैज्ञानिक) 1973] अत्यधिक आलोचनात्मक थे, चूंकि एसएचआरडीएलयू का उल्लेख अनुकूल रूप से किया गया था।

पैट हेस ने स्टैनफोर्ड का भ्रमण किया जहां उन्होंने प्लानर के विषय में सीखा। जब वे एडिनबर्ग लौटे, तो उन्होंने अपने दोस्त बॉब कोवाल्स्की को प्रभावित करने का प्रयत्न किया, कि वे प्लानर को स्वचालित प्रमेय प्रमाणित करने के संयुक्त कार्य में सम्मिलित करें। बॉब कोवाल्स्की दृढ़ता से संकल्प प्रमेय प्रमाणित करने की क्षमता में विश्वास पर बने रहे। उन्होंने प्लानर का ध्यानपूर्वक अध्ययन किया। ब्रुइनोघे, परेरा, सीकमैन एवं वैन एमडेन [2004] के अनुसार कोवाल्स्की [1988] कहता है, कि मैं हेविट को विचार के प्रयत्न को स्मरण कर सकता हूं, कि प्लानर एसएल संकल्प के समान था। किन्तु प्लानर का आविष्कार ज्ञान की प्रक्रियात्मक एम्बेडिंग के उद्देश्यों के लिए किया गया था एवं संकल्प वर्दी प्रमाण प्रक्रिया प्रतिमान की अस्वीकृति थी। कोलमेरौएर एवं रसेल ने प्लानर के विषय में सीखने के लिए स्वयं प्रतिक्रिया को निम्नलिखित प्रविधियों से स्मरण किया।

सितंबर’71 में जीन ट्रुडेल के साथ IJCAI सम्मेलन में भाग लेने के समय, हम बॉब कोवाल्स्की से दोबारा मिले एवं प्राकृतिक भाषा प्रसंस्करण पर टेरी विनोग्राड का व्याख्यान सुना। तथ्य यह है कि उन्होंने एकीकृत औपचारिकता का उपयोग नहीं किया, यह समय था कि हमने कार्ल हेविट की प्रोग्रामिंग भाषा, प्लानर [हेविट, 1969] के अस्तित्व के विषय में जाना। इस भाषा की औपचारिकता की कमी, लिस्प की हमारी अज्ञानता एवं सबसे बढ़कर, यह तथ्य कि हम तर्क के प्रति पूर्ण रूप से समर्पित थे, का अर्थ था कि इस कार्य का हमारे पश्चात के शोध पर अधिक कम प्रभाव पड़ा। [एलेन कॉलमेरौएर एवं रसेल 1996]

1972 के पतन में, फिलिप रसेल ने प्रोलॉग नामक भाषा प्रारम्भ की। प्रोलॉग प्रोग्राम सामान्य रूप से निम्न रूप के होते हैं (जो प्लानर में बैकवर्ड-चेनिंग का विशेष विषय है):

When goal Q, goal P₁ and ... and goal P_n

प्रोलॉग ने माइक्रो-प्लानर के निम्नलिखित कथनो को दोहराया:

• प्रतिरूप निर्देशित लक्ष्यों से प्रक्रियाओं का आह्वान (यानी बैकवर्ड चेनिंग) करता है।
• प्रतिरूप-निर्देशित प्रक्रियाओं एवं जमीनी वाक्यों का अनुक्रमित डेटा बेस होता है।
• पूर्णता प्रतिमान को त्यागना जिसने प्रमेय सिद्ध करने पर पूर्व कार्य की विशेषता बताई थी एवं इसे ज्ञान प्रतिमान की प्रोग्रामिंग भाषा प्रक्रियात्मक एम्बेडिंग के साथ प्रतिस्थापित किया था।

प्रोलॉग ने माइक्रो-प्लानर की निम्नलिखित क्षमताओं को भी दोहराया जो युग के कंप्यूटरों के लिए व्यावहारिक रूप से उपयोगी थे क्योंकि उन्होंने स्थान एवं समय बचाया था।

• बैकट्रैकिंग नियंत्रण संरचना
• अद्वितीय नाम धारणा जिसके द्वारा भिन्न-भिन्न संस्थाओं को संदर्भित करने के लिए भिन्न-भिन्न नाम मान लिए जाते हैं, उदाहरण के लिए, पेकिंग एवं बीजिंग को भिन्न-भिन्न माना जाता है।
• असफलता का सुधार जिस प्रकार से प्लानर ने स्थापित किया था कि कुछ प्रमाणित करने योग्य था, उसे लक्ष्य के रूप में सफलतापूर्वक प्रयास करना था एवं जिस प्रकार से यह स्थापित किया गया था कि कुछ अप्राप्य था, उसे लक्ष्य के रूप में प्रयास करना एवं स्पष्ट रूप से विफल होना था। दूसरी संभावना यह है कि लक्ष्य को प्रमाणित करने का प्रयास सदैव के लिए चलता है एवं कभी भी कोई मूल्य नहीं लौटाता था। प्लानर के पास भी था (not expression) निर्माण जो यदि सफल हुआ expression असफल रहा, जिसने प्लानर में "नकारात्मकता के रूप में विफलता" शब्दावली को जन्म दिया था।

ओपन प्रणाली [हेविट एवं डी जोंग 1983, हेविट 1985, हेविट एवं इनमैन 1991] पर ध्यान देने पर विफलता के रूप में अद्वितीय नाम धारणा एवं नकारात्मकता का उपयोग अधिक संदिग्ध हो गया।

प्रोलॉग से माइक्रो-प्लानर की निम्नलिखित क्षमताओं को त्याग दिया गया था।

• अभिकथन से प्रक्रियात्मक योजनाओं का स्वरूप-निर्देशित आह्वान होता है।
• तार्किक निषेध, जैसे, (not (human Socrates))।

प्रोलॉग में नकारात्मकता सम्मिलित नहीं थी क्योंकि यह कार्यान्वयन के विषयो को उठाती है। उदाहरण के लिए विचार करें कि निम्नलिखित प्रोलॉग प्रोग्राम में निषेध सम्मिलित किया गया था।

not Q.

Q  :- P.

उपरोक्त कार्यक्रम प्रमाणित करने में not P असमर्थ होगा, यह गणितीय तर्क के नियमों का पालन करता हो। यह इस तथ्य का उदाहरण है कि प्रोलॉग (प्लानर की प्रकार) प्रोग्रामिंग भाषा बनने का विचार रखता है एवं इसलिए (स्वयं से) कई तार्किक परिणाम को प्रमाणित नहीं करता है जो इसके कार्यक्रमों के घोषणात्मक पढ़ने से अनुसरण करते हैं।

प्रोलॉग पर कार्य इस अभिमुख में मूल्यवान था कि यह प्लानर की तुलना में अत्यधिक सरल था। चूंकि, जैसे ही भाषा में अधिक अभिव्यंजक शक्ति की आवश्यकता पड़ी, प्रोलॉग ने प्लानर की कई क्षमताओं को सम्मिलित करना प्रारम्भ कर दिया जो, कि प्रोलॉग के मूल संस्करण से बाहर रह गए थे।

संदर्भ

ग्रन्थसूची

• Bruce Anderson. Documentation for LIB PICO-PLANNER School of Artificial Intelligence, Edinburgh University. 1972
• Bruce Baumgart. Micro-Planner Alternate Reference Manual Stanford AI Lab Operating Note No. 67, April 1972.
• Coles, Steven (1975), "The Application of Artificial Intelligence to Heuristic Modeling", 2nd US-Japan Computer Conference.
• Fikes, Richard (1975), Deductive Retrieval Mechanisms for State Description Models, IJCAI.
• Fitch, Frederic (1952), Symbolic Logic: an Introduction, New York: Ronald Press.
• Green, Cordell (1969), "Application of Theorem Proving to Problem Solving", IJCAI.
• Hewitt, Carl (1969). "PLANNER: A Language for Proving Theorems in Robots". IJCAI. CiteSeerX 10.1.1.80.756.
• Hewitt, Carl (1971), "Procedural Embedding of Knowledge In Planner", IJCAI.
• Carl Hewitt. "The Challenge of Open Systems" Byte Magazine. April 1985
• Carl Hewitt and Jeff Inman. "DAI Betwixt and Between: From ‘Intelligent Agents’ to Open Systems Science" IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. Nov/Dec 1991.
• Carl Hewitt and Gul Agha. "Guarded Horn clause languages: are they deductive and Logical?" International Conference on Fifth Generation Computer Systems, Ohmsha 1988. Tokyo. Also in Artificial Intelligence at MIT, Vol. 2. MIT Press 1991.
• Hewitt, Carl (March 2006), The repeated demise of logic programming and why it will be reincarnated – What Went Wrong and Why: Lessons from AI Research and Applications (PDF), Technical Report, AAAI Press, archived from the original (PDF) on 2017-12-10.
• William Kornfeld and Carl Hewitt. The Scientific Community Metaphor MIT AI Memo 641. January 1981.
• Bill Kornfeld and Carl Hewitt. "The Scientific Community Metaphor" IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. January 1981.
• Bill Kornfeld. "The Use of Parallelism to Implement a Heuristic Search" IJCAI 1981.
• Bill Kornfeld. "Parallelism in Problem Solving" MIT EECS Doctoral Dissertation. August 1981.
• Bill Kornfeld. "Combinatorially Implosive Algorithms" CACM. 1982
• Robert Kowalski. "The Limitations of Logic" Proceedings of the 1986 ACM fourteenth annual conference on Computer science.
• Robert Kowalski. "The Early Years of Logic Programming" CACM January 1988.
• Latombe, Jean-Claude (1976), "Artificial Intelligence in Computer-Aided Design", CAD Systems, North-Holland.
• McCarthy, John; Abrahams, Paul; Edwards, Daniel; Hart, Timothy; Levin, Michael (1962), Lisp 1.5 Programmer's Manual, MIT Computation Center and Research Laboratory of Electronics.
• Robinson, John Alan (1965), "A Machine-Oriented Logic Based on the Resolution Principle", Communications of the ACM, doi:10.1145/321250.321253.
• Gerry Sussman and Terry Winograd. Micro-planner Reference Manual AI Memo No, 203, MIT Project MAC, July 1970.
• Terry Winograd. Procedures as a Representation for Data in a Computer Program for Understanding Natural Language MIT AI TR-235. January 1971.
• Gerry Sussman, Terry Winograd and Eugene Charniak. Micro-Planner Reference Manual (Update) AI Memo 203A, MIT AI Lab, December 1971.
• Carl Hewitt. Description and Theoretical Analysis (Using Schemata) of Planner, A Language for Proving Theorems and Manipulating Models in a Robot AI Memo No. 251, MIT Project MAC, April 1972.
• Eugene Charniak. Toward a Model of Children's Story Comprehension MIT AI TR-266. December 1972.
• Julian Davies. Popler 1.6 Reference Manual University of Edinburgh, TPU Report No. 1, May 1973.
• Jeff Rulifson, Jan Derksen, and Richard Waldinger. "QA4, A Procedural Calculus for Intuitive Reasoning" SRI AI Center Technical Note 73, November 1973.
• Scott Fahlman. "A Planning System for Robot Construction Tasks" MIT AI TR-283. June 1973
• James Lighthill. "Artificial Intelligence: A General Survey Artificial Intelligence: a paper symposium." UK Science Research Council. 1973.
• John McCarthy. "Review of ‘Artificial Intelligence: A General Survey Artificial Intelligence: a paper symposium." UK Science Research Council. 1973.
• Robert Kowalski "Predicate Logic as Programming Language" Memo 70, Department of Artificial Intelligence, Edinburgh University. 1973
• Pat Hayes. Computation and Deduction Mathematical Foundations of Computer Science: Proceedings of Symposium and Summer School, Štrbské Pleso, High Tatras, Czechoslovakia, September 3–8, 1973.
• Carl Hewitt, Peter Bishop and Richard Steiger. "A Universal Modular Actor Formalism for Artificial Intelligence" IJCAI 1973.
• L. Thorne McCarty. "Reflections on TAXMAN: An Experiment on Artificial Intelligence and Legal Reasoning" Harvard Law Review. Vol. 90, No. 5, March 1977
• Drew McDermott and Gerry Sussman. The Conniver Reference Manual MIT AI Memo 259A. January 1974.
• Earl Sacerdoti, et al., "QLISP A Language for the Interactive Development of Complex Systems" AFIPS. 1976
• Sacerdoti, Earl (1977), A Structure for Plans and Behavior, Elsevier North-Holland.
• Waldinger, Richard; Levitt, Karl (1974), Reasoning About Programs Artificial Intelligence.

बाहरी संबंध

• Alain Colmerauer's and Philippe Roussel's 1992 account of the birth of Prolog at the Wayback Machine (archived July 27, 2003)