TY - JOUR A1 - Gebser, Martin A1 - Schaub, Torsten A1 - Tompits, Hans A1 - Woltran, Stefan T1 - Alternative characterizations for program equivalence under aswer-set semantics : a preliminary report Y1 - 2007 ER - TY - THES A1 - Konczak, Kathrin T1 - Preferences in answer set programming T1 - Präferenzen in der Antwortmengenprogrammierung N2 - Answer Set Programming (ASP) emerged in the late 1990s as a new logic programming paradigm, having its roots in nonmonotonic reasoning, deductive databases, and logic programming with negation as failure. The basic idea of ASP is to represent a computational problem as a logic program whose answer sets correspond to solutions, and then to use an answer set solver for finding answer sets of the program. ASP is particularly suited for solving NP-complete search problems. Among these, we find applications to product configuration, diagnosis, and graph-theoretical problems, e.g. finding Hamiltonian cycles. On different lines of ASP research, many extensions of the basic formalism have been proposed. The most intensively studied one is the modelling of preferences in ASP. They constitute a natural and effective way of selecting preferred solutions among a plethora of solutions for a problem. For example, preferences have been successfully used for timetabling, auctioning, and product configuration. In this thesis, we concentrate on preferences within answer set programming. Among several formalisms and semantics for preference handling in ASP, we concentrate on ordered logic programs with the underlying D-, W-, and B-semantics. In this setting, preferences are defined among rules of a logic program. They select preferred answer sets among (standard) answer sets of the underlying logic program. Up to now, those preferred answer sets have been computed either via a compilation method or by meta-interpretation. Hence, the question comes up, whether and how preferences can be integrated into an existing ASP solver. To solve this question, we develop an operational graph-based framework for the computation of answer sets of logic programs. Then, we integrate preferences into this operational approach. We empirically observe that our integrative approach performs in most cases better than the compilation method or meta-interpretation. Another research issue in ASP are optimization methods that remove redundancies, as also found in database query optimizers. For these purposes, the rather recently suggested notion of strong equivalence for ASP can be used. If a program is strongly equivalent to a subprogram of itself, then one can always use the subprogram instead of the original program, a technique which serves as an effective optimization method. Up to now, strong equivalence has not been considered for logic programs with preferences. In this thesis, we tackle this issue and generalize the notion of strong equivalence to ordered logic programs. We give necessary and sufficient conditions for the strong equivalence of two ordered logic programs. Furthermore, we provide program transformations for ordered logic programs and show in how far preferences can be simplified. Finally, we present two new applications for preferences within answer set programming. First, we define new procedures for group decision making, which we apply to the problem of scheduling a group meeting. As a second new application, we reconstruct a linguistic problem appearing in German dialects within ASP. Regarding linguistic studies, there is an ongoing debate about how unique the rule systems of language are in human cognition. The reconstruction of grammatical regularities with tools from computer science has consequences for this debate: if grammars can be modelled this way, then they share core properties with other non-linguistic rule systems. N2 - Die Antwortmengenprogrammierung entwickelte sich in den späten 90er Jahren als neues Paradigma der logischen Programmierung und ist in den Gebieten des nicht-monotonen Schließens und der deduktiven Datenbanken verwurzelt. Dabei wird eine Problemstellung als logisches Programm repräsentiert, dessen Lösungen, die so genannten Antwortmengen, genau den Lösungen des ursprünglichen Problems entsprechen. Die Antwortmengenprogrammierung bildet ein geeignetes Fundament zur Repräsentation und zum Lösen von Entscheidungs- und Suchproblemen in der Komplexitätsklasse NP. Anwendungen finden wir unter anderem in der Produktkonfiguration, Diagnose und bei graphen-theoretischen Problemen, z.B. der Suche nach Hamiltonschen Kreisen. In den letzten Jahren wurden viele Erweiterungen der Antwortmengenprogrammierung betrachtet. Die am meisten untersuchte Erweiterung ist die Modellierung von Präferenzen. Diese bilden eine natürliche und effektive Möglichkeit, unter einer Vielzahl von Lösungen eines Problems bevorzugte Lösungen zu selektieren. Präferenzen finden beispielsweise in der Stundenplanung, bei Auktionen und bei Produktkonfigurationen ihre Anwendung. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Modellierung, Implementierung und Anwendung von Präferenzen in der Antwortmengenprogrammierung. Da es verschiedene Ansätze gibt, um Präferenzen darzustellen, konzentrieren wir uns auf geordnete logische Programme, wobei Präferenzen als partielle Ordnung der Regeln eines logischen Programms ausgedrückt werden. Dabei betrachten wir drei verschiedene Semantiken zur Interpretation dieser Präferenzen. Im Vorfeld wurden für diese Semantiken die bevorzugten Antwortmengen durch einen Compiler oder durch Meta-Interpretation berechnet. Da Präferenzen Lösungen selektieren, stellt sich die Frage, ob es möglich ist, diese direkt in den Berechnungsprozeß von präferenzierten Antwortmengen zu integrieren, so dass die bevorzugten Antwortmengen ohne Zwischenschritte berechnet werden können. Dazu entwickeln wir zuerst ein auf Graphen basierendes Gerüst zur Berechnung von Antwortmengen. Anschließend werden wir darin Präferenzen integrieren, so dass bevorzugte Antwortmengen ohne Compiler oder Meta-Interpretation berechnet werden. Es stellt sich heraus, dass die integrative Methode auf den meisten betrachteten Problemklassen wesentlich leistungsfähiger ist als der Compiler oder Meta-Interpretation. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Frage, inwieweit sich geordnete logische Programme vereinfachen lassen. Dazu steht die Methodik der strengen Äquivalenz von logischen Programmen zur Verfügung. Wenn ein logisches Programm streng äquivalent zu einem seiner Teilprogramme ist, so kann man dieses durch das entsprechende Teilprogramm ersetzen, ohne dass sich die zugrunde liegende Semantik ändert. Bisher wurden strenge Äquivalenzen nicht für logische Programme mit Präferenzen untersucht. In dieser Arbeit definieren wir erstmalig strenge Äquivalenzen für geordnete logische Programme. Wir geben notwendige und hinreichende Bedingungen für die strenge Äquivalenz zweier geordneter logischer Programme an. Des Weiteren werden wir auch die Frage beantworten, inwieweit geordnete logische Programme und deren Präferenzstrukturen vereinfacht werden können. Abschließend präsentieren wir zwei neue Anwendungsbereiche von Präferenzen in der Antwortmengenprogrammierung. Zuerst definieren wir neue Prozeduren zur Entscheidungsfindung innerhalb von Gruppenprozessen. Diese integrieren wir anschließend in das Problem der Planung eines Treffens für eine Gruppe. Als zweite neue Anwendung rekonstruieren wir mit Hilfe der Antwortmengenprogrammierung eine linguistische Problemstellung, die in deutschen Dialekten auftritt. Momentan wird im Bereich der Linguistik darüber diskutiert, ob Regelsysteme von (menschlichen) Sprachen einzigartig sind oder nicht. Die Rekonstruktion von grammatikalischen Regularitäten mit Werkzeugen aus der Informatik erlaubt die Unterstützung der These, dass linguistische Regelsysteme Gemeinsamkeiten zu anderen nicht-linguistischen Regelsystemen besitzen. KW - Präferenzen KW - Antwortmengenprogrammierung KW - logische Programmierung KW - Künstliche Intelligenz KW - preferences KW - priorities KW - answer set programming KW - logic programming KW - artificial intelligence Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-12058 ER - TY - JOUR A1 - Gebser, Martin A1 - Obermeier, Philipp A1 - Schaub, Torsten A1 - Ratsch-Heitmann, Michel A1 - Runge, Mario T1 - Routing driverless transport vehicles in car assembly with answer set programming JF - Theory and practice of logic programming N2 - Automated storage and retrieval systems are principal components of modern production and warehouse facilities. In particular, automated guided vehicles nowadays substitute human-operated pallet trucks in transporting production materials between storage locations and assembly stations. While low-level control systems take care of navigating such driverless vehicles along programmed routes and avoid collisions even under unforeseen circumstances, in the common case of multiple vehicles sharing the same operation area, the problem remains how to set up routes such that a collection of transport tasks is accomplished most effectively. We address this prevalent problem in the context of car assembly at Mercedes-Benz Ludwigsfelde GmbH, a large-scale producer of commercial vehicles, where routes for automated guided vehicles used in the production process have traditionally been hand-coded by human engineers. Such adhoc methods may suffice as long as a running production process remains in place, while any change in the factory layout or production targets necessitates tedious manual reconfiguration, not to mention the missing portability between different production plants. Unlike this, we propose a declarative approach based on Answer Set Programming to optimize the routes taken by automated guided vehicles for accomplishing transport tasks. The advantages include a transparent and executable problem formalization, provable optimality of routes relative to objective criteria, as well as elaboration tolerance towards particular factory layouts and production targets. Moreover, we demonstrate that our approach is efficient enough to deal with the transport tasks evolving in realistic production processes at the car factory of Mercedes-Benz Ludwigsfelde GmbH. KW - automated guided vehicle routing KW - car assembly operations KW - answer set programming Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1017/S1471068418000182 SN - 1471-0684 SN - 1475-3081 VL - 18 IS - 3-4 SP - 520 EP - 534 PB - Cambridge Univ. Press CY - New York ER - TY - JOUR A1 - Lindauer, Marius A1 - Hoos, Holger A1 - Leyton-Brown, Kevin A1 - Schaub, Torsten T1 - Automatic construction of parallel portfolios via algorithm configuration JF - Artificial intelligence N2 - Since 2004, increases in computational power described by Moore's law have substantially been realized in the form of additional cores rather than through faster clock speeds. To make effective use of modern hardware when solving hard computational problems, it is therefore necessary to employ parallel solution strategies. In this work, we demonstrate how effective parallel solvers for propositional satisfiability (SAT), one of the most widely studied NP-complete problems, can be produced automatically from any existing sequential, highly parametric SAT solver. Our Automatic Construction of Parallel Portfolios (ACPP) approach uses an automatic algorithm configuration procedure to identify a set of configurations that perform well when executed in parallel. Applied to two prominent SAT solvers, Lingeling and clasp, our ACPP procedure identified 8-core solvers that significantly outperformed their sequential counterparts on a diverse set of instances from the application and hard combinatorial category of the 2012 SAT Challenge. We further extended our ACPP approach to produce parallel portfolio solvers consisting of several different solvers by combining their configuration spaces. Applied to the component solvers of the 2012 SAT Challenge gold medal winning SAT Solver pfolioUZK, our ACPP procedures produced a significantly better-performing parallel SAT solver. KW - Algorithm configuration KW - Parallel SAT solving KW - Algorithm portfolios KW - Programming by optimization KW - Automated parallelization Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1016/j.artint.2016.05.004 SN - 0004-3702 SN - 1872-7921 VL - 244 SP - 272 EP - 290 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Gebser, Martin A1 - Kaminski, Roland A1 - Kaufmann, Benjamin A1 - Lühne, Patrick A1 - Obermeier, Philipp A1 - Ostrowski, Max A1 - Romero Davila, Javier A1 - Schaub, Torsten A1 - Schellhorn, Sebastian A1 - Wanko, Philipp T1 - The Potsdam Answer Set Solving Collection 5.0 JF - Künstliche Intelligenz N2 - The Potsdam answer set solving collection, or Potassco for short, bundles various tools implementing and/or applying answer set programming. The article at hand succeeds an earlier description of the Potassco project published in Gebser et al. (AI Commun 24(2):107-124, 2011). Hence, we concentrate in what follows on the major features of the most recent, fifth generation of the ASP system clingo and highlight some recent resulting application systems. Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0528-x SN - 0933-1875 SN - 1610-1987 VL - 32 IS - 2-3 SP - 181 EP - 182 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Gebser, Martin A1 - Kaufmann, Benjamin A1 - Schaub, Torsten T1 - Conflict-driven answer set solving: From theory to practice JF - Artificial intelligence N2 - We introduce an approach to computing answer sets of logic programs, based on concepts successfully applied in Satisfiability (SAT) checking. The idea is to view inferences in Answer Set Programming (ASP) as unit propagation on nogoods. This provides us with a uniform constraint-based framework capturing diverse inferences encountered in ASP solving. Moreover, our approach allows us to apply advanced solving techniques from the area of SAT. As a result, we present the first full-fledged algorithmic framework for native conflict-driven ASP solving. Our approach is implemented in the ASP solver clasp that has demonstrated its competitiveness and versatility by winning first places at various solver contests. KW - Answer set programming KW - Logic programming KW - Nonmonotonic reasoning Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.1016/j.artint.2012.04.001 SN - 0004-3702 VL - 187 IS - 8 SP - 52 EP - 89 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Besnard, Philippe A1 - Schaub, Torsten A1 - Tompits, Hans A1 - Woltran, Stefan T1 - Paraconsistent reasoning via quantified boolean formulas Y1 - 2002 SN - 3-540-44190-5 ER - TY - JOUR A1 - Gebser, Martin A1 - Kaufmann, Benjamin A1 - Neumann, André A1 - Schaub, Torsten T1 - Clasp : a conflict-driven answer set solver Y1 - 2007 SN - 978-3-540- 72199-4 ER - TY - JOUR A1 - Brain, Martin A1 - Faber, Wolfgang A1 - Maratea, Marco A1 - Polleres, Axel A1 - Schaub, Torsten A1 - Schindlauer, Roman T1 - What should an ASP solver output? : a multiple position paper Y1 - 2007 ER - TY - JOUR A1 - Thielscher, Michael A1 - Schaub, Torsten T1 - Default reasoning by deductive planning Y1 - 1995 ER - TY - JOUR A1 - Banbara, Mutsunori A1 - Soh, Takehide A1 - Tamura, Naoyuki A1 - Inoue, Katsumi A1 - Schaub, Torsten T1 - Answer set programming as a modeling language for course timetabling JF - Theory and practice of logic programming N2 - The course timetabling problem can be generally defined as the task of assigning a number of lectures to a limited set of timeslots and rooms, subject to a given set of hard and soft constraints. The modeling language for course timetabling is required to be expressive enough to specify a wide variety of soft constraints and objective functions. Furthermore, the resulting encoding is required to be extensible for capturing new constraints and for switching them between hard and soft, and to be flexible enough to deal with different formulations. In this paper, we propose to make effective use of ASP as a modeling language for course timetabling. We show that our ASP-based approach can naturally satisfy the above requirements, through an ASP encoding of the curriculum-based course timetabling problem proposed in the third track of the second international timetabling competition (ITC-2007). Our encoding is compact and human-readable, since each constraint is individually expressed by either one or two rules. Each hard constraint is expressed by using integrity constraints and aggregates of ASP. Each soft constraint S is expressed by rules in which the head is the form of penalty (S, V, C), and a violation V and its penalty cost C are detected and calculated respectively in the body. We carried out experiments on four different benchmark sets with five different formulations. We succeeded either in improving the bounds or producing the same bounds for many combinations of problem instances and formulations, compared with the previous best known bounds. KW - answer set programming KW - educational timetabling KW - course timetabling Y1 - 2013 U6 - https://doi.org/10.1017/S1471068413000495 SN - 1471-0684 VL - 13 IS - 2 SP - 783 EP - 798 PB - Cambridge Univ. Press CY - New York ER - TY - JOUR A1 - Gebser, Martin A1 - Sabuncu, Orkunt A1 - Schaub, Torsten T1 - An incremental answer set programming based system for finite model computation JF - AI communications : AICOM ; the European journal on artificial intelligence N2 - We address the problem of Finite Model Computation (FMC) of first-order theories and show that FMC can efficiently and transparently be solved by taking advantage of a recent extension of Answer Set Programming (ASP), called incremental Answer Set Programming (iASP). The idea is to use the incremental parameter in iASP programs to account for the domain size of a model. The FMC problem is then successively addressed for increasing domain sizes until an answer set, representing a finite model of the original first-order theory, is found. We implemented a system based on the iASP solver iClingo and demonstrate its competitiveness by showing that it slightly outperforms the winner of the FNT division of CADE's 2009 Automated Theorem Proving (ATP) competition on the respective benchmark collection. KW - Incremental answer set programming KW - finite model computation Y1 - 2011 U6 - https://doi.org/10.3233/AIC-2011-0496 SN - 0921-7126 VL - 24 IS - 2 SP - 195 EP - 212 PB - IOS Press CY - Amsterdam ER - TY - GEN A1 - Lifschitz, Vladimir A1 - Schaub, Torsten A1 - Woltran, Stefan T1 - Interview with Vladimir Lifschitz T2 - Künstliche Intelligenz N2 - This interview with Vladimir Lifschitz was conducted by Torsten Schaub at the University of Texas at Austin in August 2017. The question set was compiled by Torsten Schaub and Stefan Woltran. Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1007/s13218-018-0552-x SN - 0933-1875 SN - 1610-1987 VL - 32 IS - 2-3 SP - 213 EP - 218 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Delgrande, James Patrick A1 - Schaub, Torsten A1 - Tompits, Hans T1 - A Preference-Based Framework for Updating logic Programs : preliminary reports Y1 - 2006 UR - http://www.easychair.org/FLoC-06/PREFS-preproceedings.pdf ER - TY - JOUR A1 - Linke, Thomas A1 - Schaub, Torsten T1 - An approach to query-answering in Reiter's default logic and the underlying existence of extensions problem. Y1 - 1998 SN - 3-540-65141-1 ER - TY - THES A1 - Hecher, Markus T1 - Advanced tools and methods for treewidth-based problem solving N2 - In the last decades, there was a notable progress in solving the well-known Boolean satisfiability (Sat) problem, which can be witnessed by powerful Sat solvers. One of the reasons why these solvers are so fast are structural properties of instances that are utilized by the solver’s interna. This thesis deals with the well-studied structural property treewidth, which measures the closeness of an instance to being a tree. In fact, there are many problems parameterized by treewidth that are solvable in polynomial time in the instance size when parameterized by treewidth. In this work, we study advanced treewidth-based methods and tools for problems in knowledge representation and reasoning (KR). Thereby, we provide means to establish precise runtime results (upper bounds) for canonical problems relevant to KR. Then, we present a new type of problem reduction, which we call decomposition-guided (DG) that allows us to precisely monitor the treewidth when reducing from one problem to another problem. This new reduction type will be the basis for a long-open lower bound result for quantified Boolean formulas and allows us to design a new methodology for establishing runtime lower bounds for problems parameterized by treewidth. Finally, despite these lower bounds, we provide an efficient implementation of algorithms that adhere to treewidth. Our approach finds suitable abstractions of instances, which are subsequently refined in a recursive fashion, and it uses Sat solvers for solving subproblems. It turns out that our resulting solver is quite competitive for two canonical counting problems related to Sat. N2 - In den letzten Jahrzehnten konnte ein beachtlicher Fortschritt im Bereich der Aussagenlogik verzeichnet werden. Dieser äußerte sich dadurch, dass für das wichtigste Problem in diesem Bereich, genannt „Sat“, welches sich mit der Fragestellung befasst, ob eine gegebene aussagenlogische Formel erfüllbar ist oder nicht, überwältigend schnelle Computerprogramme („Solver“) entwickelt werden konnten. Interessanterweise liefern diese Solver eine beeindruckende Leistung, weil sie oft selbst Probleminstanzen mit mehreren Millionen von Variablen spielend leicht lösen können. Auf der anderen Seite jedoch glaubt man in der Wissenschaft weitgehend an die Exponentialzeithypothese (ETH), welche besagt, dass man im schlimmsten Fall für das Lösen einer Instanz in diesem Bereich exponentielle Laufzeit in der Anzahl der Variablen benötigt. Dieser vermeintliche Widerspruch ist noch immer nicht vollständig geklärt, denn wahrscheinlich gibt es viele ineinandergreifende Gründe für die Schnelligkeit aktueller Sat Solver. Einer dieser Gründe befasst sich weitgehend mit strukturellen Eigenschaften von Probleminstanzen, die wohl indirekt und intern von diesen Solvern ausgenützt werden. Diese Dissertation beschäftigt sich mit solchen strukturellen Eigenschaften, nämlich mit der sogenannten Baumweite. Die Baumweite ist sehr gut erforscht und versucht zu messen, wie groß der Abstand von Probleminstanzen zu Bäumen ist (Baumnähe). Allerdings ist dieser Parameter sehr generisch und bei Weitem nicht auf Problemstellungen der Aussagenlogik beschränkt. Tatsächlich gibt es viele weitere Probleme, die parametrisiert mit Baumweite in polynomieller Zeit gelöst werden können. Interessanterweise gibt es auch viele Probleme in der Wissensrepräsentation (KR), von denen man davon ausgeht, dass sie härter sind als das Problem Sat, die bei beschränkter Baumweite in polynomieller Zeit gelöst werden können. Ein prominentes Beispiel solcher Probleme ist das Problem QSat, welches sich für die Gültigkeit einer gegebenen quantifizierten, aussagenlogischen Formel (QBF), das sind aussagenlogische Formeln, wo gewisse Variablen existenziell bzw. universell quantifiziert werden können, befasst. Bemerkenswerterweise wird allerdings auch im Zusammenhang mit Baumweite, ähnlich zu Methoden der klassischen Komplexitätstheorie, die tatsächliche Komplexität (Härte) solcher Problemen quantifiziert, wo man die exakte Laufzeitabhängigkeit beim Problemlösen in der Baumweite (Stufe der Exponentialität) beschreibt. Diese Arbeit befasst sich mit fortgeschrittenen, Baumweite-basierenden Methoden und Werkzeugen für Probleme der Wissensrepräsentation und künstlichen Intelligenz (AI). Dabei präsentieren wir Methoden, um präzise Laufzeitresultate (obere Schranken) für prominente Fragmente der Antwortmengenprogrammierung (ASP), welche ein kanonisches Paradigma zum Lösen von Problemen der Wissensrepräsentation darstellt, zu erhalten. Unsere Resultate basieren auf dem Konzept der dynamischen Programmierung, die angeleitet durch eine sogenannte Baumzerlegung und ähnlich dem Prinzip „Teile-und-herrsche“ funktioniert. Solch eine Baumzerlegung ist eine konkrete, strukturelle Zerlegung einer Probleminstanz, die sich stark an der Baumweite orientiert. Des Weiteren präsentieren wir einen neuen Typ von Problemreduktion, den wir als „decomposition-guided (DG)“, also „zerlegungsangeleitet“, bezeichnen. Dieser Reduktionstyp erlaubt es, Baumweiteerhöhungen und -verringerungen während einer Problemreduktion von einem bestimmten Problem zu einem anderen Problem präzise zu untersuchen und zu kontrollieren. Zusätzlich ist dieser neue Reduktionstyp die Basis, um ein lange offen gebliebenes Resultat betreffend quantifizierter, aussagenlogischer Formeln zu zeigen. Tatsächlich sind wir damit in der Lage, präzise untere Schranken, unter der Annahme der Exponentialzeithypothese, für das Problem QSat bei beschränkter Baumweite zu zeigen. Genauer gesagt können wir mit diesem Konzept der DG Reduktionen zeigen, dass das Problem QSat, beschränkt auf Quantifizierungsrang ` und parametrisiert mit Baumweite k, im Allgemeinen nicht besser als in einer Laufzeit, die `-fach exponentiell in der Baumweite und polynomiell in der Instanzgröße ist1, lösen. Dieses Resultat hebt auf nicht-inkrementelle Weise ein bekanntes Ergebnis für Quantifizierungsrang 2 auf beliebige Quantifizierungsränge, allerdings impliziert es auch sehr viele weitere Konsequenzen. Das Resultat über die untere Schranke des Problems QSat erlaubt es, eine neue Methodologie zum Zeigen unterer Schranken einer Vielzahl von Problemen der Wissensrepräsentation und künstlichen Intelligenz, zu etablieren. In weiterer Konsequenz können wir damit auch zeigen, dass die oberen Schranken sowie die DG Reduktionen dieser Arbeit unter der Hypothese ETH „eng“ sind, d.h., sie können wahrscheinlich nicht mehr signifikant verbessert werden. Die Ergebnisse betreffend der unteren Schranken für QSat und die dazugehörige Methodologie konstituieren in gewisser Weise eine Hierarchie von über Baumweite parametrisierte Laufzeitklassen. Diese Laufzeitklassen können verwendet werden, um die Härte von Problemen für das Ausnützen von Baumweite zu quantifizieren und diese entsprechend ihrer Laufzeitabhängigkeit bezüglich Baumweite zu kategorisieren. Schlussendlich und trotz der genannten Resultate betreffend unterer Schranken sind wir im Stande, eine effiziente Implementierung von Algorithmen basierend auf dynamischer Programmierung, die entlang einer Baumzerlegung angeleitet wird, zur Verfügung zu stellen. Dabei funktioniert unser Ansatz dahingehend, indem er probiert, passende Abstraktionen von Instanzen zu finden, die dann im Endeffekt sukzessive und auf rekursive Art und Weise verfeinert und verbessert werden. Inspiriert durch die enorme Effizienz und Effektivität der Sat Solver, ist unsere Implementierung ein hybrider Ansatz, weil sie den starken Gebrauch von Sat Solvern zum Lösen diverser Subprobleme, die während der dynamischen Programmierung auftreten, pflegt. Dabei stellt sich heraus, dass der resultierende Solver unserer Implementierung im Bezug auf Effizienz beim Lösen von zwei kanonischen, Sat-verwandten Zählproblemen mit bestehenden Solvern locker mithalten kann. Tatsächlich sind wir im Stande, Instanzen, wo die oberen Schranken von Baumweite 260 übersteigen, zu lösen. Diese überraschende Beobachtung zeigt daher, dass Baumweite ein wichtiger Parameter sein könnte, der wohl in modernen Designs von Solvern berücksichtigt werden sollte. KW - Treewidth KW - Dynamic Programming KW - Knowledge Representation and Reasoning KW - Artificial Intelligence KW - Computational Complexity KW - Parameterized Complexity KW - Answer Set Programming KW - Exponential Time Hypothesis KW - Lower Bounds KW - Algorithms KW - Algorithmen KW - Antwortmengenprogrammierung KW - Künstliche Intelligenz KW - Komplexitätstheorie KW - Dynamische Programmierung KW - Exponentialzeit Hypothese KW - Wissensrepräsentation und Schlussfolgerung KW - Untere Schranken KW - Parametrisierte Komplexität KW - Baumweite Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-512519 ER - TY - JOUR A1 - Frioux, Clémence A1 - Schaub, Torsten A1 - Schellhorn, Sebastian A1 - Siegel, Anne A1 - Wanko, Philipp T1 - Hybrid metabolic network completion JF - Theory and practice of logic programming N2 - Metabolic networks play a crucial role in biology since they capture all chemical reactions in an organism. While there are networks of high quality for many model organisms, networks for less studied organisms are often of poor quality and suffer from incompleteness. To this end, we introduced in previous work an answer set programming (ASP)-based approach to metabolic network completion. Although this qualitative approach allows for restoring moderately degraded networks, it fails to restore highly degraded ones. This is because it ignores quantitative constraints capturing reaction rates. To address this problem, we propose a hybrid approach to metabolic network completion that integrates our qualitative ASP approach with quantitative means for capturing reaction rates. We begin by formally reconciling existing stoichiometric and topological approaches to network completion in a unified formalism. With it, we develop a hybrid ASP encoding and rely upon the theory reasoning capacities of the ASP system dingo for solving the resulting logic program with linear constraints over reals. We empirically evaluate our approach by means of the metabolic network of Escherichia coli. Our analysis shows that our novel approach yields greatly superior results than obtainable from purely qualitative or quantitative approaches. KW - answer set programming KW - metabolic network KW - gap-filling KW - linear programming KW - hybrid solving KW - bioinformatics Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1017/S1471068418000455 SN - 1471-0684 SN - 1475-3081 VL - 19 IS - 1 SP - 83 EP - 108 PB - Cambridge University Press CY - New York ER - TY - GEN A1 - Cabalar, Pedro A1 - Fandiño, Jorge A1 - Schaub, Torsten A1 - Schellhorn, Sebastian T1 - Lower Bound Founded Logic of Here-and-There T2 - Logics in Artificial Intelligence N2 - A distinguishing feature of Answer Set Programming is that all atoms belonging to a stable model must be founded. That is, an atom must not only be true but provably true. This can be made precise by means of the constructive logic of Here-and-There, whose equilibrium models correspond to stable models. One way of looking at foundedness is to regard Boolean truth values as ordered by letting true be greater than false. Then, each Boolean variable takes the smallest truth value that can be proven for it. This idea was generalized by Aziz to ordered domains and applied to constraint satisfaction problems. As before, the idea is that a, say integer, variable gets only assigned to the smallest integer that can be justified. In this paper, we present a logical reconstruction of Aziz’ idea in the setting of the logic of Here-and-There. More precisely, we start by defining the logic of Here-and-There with lower bound founded variables along with its equilibrium models and elaborate upon its formal properties. Finally, we compare our approach with related ones and sketch future work. Y1 - 2019 SN - 978-3-030-19570-0 SN - 978-3-030-19569-4 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-19570-0_34 SN - 0302-9743 SN - 1611-3349 VL - 11468 SP - 509 EP - 525 PB - Springer CY - Cham ER -