5.6. Логічне виведення на семантичних мережах

Основний механізм логічного виведення на семантичних ме­режах пов'язаний з відношенням успадкування на основі зв'язків "Є" (див. п. 4.8). Це означає, що властивості, задані для надкласів, передаються донизу за транзитивним ланцюжком відношень "Є".

Як приклад розглянемо набір тверджень

Усі ластівки — птахи.

Юкко — ластівка.

Цьому набору тверджень може відповідати така елементарна семантич­на мережа:

Рис. 5.11. Наслідування за семантичною мережею

Тоді з семантичної мережі можна вивести твердження: Юкко — птах. Проілюструємо на прикладі аналогічної семантичної мережі механізм обробки винятків, описаний в п. 4.6 (у разі виникнення суперечностей під­клас успадковує відповідну властивість лише від найближчого попередника).

Рис. 5.12. Наслідування та обробка винятків

55

Відповідь на запитання "Юкко літає?" отримується таким чином. Загальна властивість "літає", задана для класу "Птах", передається за ланцюжком відношень "Є" (про можливі порушення транзитивнос­ті див. у п. 4.5). У результаті система повинна відповісти: "Так, Юкко літає ".

Механізм блокування наслідування вступає в дію при відповіді на за­питання "Вакс літає? " "Бакс " є екземпляром класу "Пінгвін ", для якого властивість "літає" перевизначена. Це перевизначення блокує передачу відповідної властивості від надкласу "Птах", і "Бакс" наслідує її лише від класу "Пінгвін " — найближчого класу, для якого властивість "Літає " визначена або перевизначена. Звідси — система повинна відповісти: "Ні, Бакс не літає".

У семантичних мережах можна також вводити зв'язки, що задають імплікацію, явно.

Слід відмітити, що формалізм семантичних мереж є зручним для задан­ня знань і не дуже зручним для формалізації логічного виведення. Деякі конкретні методи логічного виведення на семантичних мережах описані в [33, 129, 223]. Багато з них базуються на механізмах дедуктивного виве­дення, характерних для логічних моделей і продукційних систем (насам­перед — метод резолюцій). Ряд методик використовує зіставлення зі зраз­ком — воно характерніше для фреймових моделей (див. розд. 6). Але існу­ють і методики, специфічні для семантичних мереж як графових моделей. В основі цих методик лежить інтерпретація логічного виведення та пошу­ку потрібної інформації в базі знань, заданій семантичною мережею, як пошуку на графі. Наприклад, у [223] коротко описаний спосіб виведення, що називається перехресним пошуком. Відповідь на запитання формуєть­ся на основі пошуку шляхів між об'єктами, які фігурують у запитанні, та їх аналізу.

Наприклад, при аналізі мережі, зображеної на рис. 5.12, на запитання "Що спільного між Баксом та Юкко? " система може відповісти "Обидва вони птахи, але різних видів ".

5.7. Процедурні і роздалені семантичні мережі

Чимало досліджень присвячено уніфікації формальних описів семантичних мереж на основі введення єдиної семантики. Зокрема, запро­поновані процедурні семантичні мережі [223].

Процедурна семантична мережа конструюється на основі класу (понят­тя), а вершини та дуги задані як об'єкти. Процедури визначають такі основ­ні операції над дугами:

• встановлення зв'язку;

• анулювання зв'язку;

• підрахунок кількості вершин, з'єднаних даною дугою;

• перевірка наявності дуги між заданими вершинами.

Ряд процедур визначає основні дії над вершинами, наприклад:

• визначення екземпляра класу;

• анулювання екземпляра;

• підрахунок кількості екземплярів класу;

• перевірка належності екземпляра класу.

Апарат розділених семантичних мереж [223] призначений для задан­ня кванторів існування і таких кванторів загальності, для яких немає задо­вільного опису на основі зв'язків "Є". Кожний квантор пов'язується з пев­ною підмережею, тобто вводиться ієрархія підмереж.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Дайте неформальне визначення семантичної мережі.

2. Дайте формалізоване визначення семантичної мережі.

3. Намалюйте семантичну мережу, що описує деякий набір фактів з до­вільної предметної області.

4. Охарактеризуйте трирівневу архітектуру семантичних мереж.

5. Що таке концептуальний граф?

6. Який елемент семантичної мережі відповідає тріаді "об'єкт — атри­бут — значення"?

7. Опишіть процес асиміляції нової інформації в рамках моделі семан­тичних мереж.

8. Охарактеризуйте повну і модальну асиміляцію нової інформації.

9. Охарактеризуйте відомі підходи до логічного виведення на семантич­них мережах. Який з них є основним?

10. Як пов'язане логічне виведення на семантичних мережах з відношен­ням "Є"?

11. Опишіть механізм блокування наслідування за наявності винятків. На­ведіть приклади.

12. Охарактеризуйте поняття перехресного пошуку на семантичних мере­жах.

13. Що таке розділені семантичні мережі?

14. Що таке процедурні семантичні мережі?

ТЕМИ ДЛЯ ОБГОВОРЕННЯ

1. Чи можна хоча б приблизно вважати, що людина запам'ятовує інфор­мацію у вигляді структур, подібних до семантичних мереж?

2. Охарактеризуйте на довільному прикладі різні способи подання конце­птуальних одиниць за допомогою семантичних мереж. У чому поляга­ють переваги і недоліки цих способів?

Розділ 6

ФРЕЙМОВІ МОДЕЛІ

Вовчика попросили пофарбувати вікна.

Через три годили він повертається і запитує директора ніколи: — Іване Петровичу, а рами теж фарбувати?

Анекдот