Семантичної Мережі.
Семантична мережа - структура для представлення знань у вигляді вузлів, сполучених дугами. Найперші семантичні мережі були розроблені в якості мови-посередника для систем машинного перекладу, а багато сучасних версії до цих пір подібні за своїми характеристиками з природною мовою. Однак останні версії семантичних мереж стали більш потужними і гнучкими і складають конкуренцію фреймових системам, логічного програмування й інших мов подання.
Починаючи з кінця 50-х років було створено та застосовано на практиці десятки варіантів семантичних мереж. Незважаючи на те, що термінологія і їх структура розрізняються, існують подібності, притаманні практично всім семантичним мережам:
1. вузли семантичних мереж являють собою концепти предметів, подій, станів;
2. різні вузли одного концепту відносяться до різних значень, якщо вони не помічене, що вони належать до одного концепту;
3. дуги семантичних мереж створюють відносини між вузлами-концептами (позначки над дугами вказують на тип відношення);
4. деякі відносини між концептами являють собою лінгвістичні відмінки, такі як агент, об'єкт, реципієнт та інструмент (інші означають тимчасові, просторові, логічні відносини і відносини між окремими пропозиціями;
5. концепти організовані по рівнях відповідно до ступеня узагальненості так як, наприклад, сутність, жива істота, тварина, м'ясоїдна,;
Однак існують і відмінності: поняття значення з точки зору філософії; підходи щодо подання кванторів спільності та існування і логічних операторів; способи маніпулювання мережами і правила виводу, термінологія. Все це варіюється від автора до автора. Попри деякі відмінності, мережі зручні для читання й обробки комп'ютером, а також досить потужні, щоб представити семантику природної мови.
ІСТОРИЧНА ДОВІДКА.
Фреге представив логічні формули у вигляді дерев, які однак мало нагадують сучасні семантичні мережі. Ще одним піонером став Чарльз Сандерз Прис, який використовував графічні записи в органічної хімії.
Він сформулював правила висновки з використанням екзистенційних графів.
У психології Зельц використовував графи для представлення спадковості деяких характеристик в ієрархії концептів. Наукові дослідження Зельци мали величезний вплив на вивчення тактики в шахах, який у свою чергу вплинув на таких теоретиків, як Саймон і Ньюелл.
Що стосується лінгвістики, то першим вченим, що займається розробкою графічних описів, став Теньєр. Він використав графічну запис для своєї граматики залежностей. Теньєр зробив величезний вплив на розвиток лінгвістики в Європі.
Вперше семантичні мережі були використані в системах машинного перекладу в кінці 50-х - початку 60-х років. Перша така система, яку створила Мастерман, включала в себе 100 примітивних концептів таких, як, наприклад, НАРОД, РЕЧІ, РОБИТИ, БУТИ. За допомогою цих концептів вона описала словник обсягом 15000 одиниць, в якому також був механізм переносу характеристик з гіпертіпа на підтип. Деякі системи машинного перекладу базувалися на кореляційних мережах Цеккато, які представляли собою набір 56 різних відносин, деякі з яких - відмінкові відносини, відносини підтипу, члена, частини і цілого. Він використовував мережі, що складаються з концептів та відносин для керівництва діями парсера та дозволи неоднозначностей.
У системах штучного інтелекту семантичні мережі використовуються для відповіді на різні питання, вивчення процесів навчання, запам'ятовування і міркувань. Наприкінці 70-х мережі отримали широке розповсюдження. У 80-х роках кордону між мережами, фреймових структурами та лінійними формами запису поступово стиралися. Виразна сила більше не є вирішальним аргументом на користь вибору мереж або лінійних форм запису, оскільки ідеї записані за допомогою однієї форми запису можуть бути легко переведені в іншу. І навпаки, особливо важливе значення одержали другорядні чинники, як чіткість, ефективність, неіскусственность і теоретична елегантність, також враховуються легкість введення в комп'ютер, редагування та друк.
Реляційна Граф.
Найпростіші мережі, які використовуються в системах штучного інтелекту, - реляційні графи. Вони складаються з вузлів, сполучених дугами. Кожен вузол представляє собою поняття, а кожна дуга - відносини між різними поняттями. На малюнку 1 представлено пропозицію "Собака жадібно гризе кістку". Чотири прямокутника представляють поняття собаки, процесу гложенія, кістки і такої характеристики, як жадібність. Написи над дугами означають, що собака є агентів гложенія, кістка є об'єктом гложенія, а жадібність - це манера гложенія.
Термінологія, що використовується в цій області різна. Щоб домогтися деякої однорідності, вузли, з'єднані дугами, прийнято називати графами, а структуру, де є ціле гніздо з вузлів або де існують відносини різного порядку між графами, називається мережею. Крім термінології, що використовується для пояснення, також різняться способи зображення. Деякі використовують гуртки замість прямокутників; деякі пишуть типи відносин прямо над дугами, не укладаючи їх в овали; деякі використовують абревіатури, наприклад Про або А для позначення агента або об'єкта; деякі використовують різні типи стрілок. На малюнку 2 зображено граф концептуальних залежностей Шенка. означає агента. INGEST (поглинати) - один з примітивів Шенка: Є - поглинає твердий об'єкт; ПИТИ - поглинає рідкий об'єкт; ДИХАТИ - поглинає газоподібний об'єкт. Додаткова скла зліва показує, що кістка перехід з невказаним місця до собаки.
Оскільки досить складно ввести в комп'ютер деякі діаграми і при цьому вони займають багато місця при друку, багато вчених записують свої графи в більш компактному варіанті. Наприклад, те ж речення Сова запропонував записати в лінійному вигляді з використанням деяких елементів з малюнка 1:
[Є] --
(AGNT) -> [СОБАКА]
(OBJ) -> [КОСТЬ]
(MANR) -> [ЖАДНОСТЬ]
У цьому варіанті запису квадратні дужки позначають поняття, а круглі дужки містять в собі назви відносин. Всі лінійні форми запису дуже схожі на фреймових структури.
Графу з ЦЕНТРОМ в дієсловах.
Дієслова з'єднуються з групою іменника з використанням відмінкових відносин. Наприклад, з пропозиції "Mary gave a book to Fred", Mary агент давання, book об'єкт цього процесу, а Fred реципієнт дієслова "давати". Крім відмінкових відносин в реченні в природній мові також є засоби для зв'язку окремих пропозицій. Такі відносини необхідні для наступного:
Спілки. Найпростіший спосіб поєднати пропозиції - це поставити між ними союз. Деякі спілки, як наприклад "і", "або", "якщо" позначають логічний зв'язок; деякі, такі як "після того, як", "коли", "поки", "з тих пір, як" і "тому що ", висловлюють тимчасові відносини та причину.
Дієслова, що вимагають підпорядковане пропозицію. Відмінкові фрейми багатьох дієслів вимагають підлеглого пропозиції, що є зазвичай прямим доповненням. До такого типу належать дієслова "говорити", "вважати", "думати", "знати", "бути переконаним", "загрожувати", "намагатися" та ін
Визначники, що відносяться до цілого пропозиції. Багато прислівники і пропозіціонние фрази відносяться тільки до дієслова, але деякі визначають ціле речення. Такі прислівники, як "звичайно", "ймовірно", у більшості випадків ставляться на початку речення. А наприклад, слово "одного разу" визначає весь розповідь, наступний після нього.
Модальні дієслова і часи. Такі дієслова, як "may", "can", "must", "should", "would" і "could" мають модальне значення і відносяться до всього пропозицією, де вони зустрічаються. Тимчасове відношення може бути виражено як формою минулого часу дієслів, так і обставинами "зараз", "завтра" або "одного разу" та іншими.
Зв'язаний дискурс. Крім відносин, виражених в одній пропозиції, існують також відносини більш високого порядку між окремими пропозиціями оповідання чи будь-якої іншої розповіді. Багато хто з них не виражені експліцитно: тимчасові відносини і проходження аргументів може бути, наприклад, імпліцитно виражено порядком проходження пропозиції один за одним у тексті.
Саме тому, що дієслово відводиться така важлива роль в пропозиції, багато теорія роблять його своїм центральним сполучною ланкою. Цей підхід бере свій початок з Індо-Європейської мовної сім'ї, де модальність і тимчасові відносини виражаються зміною дієслівної форми. Розглянемо наступний приклад: "While a dog was eating a bone, a cat passed by unnoticed". У цій пропозиції повідомлено, що, коли пропозиція "While a dog was eating a bone" було істинним, друге речення "A cat passed unnoticed" також є неправдою. На малюнку 3 зображено граф з центром в дієслові. Союз "while" (WHL) з'єднує вузол PASS-BY з вузлом EAT. На малюнку 3 показано, що собака є агентом непомічання (not noticing).
Графи з центром в дієслові - це реляційні графи, де дієслово вважається центральною ланкою будь-якої пропозиції. Маркери часу і відносини пишуться прямо поруч із концептами, які представляють дієслова. Графи концептуальних залежностей Роджера Шенка також використовують цей підхід.
Незважаючи на те, що графи з центром в дієслові досить гнучкі за своєю структурою, вони мають ряд обмежень. Одне з них полягає в тому, що вони не проводять розмежування між визначниками, які відносяться тільки до дієслова, і визначниками, що відносяться до пропозиції цілком. Розглянемо наступні приклади:
The dog greedily ate the bone.
Greedily, the dog ate the bone.
Ці графи також погано справляються з пропозиціями, що знаходяться всередині інших пропозицій.
При роботі з реляційними графами виникають проблеми з передачею всього різноманіття часових відносин і відносин модальності. Незважаючи на те, що багато вчення використовують ці графи для вирішення складних проблем, вони так до цих пір і не розробили загального методу для їх вирішення. У наведеному вище прикладі позначка PAST повинна відноситься до всього пропозицією, що говорить про те, що собака їсть кістку, а не тільки до дієслова EAT, оскільки очевидно, що кістка пізніше було з'їдено собакою цілком. Також має бути зазначено, що процес проходження кішки і процес не зауваження її собакою відбувалися в один і той же час.
ПРОПОЗІЦІОННИЕ МЕРЕЖІ.
У пропозіціонних мережах вузли представляють цілі пропозиції. Ці вузли є точками дотику для відносин між окремими пропозиціями пов'язаного тексту. З іншого боку вони визначають час і модальність для всього контексту. Представлені нижче приклади ілюструють відносини, для запису яких необхідні пропозіціонние вузли:
Sue thinks that Bob believes that a dog is eating a bone.
If a dog is eating a bone, it is unwise to try to take it away from him.
У першому реченні для дієслів "think" і "believe" ціле пропозиція є доповненням: Боб вважає, що "А dog is eating a bone", те, що думає Сью являє собою більш складне пропозицію-"Bob believes that a dog is eating a bone ". Таке гніздування пропозицій всередині інших пропозицій може повторяться як завгодно велику кількість разів. Щоб зобразити таку пропозицію, необхідно використовувати пропозіціонние вузли, які містять кубляться графи. На малюнку 4 зображено пропозіціонная мережу для цієї пропозиції. Відзначимо, що (EXP) - experiencer, тобто той хто відчуває, з'єднує THINK з Сью, а BELIEVE з Бобом, однак EAT і DOG з'єднані між собою агентивно відношенням (AGNT). Причиною різного типу відносин є той факт, що думати і вважати-це стани, які відчувають людьми, а поїдання-ця дія здійснюється агентом.
У другому прикладі представлені дві пропозиції, які перебувають у відношенні умови. Антецедентом є пропозиція "А dog is eating a bone", а консеквентом пропозицію "It is unwise to try to take it away from him". Інфінітивом "to try" і "to take" вказують на інші, що кубляться пропозиції. На кубляться пропозиції також вказує оборот "it is unwise". Для цієї пропозиції також необхідно вказати відповідність між "it", "him" та "bone" і "dog". Зв'язки відповідності позначені пунктиром. Для формального запису цієї пропозиції також використовуються квантори спільності та існування і деякі елементи логіки.
Всі реляційні графи і графи з центром в дієслові мають багато спільного. Однак серед них існують також і відмінності:
1. Включення контексту або всього лише його умовне позначення з відсиланням на схемі.
2. Суворе гніздування: один і той же концепт може чи не може зустрічатися в двох різних контекстах, жоден з яких не гніздитися в іншому.
3. Вказівка зв'язків відповідності. При перехрещуються контексті, тобто коли вони один і той же концепт зустрічається в двох різних контекстах, ці зв'язки не вказуються.
Однак це всього лише стилістичні розбіжності, які не впливають істотно на логіку побудови.
ІЄРАРХІЯ ТИПІВ.
Ієрархія типів і підтипів є стандартною характеристикою семантичних мереж. Ієрархія може включати суті: ТАКСА
