文法システム理論

文法システム理論は、形式言語を生成する形式文法の有限集合のシステムを研究する理論計算機科学の分野です。各文法は、環境を表すいわゆるシーケンシャルフォームである文字列に対して機能します。したがって、文法システムは、人工知能におけるエージェントの分散型または分散システムの形式化として使用できます。^[1]

はテーブルの上を動き、テーブルから落ちないようにする単純な反応体で、回転の反応tと前進の反応ƒの2つの反応があるとする。この場合、可能な行動の集合は形式言語で記述できる。${\displaystyle \mathbb {A} }$${\displaystyle \mathbb {A} }$

${\displaystyle \mathbb {L_{A}} =\{(f^{m}t^{n}f^{r})^{+}:1\leq m\leq k;1\leq n\leq \ell;1\leq r\leq k\},}$

ここで、ƒは最大k回実行でき、tはテーブルのサイズを考慮すると最大ℓ回実行できる。 ^[2]

を言語を生成する形式文法^[明確化]とします。 の動作はこの文法によって記述されます。^{[明確化が必要]が}包含アーキテクチャを持っているとします。このアーキテクチャの各コンポーネントも形式文法として表現でき、エージェントの最終的な動作はこの文法システムによって記述されます。^{[明確化が必要]}${\displaystyle \mathbb {G_{A}} }$${\displaystyle \mathbb {L_{A}} }$${\displaystyle \mathbb {A} }$${\displaystyle \mathbb {A} }$

右側のスキーマは、環境を表す共通の文字列を共有する文法のシステムを表しています。共有されたシーケンシャル フォームは、コンポーネントまたは一般にエージェントを表す各文法によって順番に書き換えられます。

文法が相互に通信し、共有されたシーケンシャル形式で動作する場合、それは協調分散型（DC）文法システムと呼ばれます。共有されたシーケンシャル形式は、 AIにおける黒板アプローチに似た概念であり、^[1]専門家が共有された黒板上で提案やアイデアを共有しながら一緒に問題を解決するというアイデアに触発されています。

文法システム内の各文法は、独自の文字列で動作し、要求に応じて連続形式を送信することでシステム内の他の文法と通信することもできます。このような文法システムは、並列通信（PC）文法システムと呼ばれます。^[1]

PCとDCは分散型AIにヒントを得ています。文法間の通信がない場合、システムはAIの分散型アプローチに近くなります。これらの種類の文法システムは、環境が自ら変化するか（エコ文法システム）しないか（コロニー）に応じて、コロニーまたはエコ文法システムと呼ばれることがあります。^[1]

• 人工生命
• エージェントベースモデル
• 分散型人工知能
• マルチエージェントシステム