我们考虑从示例中学习复合代数表达式语义的问题。结果是一个多功能框架，用于研究可以放入以下抽象形式中的学习任务：输入是部分代数$ \ alg $和一组有限的示例$（\ varphi_1，o_1），（\ varphi_2，o_2，o_2），\ ldots $，每个由代数项$ \ varphi_i $和一组对象〜$ o_i $组成。目的是在$ \ alg $中同时填写缺失的代数操作，并将每个$ \ varphi_i $的变量填充$ o_i $，以便优化条款的合并价值。我们通过案例研究在语法推理，图像学习和逻辑场景描述的基础中证明了该框架的适用性。

Two approaches to AI, neural networks and symbolic systems, have been proven very successful for an array of AI problems. However, neither has been able to achieve the general reasoning ability required for human-like intelligence. It has been argued that this is due to inherent weaknesses in each approach. Luckily, these weaknesses appear to be complementary, with symbolic systems being adept at the kinds of things neural networks have trouble with and vice-versa. The field of neural-symbolic AI attempts to exploit this asymmetry by combining neural networks and symbolic AI into integrated systems. Often this has been done by encoding symbolic knowledge into neural networks. Unfortunately, although many different methods for this have been proposed, there is no common definition of an encoding to compare them. We seek to rectify this problem by introducing a semantic framework for neural-symbolic AI, which is then shown to be general enough to account for a large family of neural-symbolic systems. We provide a number of examples and proofs of the application of the framework to the neural encoding of various forms of knowledge representation and neural network. These, at first sight disparate approaches, are all shown to fall within the framework's formal definition of what we call semantic encoding for neural-symbolic AI.

归纳逻辑编程（ILP）是一种机器学习的形式。ILP的目标是诱导推广培训示例的假设（一组逻辑规则）。随着ILP转30，我们提供了对该领域的新介绍。我们介绍了必要的逻辑符号和主要学习环境;描述ILP系统的构建块;比较几个维度的几个系统;描述四个系统（Aleph，Tilde，Aspal和Metagol）;突出关键应用领域;最后，总结了未来研究的当前限制和方向。

形状约束语言（SHACL）是通过验证图表上的某些形状来验证RDF数据的最新W3C推荐语言。先前的工作主要集中在验证问题上，并且仅针对SHACL的简化版本研究了对设计和优化目的至关重要的可满足性和遏制的标准决策问题。此外，SHACL规范不能定义递归定义的约束的语义，这导致文献中提出了几种替代性递归语义。尚未研究这些不同语义与重要决策问题之间的相互作用。在本文中，我们通过向新的一阶语言（称为SCL）的翻译提供了对SHACL的不同特征的全面研究，该语言精确地捕获了SHACL的语义。我们还提出了MSCL，这是SCL的二阶扩展，它使我们能够在单个形式的逻辑框架中定义SHACL的主要递归语义。在这种语言中，我们还提供了对过滤器约束的有效处理，这些滤镜经常在相关文献中被忽略。使用此逻辑，我们为不同的SHACL片段的可满足性和遏制决策问题提供了（联合）可决定性和复杂性结果的详细图。值得注意的是，我们证明这两个问题对于完整的语言都是不可避免的，但是即使面对递归，我们也提供了有趣的功能的可决定性组合。

我们概述了在其知识表示和声明问题解决的应用中的视角下的时间逻辑编程。这些程序是将通常规则与时间模态运算符组合的结果，如线性时间时间逻辑（LTL）。我们专注于最近的非单调形式主义的结果​​称为时间平衡逻辑（电话），该逻辑（电话）为LTL的全语法定义，但是基于平衡逻辑执行模型选择标准，答案集编程的众所周知的逻辑表征（ASP ）。我们获得了稳定模型语义的适当延伸，以进行任意时间公式的一般情况。我们记得电话和单调基础的基本定义，这里的时间逻辑 - 和那里（THT），并研究无限和有限迹线之间的差异。我们还提供其他有用的结果，例如将转换成其他形式主义，如量化的平衡逻辑或二阶LTL，以及用于基于自动机计算的时间稳定模型的一些技术。在第二部分中，我们专注于实际方面，定义称为较近ASP的时间逻辑程序的句法片段，并解释如何在求解器Telingo的构建中被利用。

我们在答案集编程（ASP）中，提供了全面的可变实例化或接地的理论基础。在ASP的建模语言的语义上构建，我们在（固定点）运营商方面介绍了接地算法的正式表征。专用良好的运营商扮演了一个主要作用，其相关模型提供了划定接地结果以及随机简化的语义指导。我们地址呈现出一种竞技级逻辑程序，该程序包含递归聚合，从而达到现有ASP建模语言的范围。这伴随着一个普通算法框架，详细说明递归聚集体的接地。给定的算法基本上对应于ASP接地器Gringo中使用的算法。

人工智能代理必须从周围环境中学到学习，并了解所学习的知识，以便做出决定。虽然从数据的最先进的学习通常使用子符号分布式表示，但是使用用于知识表示的一阶逻辑语言，推理通常在更高的抽象级别中有用。结果，将符号AI和神经计算结合成神经符号系统的尝试已经增加。在本文中，我们呈现了逻辑张量网络（LTN），一种神经组织形式和计算模型，通过引入许多值的端到端可分别的一阶逻辑来支持学习和推理，称为真实逻辑作为表示语言深入学习。我们表明LTN为规范提供了统一的语言，以及多个AI任务的计算，如数据聚类，多标签分类，关系学习，查询应答，半监督学习，回归和嵌入学习。我们使用TensorFlow2的许多简单的解释例实施和说明上述每个任务。关键词：神经组音恐怖症，深度学习和推理，许多值逻辑。

Neuro-symbolic AI attempts to integrate neural and symbolic architectures in a manner that addresses strengths and weaknesses of each, in a complementary fashion, in order to support robust strong AI capable of reasoning, learning, and cognitive modeling. In this paper we consider the intensional First Order Logic (IFOL) as a symbolic architecture of modern robots, able to use natural languages to communicate with humans and to reason about their own knowledge with self-reference and abstraction language property. We intend to obtain the grounding of robot's language by experience of how it uses its neuronal architectures and hence by associating this experience with the mining (sense) of non-defined language concepts (particulars/individuals and universals) in PRP (Properties/Relations/propositions) theory of IFOL. We consider three natural language levels: The syntax of particular natural language (Italian, French, etc..), and two universal language properties: its semantic logic structure (based on virtual predicates of FOL and logic connectives), and its corresponding conceptual PRP structure which universally represents the composite mining of FOL formulae grounded on the robot's neuro system.

尽管在现代的机器学习算法的最新进展，其内在机制的不透明仍是采用的障碍。在人工智能系统灌输信心和信任，解释的人工智能已成为提高现代机器学习算法explainability的响应。归纳逻辑程序（ILP），符号人工智能的子场中，起着产生，因为它的直观的逻辑驱动框架的可解释的解释有希望的作用。 ILP有效利用绎推理产生从实例和背景知识解释的一阶分句理论。然而，在发展中通过ILP需要启发方法的几个挑战，在实践中他们的成功应用来解决。例如，现有的ILP系统通常拥有广阔的解空间，以及感应解决方案是对噪声和干扰非常敏感。本次调查总结在ILP的最新进展和统计关系学习和神经象征算法的讨论，其中提供给ILP协同意见。继最新进展的严格审查，我们划定观察的挑战，突出对发展不言自明的人工智能系统进一步ILP动机研究的潜在途径。

我们在依赖型理论的建设性设定中研究有限一级可靠性（FSAT）。采用统计性和可解锁性的合成账户，我们根据非逻辑符号的一阶签名提供FSAT的全部分类。一方面，我们的发展侧重于Trakhtenbrot的定理，一旦签名包含至少二进制关系符号，就陈述FSAT是不可行的。我们的证据通过从后对应问题开始的许多减少链进行。另一方面，我们为Monadic一阶逻辑建立了FSAT的可解锁性，即签名仅包含大多数Unary函数和关系符号，以及FSAT对于任意令人令人令人享有的签名的统计性。为了展示Trakthenbrot的定理，我们继续减少链条，从FSAT减少到分离逻辑。我们所有的结果都是在越来越多的综合性不可剥离性证据的框架内机械化。

最近已经提出了几个查询和分数来解释对ML模型的个人预测。鉴于ML型号的灵活，可靠和易于应用的可解释性方法，我们预见了需要开发声明语言以自然地指定不同的解释性查询。我们以原则的方式通过源于逻辑，称为箔，允许表达许多简单但重要的解释性查询，并且可以作为更具表现力解释性语言的核心来实现这一语言。我们研究箔片查询的两类ML模型的计算复杂性经常被视为容易解释：决策树和OBDD。由于ML模型的可能输入的数量是尺寸的指数，因此箔评估问题的易易性是精细的，但是可以通过限制模型的结构或正在评估的箔片段来实现。我们还以高级声明语言包装的箔片的原型实施，并执行实验，表明可以在实践中使用这种语言。

Neural-symbolic computing (NeSy), which pursues the integration of the symbolic and statistical paradigms of cognition, has been an active research area of Artificial Intelligence (AI) for many years. As NeSy shows promise of reconciling the advantages of reasoning and interpretability of symbolic representation and robust learning in neural networks, it may serve as a catalyst for the next generation of AI. In the present paper, we provide a systematic overview of the important and recent developments of research on NeSy AI. Firstly, we introduce study history of this area, covering early work and foundations. We further discuss background concepts and identify key driving factors behind the development of NeSy. Afterward, we categorize recent landmark approaches along several main characteristics that underline this research paradigm, including neural-symbolic integration, knowledge representation, knowledge embedding, and functionality. Then, we briefly discuss the successful application of modern NeSy approaches in several domains. Finally, we identify the open problems together with potential future research directions. This survey is expected to help new researchers enter this rapidly-developing field and accelerate progress towards data-and knowledge-driven AI.

逻辑神经网络（LNNS）是一种结合神经网络学习能力和正式逻辑能力的能力的体系结构。LLNS为程序员提供了通过逻辑公式隐式修改神经网络的基础结构的能力。在本文中，我们利用此抽象来扩展LNN，以通过一阶理论支持平等和功能符号。这种扩展通过显着增加了他们可以解决的问题的类型来提高LNN的功能。作为概念的证明，我们为IBM的LNN库增加了对平等的一阶理论的支持，并演示了此引入如何允许LNN库现在推理出表达式而无需做出独特的名称假设。

回答集编程（ASP）已成为一种流行的和相当复杂的声明问题解决方法。这是由于其具有吸引力的地址解决方案的工作流程，这是可以轻松解决问题解决的方法，即使对于计算机科学外的守护者而言。与此不同，底层技术的高度复杂性使得ASP专家越来越难以将想法付诸实践。有关解决此问题，本教程旨在使用户能够构建自己的基于ASP的系统。更确切地说，我们展示了ASP系统Clingo如何用于扩展ASP和实现定制的专用系统。为此，我们提出了两个替代方案。我们从传统的AI技术开始，并展示元编程如何用于扩展ASP。这是一种相当轻的方法，依赖于Clingo的reation特征来使用ASP本身表达新功能。与此不同，本教程的主要部分使用传统的编程（在Python中）来通过其应用程序编程接口操纵Clingo。这种方法允许改变和控制ASP的整个模型 - 地面解决工作流程。 COMENT of Clingo的新应用程序课程使我们能够通过自定义类似于Clingo中的进程来绘制Clingo的基础架构。例如，我们可能会互动到程序的抽象语法树，控制各种形式的多射击求解，并为外国推论设置理论传播者。另一种横截面结构，跨越元以及应用程序编程是Clingo的中间格式，即指定底层接地器和求解器之间的界面。我们通过示例和几个非琐碎的案例研究说明了本教程的前述概念和技术。

我们回答以下问题，哪些结合性查询以多种方式上的许多正和负面示例以及如何有效地构建此类示例的特征。结果，我们为一类连接的查询获得了一种新的有效的精确学习算法。我们的贡献的核心是两种新的多项式时间算法，用于在有限结构的同态晶格中构建前沿。我们还讨论了模式映射和描述逻辑概念的独特特征性和可学习性的影响。

复杂的事件识别（CER）系统在过去二十年中变得流行，因为它们能够“立即”检测在实时事件流上的模式。然而，缺乏预测模式可能发生在例如由Cer发动机实际检测到这种发生之前的模式。我们提出了一项正式的框架，试图解决复杂事件预测（CEF）的问题。我们的框架结合了两个形式主义：a）用于编码复杂事件模式的符号自动机; b）预测后缀树，可以提供自动机构的行为的简洁概率描述。我们比较我们提出的方法，以防止最先进的方法，并在准确性和效率方面展示其优势。特别地，预测后缀树是可变的马尔可夫模型，可以通过仅记住足够的信息的过去序列来捕获流中的长期依赖性。我们的实验结果表明了能够捕获这种长期依赖性的准确性的益处。这是通过增加我们模型的顺序来实现的，以满足需要执行给定顺序的所有可能的过去序列的所有可能的过去序列的详尽枚举的全阶马尔可夫模型。我们还广泛讨论CEF解决方案如何最佳地评估其预测的质量。

我们提供了静态分析，用于发现给定概率程序的可区分或更普遍的平滑部分，并展示如何使用分析来改善路径梯度估计器，这是后验推理和模型学习的最流行方法之一。我们的改进将估计器的范围从可区分模型到非差异性模型的范围，而无需用户手动干预；改进的估计器会使用我们的静态分析自动识别给定概率程序的可区分部分，并将路径梯度估计器应用于已识别的零件，同时使用程序的其余部分使用更通用但效率较低的估计器（称为得分估计器）。我们的分析具有令人惊讶的微妙的声音论点，部分原因是从程序分析设计师的角度看待某些目标平滑性属性的不当行为。例如，某些平滑度属性不能通过函数组成保留，这使得在不牺牲精度的情况下很难分析顺序组成。我们在目标平滑度属性上制定了五个假设，证明了我们在这些假设下的分析的健全性，并表明我们的主要示例满足了这些假设。我们还表明，通过使用分析中的信息，我们的改进梯度估计器满足了重要的可不同性要求，因此，在轻度的规律性条件下，平均计算正确的估计值，即，它返回无偏见的估计值。我们在Pyro语言中使用代表性概率程序进行的实验表明，我们的静态分析能够准确地识别这些程序的平滑部分，并使我们改进的路径梯度估计器利用这些程序中的所有高性能机会。

本文继续进行研究旨在研究逻辑程序与一阶理论之间的关系。我们将程序完成的定义扩展到具有输入和输出的程序的定义，以ASP接地器Gringo的输入语言的子集，研究稳定模型与在此背景下完成之间的关系，并使用两种软件工具（使用两个软件工具）来描述初步实验国歌和吸血鬼，以验证输入和输出的程序的正确性。定理的证明是基于将本文研究的程序语义与稳定模型的一阶公式模型相关联的引理。在TPLP中接受的考虑。

Neural-symbolic computing aims at integrating robust neural learning and sound symbolic reasoning into a single framework, so as to leverage the complementary strengths of both of these, seemingly unrelated (maybe even contradictory) AI paradigms. The central challenge in neural-symbolic computing is to unify the formulation of neural learning and symbolic reasoning into a single framework with common semantics, that is, to seek a joint representation between a neural model and a logical theory that can support the basic grounding learned by the neural model and also stick to the semantics of the logical theory. In this paper, we propose differentiable fuzzy $\mathcal{ALC}$ (DF-$\mathcal{ALC}$) for this role, as a neural-symbolic representation language with the desired semantics. DF-$\mathcal{ALC}$ unifies the description logic $\mathcal{ALC}$ and neural models for symbol grounding; in particular, it infuses an $\mathcal{ALC}$ knowledge base into neural models through differentiable concept and role embeddings. We define a hierarchical loss to the constraint that the grounding learned by neural models must be semantically consistent with $\mathcal{ALC}$ knowledge bases. And we find that capturing the semantics in grounding solely by maximizing satisfiability cannot revise grounding rationally. We further define a rule-based loss for DF adapting to symbol grounding problems. The experiment results show that DF-$\mathcal{ALC}$ with rule-based loss can improve the performance of image object detectors in an unsupervised learning way, even in low-resource situations.

复杂的推理问题是使用逻辑规则最清楚，很容易指定的，但是需要具有汇总的递归规则，例如计数和总和用于实际应用。不幸的是，此类规则的含义是一个重大挑战，导致许多不同的语义分歧。本文介绍了与汇总的递归规则的统一语义，扩展了统一的基础语义和约束语义，以否定为递归规则。关键思想是支持对不同语义基础的不同假设的简单表达，并正交使用其简单的含义来解释聚合操作。我们介绍了语义的形式定义，证明了语义的重要特性，并与先前的语义相比。特别是，我们提出了对聚集的有效推断，该推论为我们从文献中研究的所有示例提供了精确的答案。我们还将语义应用于各种挑战的示例，并表明我们的语义很简单，并且在所有情况下都与所需的结果相匹配。最后，我们描述了最具挑战性的示例实验，当他们可以计算正确的答案时，表现出与知名系统相比出现的出色性能。