Лекция 15 сценарии

План лекции

1. Основные определения

2. Представление сценариев сетевыми моделями

3. Казуальные сценарии

4. Системы, основанные на сценариях

1. Основные определения

Особую роль в системах представления знаний играют стереотипные знания, описывающие известные стандартные ситуации реального мира. Такие знания позволяют восстанавливать информацию, пропущенную в описании ситуации, предсказывать появление новых фактов, которых можно ожидать в данной ситуации, устанавливать смысл происхождения ситуации с точки зрения более общего ситуативного контекста.

Для описания стереотипного знания используются различные модели. Среди них наиболее распространенными являются сценарии. Сценарием называется формализованное описание стандартной последовательности взаимосвязанных фактов, определяющих типичную ситуацию предметной области. Это могут быть последовательности действий или процедур, описывающие способы достижения целей действующих лиц сценария (например, обед в ресторане, командировка, полет самолета, поступление в вуз). В ИС сценарии используются в процедурах понимания естественно-языковых текстов, планирования поведения, обучения, принятия решений, управления изменениями среды и др.

Краткая история

Впервые понятие сценария было введено Р. Шенком и Р. Абельсоном [Schank et al.,1975] при разработке новых средств понимания истории. Сценарии в их системе понимания представлялись в виде фреймоподобных структур и использовались для связывания событий истории. Каждый сценарий состоял из набора слотов и их значений, описывающих роли, причины и последовательности сцен, которые, в свою очередь, являлись последовательностью определенных действий. Слот «роль» задавал исполнителей сценария, слот «цель» — мотивировку предпринимаемых действий.

Пример представления сценария:

<сценарий: ресторан

роли : посетитель, официант, кассир;

цель: принятие пищи, чтобы насытиться и получить удовольствие

сцена 1 : вход в ресторан

войти в ресторан осмотреть места

мысленно выбрать свободное место

пройти к свободному столику сесть

сцена 2: заказ

взять меню

прочитать меню

решить, что заказать

заказ меню официанту

сцена 3 : прием пищи

получение пищи

съедение пищи

сцена 4: уход

просьба рассчитать получение чека

движение к кассиру передача денег кассиру выход из ресторана>.

Каждая последовательность действий в сценах обладает свойством каузальных цепочек: всякое предшествующее действие создает условия для совершения последующего действия. Такие сценарии были использованы в программе вывода SAM по связыванию частей текста в процессе понимания истории [Schank et al.,1975].

Сценарии могут использоваться для пополнения знаний о ситуации. [Поспелов Д., 1981, 1986; Литвинцева, 1985]. Так называется процедура обогащения входной информации сведениями, хранящимися в памяти системы. Возможно представление сценария некоторой сетью, вершинам которой соответствуют факты, а дугам — связи, описывающие отношения специального типа, например «причина — следствие», «цель — подцель», «часть — целое» [Поспелов Д., 1986].

На рис. 14.1 приведен пример сценария, в котором в качестве связей между вершинами сети выступает причинно-следственное отношение. Вершины сети задают следующие факты: Ф1—станок простаивает; Ф2—на рабочем месте нет рабочего; ФЗ—станок неисправен; Ф4—в цехе нет заготовок; Ф5—обеденный перерыв; Ф6—рабочий покинул станок в рабочее время; Ф7—рабочий находится в столовой.

Рис. 14.1. Пример сценария с причинно-следственными отношениями между вершинами сети

Сценарии могут рассматриваться как средство представления проблемно-зависимых каузальных знаний и задаются в виде фреймоподобных списочных структур [Литвинцева, 1985 ]. Значения слотов в таких сценариях отражают следующую семантику: роли сценария (деятель и участники сценария), цели и мотивы поведения деятеля и участников, ключевое событие сценария, посылки и следствия ключевого события, место, время, средства проведения сценария, побочные действия, закономерности.

В некоторых системах [ТАРЛУС, Литвак и др., 1981] используются сходные со сценариями структуры знаний, называемые гиперсобытиями. Гиперсобытия описывают типичные ситуации из области юриспруденции (кража, грабеж, продажа и т.п.). С их помощью в системе ТАРЛУС происходит анализ связных текстов, в результате которого выявляются соответствующие тексту гиперсобытие, его участники и их роли.

Кроме гиперсобытий в ИС используются такие структуры высокого уровня представления, как МОР, TOP, TAU, PLOTUNIT, STORY-POINTS, КСЦ.

МОР (Memory Organization Pakets) — пакет организации памяти, в котором связываются знания из разных фрагментов (эпизодов) реальной картины мира [Schank, 1982]. Функции МОР: помощь в организации сценариев: помощь в организации вывода и нахождения шаблона; управление поиском соответствующей информации. МОР отличаются от сценариев двумя основными параметрами: количественным — охватывают гораздо больший объем знаний; уровнем обобщения знаний — включают такие категории, как цели и мотивы. Кроме того, сценарии ограничены последовательностью действий, происходящих в одном глобальном контексте. МОР могут содержать информацию относительно нескольких глобальных ситуативных контекстов. С каждым МОР ассоциируется набор МОР-связей, которые определяют отношения между ними. Примером использования таких структур знаний является система BORIS [Lehnert et al.,1981], понимающая короткие связные тексты.

TAU (Thematic Abstraction Unit) абстрактные тематические структуры, разработанные для понимания различных пословиц и поговорок [Dyer, 1982]. В TAU содержится информация о ситуациях, встречающихся в пословицах и поговорках; о возможных эмоциональных реакциях их героев; о «морали» или <соли» поговорок.

ТОР (Thematic Organiztion Point)—точки тематической организации, являющиеся высокоуровневыми независимыми от предметной области структурами знаний, описывающими сходство между ситуациями в различных областях.

[Schank, 1982]. Назначение ТОР: предсказание последствий встретившейся ситуации; выявление информации об одной ситуации, применимой к другой; распознавание известного сюжета в новой форме; обоснование взаимоотношений участников ТОР.

PLOTUNIT—единицы сюжета, описывающие знания об эмоциональных реакциях и состояниях (так называемых состояниях аффекта) действующих лиц [Lehnert et al., 1982]. Событиям в PLOTUNIT приписываются две оценки: положительная и отрицательная в зависимости от эмоциональной реакции действующего лица на события. В PLOTUNIT содержатся правила, которые указывают, как можно связывать между собой разные аффектные состояния. Рассматриваются четыре типа связей. Одна из них — каузальные отношения между отрицательными событиями и аффектными состояниями—описывает мотивацию поведения действующего лица.

STORYPOINTS — точки истории, представляющие собой структуры, в которых в обобщенном виде описываются основные компоненты истории: содержание истории (совокупность событий) и ее «интерес» или общий смысл (совокупность точек истории) [Wilensky, 1983]. Каждая «точка истории» задает общий контекст (один или несколько), в котором происходит восприятие сюжета истории. С их помощью можно предсказывать появление новых событий, которых следует ожидать в данном контексте, производить умозаключения относительно взаимосвязи событий, описывать основные моменты (резюме) текста истории. Представление знаний в виде STORYPOINTS использовалось в программах PAM (Plan Applier Mechanism) и FAUSTUS (Frame Activated Unified Story Understanding System), понимающих рассказы.