普适学习空间中情境建模及推理研究

发布时间：2020-07-09 12:11

【摘要】：随着计算机、移动计算以及传感器网络的发展,计算变得无处不在。普适计算概念的提出更让计算进入了一个崭新的时代。普适计算技术将通信和计算机构成的信息空间与人们生活和工作的物理空间融为一体,建立“以用户为中心”的环境,支持用户“随时随地”并“透明”地获得符合其个性化需求的信息服务。目前,普适计算已经被不断地应用到不同的领域内。普适学习就是在此背景下一个典型的应用。普适学习是在普适计算技术的支持下,在普适学习环境中使每个用户能与多台嵌入式设备交互,通过对用户及周围环境状况的感知判断用户的状态,从而提供个性化智能化的服务。情境感知作为普适计算的内在属性,是构成普适学习的关键技术。普适计算研究领域的开拓者之一Dey指出,情境感知应用是指能够利用一个物体周围的情境信息来修正自己的行为,从而最好的满足用户的情境要求。情境感知技术的成功应用减少了用户对计算本身的关注并且解决了用户与计算间交互的瓶颈问题,真正的实现了将计算融入到日常生活中。本文以普适学习为研究背景,对普适学习空间中情境信息的建模和情境的推理进行研究。 普适学习空间是普适学习发生的载体场所,本文分析了普适学习空间中情境信息,并对情境信息进行了分类。在对现有的情境信息建模方法的分析基础上,采用扩展的本体方法对情境信息进行了形式化的建模和描述,体现了活动的时序性以及利于知识的共享和复用。本文提出的以活动为中心的情境模型包括了活动流程模型和本体模型两个部分。活动流程模型定义了所有要进行的活动及活动之间的顺序关系,本体模型刻画了与活动相关的所有实体,并描述了不同实体间的关系。情境推理是利用当前用户和环境资源的情境来获取高层的语义信息。在普适学习空间中,活动作为高层次的语义信息需要情境感知系统需要进行判断识别。本文针对情境信息获取的时序性特点,提出了情境流的概念,活动情境不能够直接从基础的传感设备所感知到,需要对活动持续的时间内其他可感知的情境信息进行推理判断来获得。针对此问题,本文定义了用于描述判断活动的情境模式和情境演化模式,并提出了相应的推理算法进行普适学习中活动的识别和判断。最后,以X射线衍射单晶体结构分析实验为例进行了情境信息的建模,并通过几个模拟的场景对推理算法进行了验证。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：N945.12
【图文】：

图3.1活动间逻辑顺序关系Fig.3.1LogiealsequencerelationshiPbetweenaetivities需要值得注意的一点是，活动流程模型并不是总是一条简单的链条式结构，对些特殊的活动，由于用户及整个活动流程的需要可能在用户的执行过程中重复。例如，在本文的案例实验中，在确定晶体的衍射点是否存在时，如果没有衍射存在则需要重新返回前面的实验步骤，在晶液中挑选透明度好、大小适宜的晶体进行后续的实验活动。因此，对于有些活动流程模型在图形化的表示上可能会呈现的链网结构。4.2情境本体模型本文的情境推理是建立在本体模型的情境感知框架之上的，AO模型刻画了与活关的所有实体，并描述了不同实体间的关系。根据普适学习活动的特点及，本文提用的本体模型COUL(ContextOntologyforU’biquitousLearning)用以表述普适学习及到的概念实体，并利用owL语言进行形式化的表示。COUL模型选取用户(Person

图4.2Gaia工程中的故障解疑Fig.4.2UsingBayesianNetworkinGaia的情境推理(Case一BasedReasoning)能够根据以往的案例来推断可个方法同样存在很多问题，一是如何自动的抽取出事实总结出案例例之间的相似度以及自动化地分析和测量案例。的推理，多是准确性推理，对于不完全不准确的情境上下文推理往ctiveSpace计划ConChat应用中，利用一阶谓词逻辑表示情境和情(Location，Edward，Entering，MeetingRoom)表示Edward进入Meetin类型为位置情境;eontext(Loeation，Lucy，Entering，Room1022)八lActivity，Meeting，In，Room1022)表示切cy进入Rooml022，而且，基于案例推理和基于逻辑推理都缺乏对语义的支持。的推理主要利用本体的公理、属性等来进行推理。由于本体模型及制，单纯基于本体的推理智能完成本题中的冲突检测、表达优化、等任务，对于其在不同领域的应用仍需自定义逻辑规则进行高层情，它要求领域内的所有本体知识要建立，事先定义好所有的规则和

全面充分的理解实验步骤需要花费较长的培训时间。者在实验执行的过程中犯错的概率非常大。例如，在进行X射者很难将晶体以合适的角度放置于X射线衍射仪上并判断探测适。验操作过程中，解读遇到的问题需要较长的时间。况下，由于人力的耗费以及犯错误所导致的成本会非常高。为所提出的情境感知应用框架的大背景下，利用第三章及第四章情境建模及推理方法，能够准确的判断出实验操作者在执行实的状态，这样的推理判断为初学者提供精确的辅助学习提示提的步骤及要点分析射单晶体结构分析的过程，从最初晶体的挑选与安置，到使用到利用各种结构分析和数据拟合方法进行晶体结构解析与结构如下[76]:玻璃纤维粗细适宜，并将其插入

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本文编号：2747435