Abstract: In real-world domains (e.g., a mobile robot environment), things do not always proceed as planned, so it is important to develop better execution-monitoring techniques and replanning capabilities. This paper describes these capabilities in the SIPE (System for Interactive Planning and Execution Monitoring) planning system. The motivation behind SIPE is to place enough limitations on the representation so that planning can be done efficiently, while retaining sufficient power to still be useful. This work assumes that new information given to the execution monitor is in the form of predicates, thus avoiding the difficult problem of how to generate these predicates from information provided by sensors. The replanning module presented here takes advantage of the rich structure of SIPE plans and is intimately connected with the planner, which can be called as a subroutine. This allows the use of SIPE's capabilities to determine efficiently how unexpected events affect the plan being executed and, in many cases, to retain most of the original plan by making changes in it to avoid problems caused by these unexpected events. SIPE is also capable of shortening the original plan when serendipitous events occur. A general set of replanning actions is presented along with a general replanning capability that has been implemented by using these actions. Dans les contextes de type monde-reel (e.g., un environnement de robot mobile), les choses n'arrivent pas toujours comme prevues, aussi, il est important de developper de meilleures techniques de controle de ľexecution et des possibilityes de relancer la generation de plan. Cet article decrit ces possibilityes dans le systeme de generation de plan SIPE (systeme pour la generation de plan interactive et le controle de ľexecution). La motivation qui sous-tend SIPE est ?apporter assez de limitations sur la representation pour que la generation de plan se fasse efficacement, tout en preservant suffisamment de puissance pour rester performant. Ce travail suppose que ľinformation nouvelle donnee au controleur ?execution est sous forme predicative; on contourne ainsi le difficile probleme de la generation des predicats a partir de ľinformation fournie par les senseurs. Le module de re-planification presente ici exploite la richesse structural des plans de SIPE et est etroitement relie au generateurde plan, qui peut ětre defini comme un sous-programme. Ceci permet ?utiliser les capacityes de SIPE pour determiner efficacement comment des evenements imprevus ont une incidence sur le plan en cours ?execution et, dans de nombreux cas, de conserver une part importantc du plan original en y apportant des modifications pour contourner les problemes poses par ces evenements imprevus. SIPE est aussi capable de raccourcir le plan original lorsque des evenements inattendus le permettent. Un ensemble general ?actions de re-planification est decrit avec un precede general de re-planification qui a ete execute en utilisant ces actions.

Abstract: From the mid-1950's to the present the notion of a heuristic has played a crucial role in the AI researchers’ descriptions of their work. What has not been generally noticed is that different researchers have often applied the term to rather different aspects of their programs. Things that would be called a heuristic by one researcher would not be so called by others. This is because many heuristics embody a variety of different features, and the various researchers have emphasized different ones of these features as being essential to being a heuristic. This paper steps back from any particular research program and investigates the question of what things, historically, have been thought to be central to the notion of a heuristic and which ones conflict with others. After analyzing the previous definitions and examining current usage of the term, a synthesizing definition is provided. The hope is that with this broader account of ‘heuristic’ in hand, researchers can benefit more fully from the insights of others, even if those insights are couched in a somewhat alien vocabulary. Depuis le milieu des annees cinquante jusqu'a nos jours, la notion ?heuristique a joue un role crucial dans les descriptions que faisaient les chercheurs en IA de leurs travaux. Ce qui n'a generalement pas ete releve, c'est que les differents chercheurs ont souvent applique ce terme a des aspects assez differents de leurs programmes. Ce qu'un chercheur particulier appellerait une heuristique sera nomme differemment par ?autres. Ceci, parce que beaucoup ?heuristiques incorporent une variete?aspects differents, et les divers chercheurs n'ont pas mis ľaccent sur les memes aspects comme etant essentiels a la formulation ?une heuristique. Cet article se tient aľecart de tout programme particulier de recherche et examine la question de savoir quels elements, historiquement, ont ete considered comme centraux dans la notion ?heuristique et lesquels sont en conflit. Apres avoir analyse les definitions anterieures et examine les usages courants du terme, nous proposons une definition synthetique. Notre espoir est que, disposant ?un compte-rendu plus complet sur la notion ?heuristique, les chercheurs pourront beneficier plus pleinement des approches de leurs collegues, měme si celles-ci sont formulees dans un vocabulaire quelque peu different. Mots cles: heuristique, regie ad hoc, algorithme, resolution de probleme, intelligence artificielle, science cognitive, implications philosophiques de ľIA, histoire de ľIA.

Abstract: We focus on McCarthy's method of predicate circumscription in order to establish various results about its consistency, and about its ability to conjecture new information. A basic result is that predicate circumscription cannot account for the standard kinds of default reasoning. Another is that predicate circumscription yields no new information about the equality predicate. This has important consequences for the unique names and domain closure assumptions. Nous nous concentrons sur la methode de McCarthy de limitation des predicats afin ?etablir differents constats sur sa consistance et sur sa capacityea deduire de ľinformation nouvelle. Un des principaux resultats est que la limitation des predicats ne peut rendre compte des cas ordinaires de raisonnement par defaut. ?autre part, la limitation des predicats n'apporte aucune information nouvelle sur le predicat ?egalite Ceci a des consequences importantes pour les hypotheses sur les noms uniques et la fermeture du domaine.

Abstract: Constraint satisfaction problems can be solved by network consistency algorithms that eliminate local inconsistencies before constructing global solutions. We describe a new algorithm that is useful when the variable domains can be structured hierarchically into recursive subsets with common properties and common relationships to subsets of the domain values for related variables. The algorithm, HAC, uses a technique known as hierarchical arc consistency. Its performance is analyzed theoretically and the conditions under which it is an improvement are outlined. The use of HAC in a program for understanding sketch maps, Mapsee3, is briefly discussed and experimental results consistent with the theory are reported. Les problemes de satisfaction de contrainte peuvent ětre resolus par des algorithmes de consistance de reseau qui eliminent les inconsistances locales avant de construire des solutions globales. Nous decrivons un nouvel algorithme qui s'avere utile lorsque les domaines variables peuvent ětre structures hierarchiquement en sousensembles recursifs possedant des proprietes communes et des relations communes avec les sous-ensembles des valeurs de domaine pour les variables reliees. Ľalgorithme, HAC, utilise une technique connue sous le nom de consistance ?arc hierarchique. Son fonctionnement est analyse?un point de vue theorique et les ameliorations qu'il peut apporter sont mises en evidence. Ľutilisation de HAC dans un programme de comprehension ?esquisses de cartes, Mapsee3, est brievement discutee et des resultats experimentaux consistants avec la theorie sont mentiones. Mots cles: problemes de satisfaction de contrainte, algorithme de consistance de reseau, consistance ?arc, comprehension de carte, vision automatique.

Abstract: Axiom sets and their extensions are viewed as functions from the set of formulas in the language to a set of four truth values, t, f, u for undefined, and k for contradiction. Such functions form a lattice with “contains less information” as the partial order ?, and “combination of several sources of knowledge” as the least-upper-bound operation ⊔. Inference rules are expressed as binary relations between such functions. We show that the usual criterium on fixpoints, namely, to be minimal, does not apply correctly in the case of non-monotonic inference rules. A stronger concept, approachable fixpoints, is introduced and proven to be sufficient for the existence of a derivation of the fixpoint. In addition, the usefulness of our approach is demonstrated by concise proofs for some previously known results about normal default rules. Les ensembles ?axiomes et leurs extensions sont consideres comme des applications de ľensemble des formules du langage, vers un ensemble de quatre valeurs de veritet, f, u pour ľindefini, et k pour la contradiction. Ces applications forment un ensemble ordonne avec “contient moins d'information” symbolise par ľordre partiel ?, et “combinaison de differentes sources de connaissance” symbolise par ľoperation ?union ⊔. Les regies ?inference sont exprimees par des relations binaires entre ces fonctions. Nous montrons que le critere habituel pour les invariants, cest-a-dire qu'ils sont minimaux, ne sapplique pas correctement dans le cas des reGgies ?inference non-monotones. Un concept plus fort, compatible avec les invariants, est introduit et ľon prouve qu'il est suffisant pour qu'existe une derivation de ľinvariant. De plus, la pertinence de notre approche est demontree grace a des demonstrations concises venant de resultats deja connus a propos des regies de defaut normales.

Abstract: To plan means reasoning about possible actions, but a robot must also reason about actual events. This paper proposes a formal theory about actual and possible events. It presents a new modal logic as a notation for this theory and a technique for planning in the modal logic using a first-order theorem prover augmented with simple modal reasoning. This avoids the need for a general modal-logic theorem prover. Adding beliefs to this theory raises an interesting problem for which the paper offers a tentative solution. Planifier signifie raisonner sur des actions possible, mais un robot doit aussi raisonner sur des evenements reels. Cet article propose une theorie formelle traitant des evenements reels et possibles. II presente une nouvelle logique modale servant de notation pour cette theorie, et une technique de generation de plan en logique modale utilisant un demonstrateur de thdoreme du premier ordre augmente d'un raisonneur modal simple. Ceci permet d'eviter le recours a un demonstrateur de theoreme base sur la logique modale trop general. Le fait d'ajouter les croyances a cette theorie souleve un probeme interessant pour lequel cet article propose une solution provisoire. Mots cles: generation de plan, mondes possibles, logique modale, croyance, raisonnement non-monotone.

Abstract: The central problem in vision is to determine scene properties from image properties. This is difficult because the problem, formally posed, is underconstrained. Methods that infer scene properties from images make assumptions about how the world determines what we see. In remote sensing, some of these assumptions can be dealt with explicitly. Available scene knowledge, in the form of a digital terrain model and a ground cover map, is used to synthesize an image for a given date and time. The synthesis process assumes that the surface is a perfectly diffuse or “lambertian” reflector. A scene radiance equation is described based on simple models of direct solar irradiance, diffuse sky irradiance, and atmospheric path radiance. Parameters of the model are estimated from the real image. A statistical comparison of the real image and the synthetic image is used to judge how well the model represents the mapping from scene to image. The methods presented for image synthesis are similar to those used in computer graphics. The motivation, however, is different. In graphics, the goal is to produce an effective rendering of the scene for a human viewer. Here, the goal is to predict properties of real images. In vision, one must deal with a confounding of effects due to surface shape, surface material, illumination, shadows, and atmosphere. These effects often detract from, rather than enhance, the determination of invariant scene characteristics. Le probleme central en vision est de determiner des proprietes sceniques a partir de proprietes ?images. Ceci est difficile, car le probleme, pose de fagon formelle, n'est pas suffisamment limite. Les methodes qui inferent des proprietes sceniques a partir ?images font des hypotheses sur la facon dont le monde determine ce que nous voyons. En perception a distance, certaines de ces hypotheses peuvent ětre traitees explicitement. Une connaissance de scene disponible, sous forme ?un modele numAerique de terrain et ?un plan de surface horizontal, est utilise pour synthetiser une image pour une date et une heure donnees. Le processus de synthese suppose que la surface est un reflecteur diffusant parfaitement, i.e., “lambertien.” Une equation de la radiance de la scene est decrite en se basant sur des modeles simples de la radiance solaire directe, de la radiance diffuse du ciel, et de la radiance du parcours atmospherique. Les parametres du modele sont estimes a partir de ľimage reelle. Une comparaison statistique de ľimage reelle et de ľimage synthetique est utilisee pour estimer a quel point le modele represente le mapping de la scene a ľimage. Les methodes presentees pour la synthese ?image sont similaires a celles utilisees dans les representations graphiques par ordinateur. La motivation, neanmoins, est differente. En dessin, le but est de produire une representation efficace de la scene pour un observateur humain. Ici, le but est de predire les proprietes ?images reelles. En vision, on doit traiter ?un enchevětrement ?effets dua la forme de la surface, au materiau dont elle est constituee, aľeclairage, aux ombres, et aľatmosphere. Ces effets portent souvent atteinte a la determination de caracteristiques sceniques invariantes plutot que de mettre en valeur celles-ci. Mots cles: vision par ordinateur, refraction, perception a distance, images par ordinateur, systemes ?information geographique, analyse ?image, synthese ?image, representation de surface.

Abstract: Several computational theories of early visual processing, such as Marr's zero-crossing theory, are biologically motivated and based largely on the well-known difference of Gaussians (DOG) receptive-field model of retinal processing. We examine the physiological relevance of the DOG, particularly in the light of evidence indicating significant spatiotemporal inseparability in the behaviour of retinal cell types. From the form of the inseparability we find that commonly accepted functional interpretations of retinal processing based on the DOG, such as the Laplacian of a Gaussian and zero crossings, are not valid for time-varying images. In contrast to current machine-vision approaches, which attempt to separate form and motion information at an early stage, it appears that this is not the case in biological systems. It is further shown that the qualitative form of this inseparability provides a convenient precursor to the extraction of both form and motion information. We show the construction of efficient mechanisms for the extraction of orientation and two-dimensional normal velocity through the use of a hierarchical computational framework. The resultant mechanisms are well localized in space-time and can be easily tuned to various degrees of orientation and speed specificity. Plusieurs theories computationnelles du traitement de la vision primaire, comme la theorie du croisementzero de Marr, sont biologiquement motivees et basees largement sur le celebre modele du champ receptif de la difference de gaussiens (DDG) applique1 au traitement retinien. Nous examinons ici la pertinence physiologique de la DDG, particulierement en tenant compte de ľevidence indiquant une inseparabilite spatio-temporelle significative dans le comportement de la cellule retinienne. A partir des caracteristiques de ľinseparabilite, nous trouvons que les interpretations fonctionnelles classiques du traitement retinien basees sur la DDG, tels que le laplacien ?un gaussien et les croisementszero, ne sont pas valides pour les images variant dans le temps. Contrairement aux approches actuelles en vision automatique, qui tendent a separer dans une premiere etape ľinformation sur la forme de celle sur le mouvement, il apparait que les systemes biologiques fonctionnent tres differemment. On montrera plus loin que la qualitye de cette inseparabilite donne un premier outil approprie pour ľextraction de ľinformation portant a la fois sur la forme et sur le mouvement. Nous decrivons la construction de mecanismes efficients pour ľextraction de ľorientation et de la vitesse 2-d normale a-travers ľutilisation ?un cadre computationnel hierarchique. Les mecanismes resultants sont bien localises dans ľespace-temps et peuvent aisement ětre regies selon divers degres de specification de ľorientation et de la vitesse. Mots cles: vision biologique et automatique, difference de gaussiens, images variant dans le temps, extraction de la vitesse, traitement hierarchique.