Практическая работа №3 Использование семантических сетей для представления знаний
жүктеу/скачать 306,91 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- «нос» PART - OF «тела»
- «все ласточки – птицы»
- «Юка – ласточка» «ласточка – птица» из нее можно вынести, используя отношение наследования, факт «Юка – птица»
- «Кто руководит Сидоровым»
- «Если станок закончил обработку, робот грузит кассету с деталями на робокар, который перевозит их на склад».
- Варианты заданий
| «человек» IS - A «млекопитающее»
основной мыслью является, что человек принадлежит к классу млекопитающих. Это означает, что имеет место отношение включения или совпадения. Для этих отношений характерным является то, что экземпляры понятий нижнего уровня содержат все атрибуты понятий верхнего уровня. Это свойство называется наследованием атрибутов между уровнями иерархии IS - A.. Отношение «целое – часть» можно иллюстрировать предложением «нос» PART - OF «тела», которое характеризует то, что экземпляры понятия «нос» являются частью любого экземпляра понятия «тело». Наиболее часто используется графическое представление семантических сетей в виде диаграммы. Так предложение «все ласточки – птицы» можно представить графом, содержащим две вершины соответствующие понятиям и дугу, указывающую отношение между ними (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Семантическая сеть - 1 Если ласточка имеет конкретное имя, например, Юка, то семантическая сеть может быть расширена (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Семантическая сеть - 2 Наряду с тем, что с помощью данной сети описаны два факта «Юка – ласточка» «ласточка – птица» из нее можно вынести, используя отношение наследования, факт «Юка – птица» Этот факт показывает, что способ представления семантической сетью позволяет легко делать выводы благодаря иерархии наследования. Семантическими сетями можно также представлять знания, касающиеся атрибутов объекта. Например, факт «Птицы имеют крылья» можно отобразить в виде рис. 25.3.
Рис. 2.3. Семантическая сеть - 3 Это означает, что, используя отношения «IS – A» и «PART – OF» можно вывести факт «Юка имеет крылья». Вершины в семантической сети обычно показывают объект проблемной области, концепт, ситуацию и т. п., а дуги - это отношения между ними. При расширении семантической сети в ней возникают дополнительные отношения. Например, если рассматриваемую сеть дополнить фактами «Юка владеет гнездом» и «Юка владеет гнездом с весны по осень», то получим семантическую сеть, изображенную на рис. 2.4. Здесь гнездо i – это конкретное гнездо, которым владеет Юка, а для вершины ситуации (владеет j) определено несколько связей. Такая вершина называется надежной рамкой и определяет различные аргументы предиката ситуации. Рис. 2.4. Семантическая сеть - 4 Получается иерархическая структура понятия ЮКА. Можно разбить на подсхемы. Большой проблемой для семантических сетей является то, что результат вывода не гарантирует достоверности, так как вывод есть просто наследование свойств ветви is-a. Для отображения иерархических отношений между объектами и введения единой семантики в семантические сети было предложено использовать процедурные сети. Сеть строится на основе класса (понятия); вершины, дуги и процедуры представлены как объекты. Проблема поиска решения в базе знаний типа семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, соответствующей поставленному вопросу. На рис. 3, 4 и 4-1 изображены примеры семантической сети. Рисунок 3 – Модель Рис. 4 Семантическая сеть, показывающая взаимоотношения птицы и самолета. Рис. 4-1 Семантическая сеть, являющейся описанием объекта автомобиль и ряда связанных с ним понятий В частности для рис. 4-1 присутствует следующая цепочка понятий: "Вид автотранспорта имеет частью двигатель", "Двигатель имеет частью стартёр". В силу транзитивности отношения имеет частью можно вывести следующее утверждение "Вид автотранспорта имеет частью стартёр". Аналогично можно сделать вполне очевидные выводы: "Мерседес является видом автотранспорта, который потребляет топливо и имеет частью двигатель" или "Водитель управляет автомобилем и везёт пассажира". Преимущества модели: - совпадает с тем, как человек познает мир; - соответствие долговременной памяти человека. Недостатки: - сложность с поиском вывода. Для реализации семантических сетей в экспертных системах существуют специальные сетевые языки. Систематизация отношений конкретной семантической сети зависит от специфики знаний предметной области и является сложной задачей. Особого внимания заслуживают общезначимые отношения, присутствующие во многих предметных областях. Именно на таких отношениях основана концепция семантической сети. В семантических сетях, так же как при фреймовом представлении знаний, декларативные и процедурные знания не разделены, следовательно, база знаний не отделена от механизма вывода. Процедура логического вывода обычно представляет совокупность процедур обработки сети. Семантические сети получили широкое применение в экспертных системах. Возможные в семантических сетях отношения приведены в таблице. Пример: Семантическая сеть, отображающая связи понятий при описании знаний о структуре понятия юридическое лицо будет иметь вид (рис. 9): Рис. 9. Пример семантической сети Так для понятия «предприятие» в этой сети: - определен класс, которому оно принадлежит, и все свойства которого оно наследует («Юридическое лицо»); - выделено 3 свойства, которые выделяют это понятие из всех остальных понятий класса «Юридическое лицо»; - определен экземпляр данного понятия (объекта), а именно «З-д «Салют». Представление событий семантической сетью При представлении событий предварительно выделяются простые отношения, которые характеризуют основные компоненты события. В первую очередь из события выделяется действие, которые обычно описываются глаголом. Далее определяются: - объекты, которые действуют; - объекты, над которыми эти действия выполняются. Все связи понятий, событий и свойств с действием (глаголом) называют падежами или падежными отношениями, которые относятся к классу лингвистических отношений. Обычно рассматривают следующие падежи (Таблица 1). Рис. 10. Пример семантической структуры Получение вывода с помощью семантической сети Особенность семантической сети как модели знаний состоит в единстве базы знаний и механизма вывода. При формировании запроса к базе знаний: строится семантическая сеть, отражающая структуру запроса; вывод обеспечивается за счет сопоставления общей сети базы знаний и сети для запроса. Рассмотрим пример семантической сети отражающий подчиненность сотрудников организации (рис. 11). Рис. 11. Семантическая сеть «Подчиненность сотрудников организации» Приведенные связи показывают подчиненность первого сотрудника. Остальные сотрудники связываются через вершины сети. Остальные сотрудники связываются через вершины сети «руководит 2», «руководит 3» и т. д. Запрос: «Кто руководит Сидоровым?», представим в виде подсети (рис. 12. Рис. 12. Семантическая сеть «Кто руководит Сидоровым?» Составление общей сети с сетью запроса начинается с поиска вершины «руководит», имеющий ветвь «объект», направленную к вершине «Сидоров». Затем производится переход по ветви «агент», что и приводит к ответу «Петров». Наряду с методом сопоставления, в семантических сетях используется метод перекрестного поиска, при котором осуществляется: 1. поиск отношения между понятиями; 2. ответ на запрос формируется путем обнаружения вершины, в которой пересекаются дуги, идущие из других вершин. Пример представления знаний семантической сетью Результатом представления знаний, содержащихся в предложении: «Если станок закончил обработку, робот грузит кассету с деталями на робокар, который перевозит их на склад». Выделим основные факты этих знаний, соответствующие действиям: F1 - станок закончил обработку F2 - работник грузит F3 - робокар перевозит F4 - кассета содержит детали Заметим, что при описании фраз естественного языка факты часто называют высказываниями. Схема семантической сети будет следующей (рис. 13): Рис. 13. Построение семантической сети Варианты заданий жүктеу/скачать 306,91 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|