ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ (SEMANTIC NETWORKS)

ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ (SEMANTIC NETWORKS)

ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ (SEMANTIC NETWORKS) Αντικείμενα (objects) και σχέσεις μεταξύ τους Παράσταση δικτύου (γραφική) Ιεραρχική δομή Έμφαση στην οργάνωση (isa, partof, instanceof, ) Ψυχολογική Αξιοπιστία: Μοντέλα ανθρώπινης μνήμης (QUILLIAN 1996) Κόμβοι: αντικείμενα (concepts) Ακμές: σχέσεις (relations) Πολλές παραλλαγές Παραδείγματα συστημάτων: KL-ONE (Brachman) NETL (Fahlman) Telos (Toronto-Crete)

Υπάρχει ΔΙΑΦΟΡΑ μεταξύ κοινών δικτύων και εννοιολογικών δικτύων C33 C82 C84 Κοινό δίκτυο (ακμές και κόμβοι χωρίς έννοιες) C44 Άνθρωπος είναι Υπάλληλος έχει έχει Όνομα Εννοιολογικό δίκτυο (Οι ετικέτες - labels - σε φυσική γλώσσα δίνουν κάποια έννοια) Ηλικία

Όμως, η σημασιολογία (semantics) είναι μη φορμαλισμένη (informal) ( Κλασσική κριτική των Semantics Nets) ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ-ΕΞΕΛΙΞΗ (α) CONCEPTUAL GRAPHS Γραφική παράσταση εκφράσεων του κατηγορικού λογισμού Κατηγορικός Λογισμός Conceptual Graphs predicate names κόμβος τύπου Α predicate arguments κόμβος τύπου Β σχέση predicate name με predicate argument ακμή μεταξύ κόμβων

CONCEPTUAL GRAPH (ΓΕΝΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ) OBJECT ATTRIBUTE VALUE predicatename Þ concept_1 function_j Þ slot_name value_j Þ slot_value Þ concept_2 Παράδειγμα Ο Κώστας στέλνει ένα βιβλίο στην Μαρία Σε λογική: Send (Κώστας, Μαρία, βιβλίο)

Σε conceptual graph: Kώστας_8 Αποστολή βιβλία_33 Μαρία_3 Παρατηρήσεις: Για να μην ξεχνάμε ότι μιλούμε για σύμβολα στην Λογική, και όχι για τα πραγματικά αντικείμενα, χρησιμοποιούμε Κώστας_8, Μαρία_3 αντί για Κώστας, Μαρία Δηλαδή, αυτά δεν σημαίνουν τίποτα!

Predicates με πολλά arguments είναι δυσκολονόητα, και δύσκολα στην χρήση. Υπάρχει τρόπος μετατροπής κάθε n-ary predicate σε binary predicates: Predicate_name (value_1, value_2,, value_n) Functional _name_j (predicate_name, value_j) π.χ. Στέλνει (Κώστας, Μαρία, βιβλίο) Αποστολέας (Αποστολή_81, Κώστας_8) Παραλήπτης (Αποστολή_81, Μαρία_3) Αντικείμενο(Αποστολή_81, Βιβλίο_33) Στοιχείο (Αποστολή_81, Αποστολές)

Σε Conceptual Graph: Αποστολέας Κώστας_8 Παραλήπτης Μαρία_3 Αποστολή_81 Αντικείμενο Βιβλίο_33 Στοιχείο Αποστολές Τα conceptual graphs παριστούν μία (και μόνο) Λογική έκφραση Για συλλογές εκφράσεων (γνώση) χρειαζόμαστε Semantic Networks

Άλλα παραδείγματα Conceptual Graphs είναι οι κατάλληλες δομές για παράσταση φυσικής γλώσσας Ο Κώστας προσφέρει ένα λουλούδι στη Μαρία Κώστας_1 Υποκείμενο Προσφέρει δέκτης Μαρία_8 αντικείμενο Λουλούδι_3

Ο Κώστας είπε στον Γιάννη ότι προσέφερε ένα λουλούδι στην Μαρία Υποκείμενο Λέει δέκτης Γιάννης_5 χρόνος Κώστας_1 Πρόταση Αόριστος Υποκείμενο Προσφέρει δέκτης Μαρία_8 αντικείμενο Λουλούδι_3

ΘΕΜΑΤΑ ΓΙΑ CONCEPTUAL GRAPHS (ΑΝ) ΕΠΑΡΚΕΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΩΝ (α) Διαφορετικές ακμές (δομή vs. σχέσεις) (β) Πώς παριστώνται: διάζευξη, ποσοδείκτες; The man who lives next door is 47 years old Πώς ξεχωρίζουμε τη διαφορά; μεταξύ: lives next door και: old 47 years

man lives house c013 agent c008 location c047 age 47 next door... ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ

Animal Bird Fish Canary Ostrich Shark Salmon

(α) is A σχέση (υποσύνολο) isa isa isa isa isa isa

isa Παρατηρήσεις Είναι μια partial order (μερική διάταξη) 1) A, A isa A 2) A, B, αν A isa B καιβ isa A 3) A, B, Γ, αν Α isa B και Β isa Γ Α isa Γ Ä Σε μια τέτοιου είδους σχέση αντιστοιχεί ένας γράφος (HASSE διάγραμμα) Ã Â π.χ. (Α, Γ), (Γ, Δ), (Β, Δ) - Σχέση isa Á

partof (συχνά, HAS) (α) Ο άνθρωπος έχει χέρια Τα χέρια έχουν δάχτυλα Ο άνθρωπος έχει δάχτυλα (μεταβατικότητα) (α) Το partof πιο γενικό από το HAS (β) Πιο σημαντικά ακόμη, σε συνδυασμό με την isa ιεραρχία, η partof μπορεί να κληρονομηθεί (inheritance) (γ) Ιδιότητα (HAS) δεν κληρονομούνται σε partof ιεραρχίες. Ο άνθρωπος έχει χέρια Χέρια είναι μικρότερα του ενός μέτρου Ο άνθρωπος είναι μικρότερος του ενός μέτρου

Instance of (Συμβολισμός για σχέση μεταξύ Generic Nodes και Referent Nodes (Instances) Type Type π.χ. Ο Teddy είναι αρκούδα (Ο Teddy instanceof Αρκούδες) αντί Η Αρκούδα είναι ζώο Αρκούδες C Animals (Αρκούδες isa Animals_ Η σχέση instanceof δεν είναι μεταβατική (σε αντίθεση με isa)

Άλλες οργανώσεις /ιεραρχίες των εννοιολογικών δικτύων ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ (partitioning) (contexts) Υπάρχει ένας άνθρωπος που έχει αυτοκίνητο Άνθρωποι Περιουσίες Αυτοκίνητα ανήκει ανήκει ανήκει M agent P object C

Επίπεδο S1 S2 S3 PERSPECTIVES brother_of John Bill John Father Mary John...

ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΑ Από που έρχεται το τι σημαίνει ένας κόμβος ή μία ακμή; (α) Από διαδικασίες (daemons) PROCEDURAL ATTACHMENT Σε κάθε κόμβο ή ακμή έχουμε ένα πρόγραμμα (procedure) που κατά κάποιο τρόπο δίνει semantics (απεικονίζει κάπου) Υπάρχει global interpreter (β) Από assertions ATTACHMENT OF ASSERTIONS Θεωρώντας ότι το semantic net είναι μία δομή δεδομένων, μπορούμε να περιγράψουμε τι σημαίνει κάθε κόμβος και ακμή με assertions π.χ. KL-ONE

isa (α) Μοναδική Κληρονομικότητα (Inheritance) κινείται (1) Animal isa Fish isa Salmon έχει καρδιά (2) έχει επιδερμίδα (3) κολυμπάει (4) έχει λέπια (5) είναι ροζ (6) HAS ή partof instanceof Sal 33

Για το Animal ισχύουν: 1, 2, 3 Για το Fish ισχύουν: 1, 2, 3, 4, 5 Για το Salmon ισχύουν: 1, 2, 3, 4, 5, 6 Για το Sal33 ισχύουν: 1, 2, 3, 4, 5, 6, (δεν μπορεί να έχει καινούργια δικά του) (β) Πολλαπλή Κληρονομικότητα Πουλί Ξύλινο Αντικείμενο isa isa Σκιάχτρο Ξεκαθάρισμα ως το ποιες ιδιότητες (partof) κληρονομούνται είναι δύσκολη

Ένας τρόπος, όπως στην παραπάνω περίπτωση, είναι να χρησιμοποιήσουμε άλλου είδους ιεραρχία αντί για isa π.χ. Το Σκιάχτρο μοιάζει με Πουλί και όχι Το Σκιάχτρο isa Πουλί

(γ) default Κληρονομικότητα Απαιτεί non-monotonic Animal έχει (επιδερμίδα) isa Bird έχει part φτερά πετάει * isa Ostrich part δεν πετάει ** instanceof Donald Ερώτηση: Πετάει ο Donald?

Σε default inheritance ψάχνουμε προς τα πάνω την ιεραρχία μέχρις ότου βρούμε την πρώτη απάντηση (δηλ. OSTRICH) χωρίς να ενδιαφερόμαστε για το τι γίνεται πιο πάνω Αυτό είναι non-monotonic reasoning REASONING ΣΕ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ Βασική στρατηγική: graph-searching (βρίσκουμε συνδέσεις (μονοπάτια) μεταξύ κόμβων για να απαντήσουμε σε ερωτήσεις) Παράδειγμα Ερώτηση: Έχει ένα αντικείμενο κάποια ιδιότητα; (έχει ο Κώστας σπίτι;) Τρόπος για απάντηση: ανεβαίνουμε τις isa ιεραρχίες και περιμένουμε να βρούμε μία κλάση (π.χ. άνθρωπος) με την ιδιότητα αυτή (π.χ. σπίτι)

Παράδειγμα (β) Κατάστρωμα έχει ΠΛΟΙΟ έχει Μηχανή έχει Καυστήρα isa isa ΩΚΕΑΝΟΦΟΡΟ Παναγιά μαζί σου Φαιστός ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΦΟΡΟ Το Φαιστός έχει καυστήρα

Τα σημασιολογικά δίκτυα παρέχουν ευελιξία ως προς την κατεύθυνση της αναζήτησης λύσης σε γράφους (forward, backward, κλπ) ΠΙΟ ΑΥΣΤΗΡΑ, το reasoning σε εννοιολογικά δίκτυα στηρίζεται στην αρχή της SUBSUMPTION

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ σε σχέση με ΚΑΤΗΓΟΡΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΟ Γραφική παράσταση (βοηθά στο να βλέπουμε όλες τις ιδιότητες ενός αντικειμένου συγκεντρωμένες) Εξαιρετική Οργάνωση των παραστάσεων Άμεση αντιστοιχία με φυσική γλώσσα Δυνατότητα συνδυασμού με άλλους φορμαλισμούς