Semantische Netze Psychologische Plausibilität

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1 Conceptual Graphs Knoten repräsentieren Konzepte oder konzeptuelle Relationen; Kanten haben keine Labels n-stellige konzeptuelle Relation repräsentiert als Knoten mit n Kanten Mächtigkeit der PL1; aber Unterstützung spezieller Inferenzmechanismen, z.b. join zur Kombination zweier Graphen zu einen Graph!!! Sowa, 1980er Jahre 16 Psychologische Plausibilität Hierarchische Speicherorganisation beim Menschen. Eigenschaften auf höchstmöglicher Ebene der Taxonomie gespeichert. Struktur des Netzes von Collins und Quillian basierte auf Untersuchungen mit Versuchspersonen. Collins & Quillian,

2 Strukturierte Repräsentationen Inheritance Networks Konzepte mit Attributen is-a und instance-of Relationen Probleme: Konflikte bei Mehrfachvererbung Überschreiben von Eigenschaften in Spezialisierungen (wenn Pinguin ein Vogel ist, der nicht fliegt, wieso nicht Stein als Vogel modellieren, der nicht fliegt, nicht lebt, und keine Federn hat?) 18 Strukturierte Repräsentationen!!! Frames 19

3 Strukturierte Repräsentationen - Frames Erweiterung der Inheritance Networks um Procedural Attachment Generische Frames beschreiben Klassen, Instanzen einzelne Objekte Vererbung, i.a. auch Mehrfachvererbung und Überschreiben von Eigenschaften Frames haben Slots, jeder Slot hat einen oder mehrere Werte Dämonen -Prozeduren an Slots gebunden um Seitene"ekte bei Slot-Zugri" zu modellieren if-added: neuer Wert in Slot eintragen if-removed: Wert aus Slot entfernen if-replaced: Wert des Slots ändern if-needed: Fehlender Wert eines Instanz-Frames muss aus generischem Frame berechnet werden (facette cache bedeutet, daß Wert in Instanz gespeichert wird) if-new: Neuer Instanz-Frame wird erzeugt range: Überprüft Wertebereich eines neues Frames help: Range-Test liefert Fehler liefert Fehler o.ä. 20 Frames Beispiel cylinder ako object with! height:!! range!!! number(new value) and new value > 0!! help!!! print("height must be a positive number")!! if_needed!!! ask!! if_removed!!! remove volume from this cylinder!! cache!!! yes;! radius:!! range!!! number(new value) and new value > 0!! help!!! print("radius must be a positive number")!! if_needed!!! ask!! if_removed!!! remove cross_section from this cylinder!! cache!!! yes;! cross_section:...! volume:!!... 21

4 Frames Minsky, 1975 (Generische) Frames repräsentieren stereotype Situationen, z.b Wohnzimmer, die auf spezifische Situation angepaßt werden Schank & Abelson, 1977 Scripts sind spezielle Frames, die typische Verläufe von Ereignissen beschreiben, z.b. Restaurant-Script 1970er / 1980er Jahre Frame-Systeme FRL, KRL,...; auf Allgemeinheit ausgelegt Behandlung von Mehrfachvererbung, siehe z.b. Winston, 1993 KL-ONE und Nachfolger: formale, deklarative Semantik Inheritance Networks mit Ausnahmen: formale Semantik z.b. Abb. auf nichtmonotone Logik CYC-Projekt Ziel: Modellierung von Commonsense-Wissen; über 5000 Frames (Stand 1993) heute eher spezialisierte Systeme; in Bielefeld z.b. ERNEST (Bild- und Sprachverstehen), COAR prominent: OWL Web Ontology Language ( 22 und Frames als alternative Notationen Bem: Für prozedurales Attachment in Frames gibt es in sem. Netzen keine Entsprechung Hayes (1980) gibt eine Übersetzung von Frames nach PL1 an (ohne prozedurales Attachment) Damit wird auch die logische Rekonstruktion semantischer Netze (und damit deren semantischer Status) zum Thema 23

5 Was ist semantisch an Semantischen Netzen? Was ist hier modelliert? John s Finger ist Teil eines Orchesters? John kämpft mit sich selbst? Brathühner machen Musik? Henny Penny paßt gut zu Estragon (einem Gewürz)?! Problem früher semantischer Netze: Keine Semantik für Konzepte und Relationen! 24 Logische Rekonstruktion: Beschreibungslogiken Formalisierung semantischer Netze, ausgehend von KL-ONE Beschreibungslogiken als notationelle Variante von Teilmengen der PL1 Deklarative Semantik, d.h. Konzepte interpretiert als Mengen von Individuen Subsumtions- und Klassifikationsalgorithmen Beispiel: The class of people whose children are all doctors subsumes the class of people all of whose children are rich and who are all males each of whose rich children is a doctor who is a surgeon.! (AND person (ALL child doctor)) subsumiert (AND! (AND person (ALL child rich))! (AND male! (ALL (RESTR child rich)!! (AND doctor (SOME (RESTR specialty surgery)))))) 25

6 und Ausdrucksstärke (II) Viele Varianten von Beschreibungslogiken Im Zentrum steht Trade-O" zwischen Ausdruckstärke und Traktabilität von Subsumtionstests Vollständige, traktable Subsumtionstests nur bei sehr einfachen Beschreibungslogiken 26