Transcript Document

Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Priekšmets: Dialogu intelektuālas sistēmas
Profesors, Dr. Habil. Sc. Ing. Leonīds Novickis
Rīgas Tehniskā universitāte
Datorzinātnes un informācijas tehnoloģijas fakultāte
Lietišķo datorsistēmu institūts
Lietišķo datorsistēmu programmatūras profesora grupa
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Mērķis:
• Padziļināt zināšanas intelektuālo lietišķo
datorsistēmu uzbūves jomā
Uzdevumi:
• Apgūt uz semantiskiem tīkliem ar saites
virsotnēm balstītās PA atspoguļošanas modeļus
• Apgūt lingvistisko tēlu atpazīšanas metožu
pielietošanu DV apstrādei
• Apgūt operācijas kopu ar STSV
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Priekšzināšanas:
• Zināšanas atspoguļošanas modeļi
• Dabīgas valodas apstrādes pamati
• Matemātiskas statistikas pamatjēdzieni
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Zināšanu atspoguļošanas modeļa klasifikācija
Deklaratīvie
loģiskie
tīkla
Procedūrālie
produkciju
funkcionālie tīkli
scenāriji
planner
Speciālie
freimu
semantiskie tīkli
Dialogu intelektuālas sistēmas
relācijas
algebras
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Dialogu intelektuālas sistēmas:
• Zināšanu ievade sistēmā cilvēkam pierastajā
formā
• Zināšanu uzkrāšana un spēja izmantot dažādu
uzdevumu risināšanai (atbilde uz vaicājumu,
ziņojumu atpazīšana, u.c.)
• Dabīgas valodas atpazīšana un zināšanu
uzkrāšana formālajā “iekšējā” valodā
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Semantiskie tīkli ar saites virsotnēm
• Parasti semantiskie tīkli ir ierobežoti no
apkopotas informācijas atspoguļošanas
viedokļa
• Semantiskie tīkli tika papildināti ar saišu
virsotnēm
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
STSV vēsture
Pirmo reizi aprakstīti N. Cercone un L. Schuberta
darbā:
- Cerrone N.J., Schubert L.K. Toward a state
based conceptual representation. In:
Proceedings of 4th International Conference of
Artificial Intelligence, 1975, p.p. 83-90
Tika attīstīti darbā:
- Schubert L.K. Semantic Networks. In: Artificial
Intelligence; Nr 2, 8, 1976
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Tālākā attīstība un praktiskais pielietojums
• Хендрикс Г.О. О расширении применимости
семантических сетей ведением разбиений //
труды IV Междуранодной конференции по
искусственному интеллекту. Том 1, 1975
• Rieger C. An organisation of Knowledge for
Problem Solving and Language Comprehension.
In: Arificial Intelligence, 1976, Nr 7
• Шенк Р. Обработка концептуальной
информации. М., 1980 (пер. с англ.)
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
STSV būtība
Parasti semantiskie tīkli (ST) sastāv no virsotnēm
(objektiem, jēdzieniem) un lokiem (attiecībām
starp virsotnēm)
STSV: virsotnes var atbilst arī attiecībām,
informācijas loģiskam sastāvdaļām,
sarežģītājiem objektiem
Visām, ko var izskatīt par patstāvīgo semantisko
vienību, atbilst sava virsotne
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
STSV virsotnes
Noteiktas virsotnes:
O-virsotnes
Nenoteiktas:
N-virsotnes
Semantiskais grafs ir sarežģītākā atspoguļošanas
forma, nekā tīkls. Tīkls tas ir grafs, kurā nav
uzdots apstrādes virziens
Semantiskais grafs tas ir tīkls, kurā tiek uzdota
fragmentu apstrādes kārtība
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Produkcionāla pieeja dialoga uzdevumiem
DV
Iekšēja
valoda
(IV)
Apstrāde
• Produkciju kopas izmantošana “DV→IV”
pārveidošanas stadijā
• Produkciju tipi: produkcija – grafs, korelācijas
produkcija u.c.
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
STSV apzīmējumi(1)
STSV sastāv no elementāriem fragmentiem (EF)
EF tika aprakstīts korteža formā
<d1, d2, ... dk>, dk  D;
di, rj, dk – virsotnes, kuras atbilst
D = A R (A – objekti, R – attiecības)
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
EF struktūra
d1
d2
2
1
3
SV
k
d3
4
...
d4
<d1, d2, d3, ... , dk>
dk
(d3) – atbilst attiecībai
(d2) – virsotne, kas atbilst loģiskai komponentei (T/F)
(d1) – objektu kopu uzskata par vienotu objektu (struktūru)
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Citi apzīmējumi
<d1, t , r1, x1, x2> - bināra attiecība (T) starp N –
objektiem x1 un x2
<x1, x2, r1, a1, a2> - attiecība R1 starp A1 un A2,
kurai nav zināms, vai tas ir “T” or “F”, un arī nav
zināms, kāds sarežģītais objekts tiks apstrādāts
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Saīsināts apzīmējums
d1
d3
k-3
1
d4
...
Ja d2 nav uzradīts,
tad EF apraksta
“T” 1 attiecību
dk
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
EF kompozīcija
Tīkls – EF kompozīcija
F1 ◦ F2 ◦ ... ◦ Fn;
Piemērs
x3
d1
1
2
x4
x1
1
r1
t
<x3, t, r1, a1, x1> ◦ < x4, t, r1, x1, x2>
Dialogu intelektuālas sistēmas
2
x2
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
STSV un predikātu loģika
“ __ ” – atbilst nenoteiktam objektam (nepiedalās
informācijas apstrādē)
< “__”, t, r1, d1, ... , dn > ↔ R1 (D1, ... , Dn)
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
STSV semantiskas informācijas atspoguļošanā (1)
Klases virsotnes
O-Virsotņu kopa M= { mi }
mi - klases
< “__”, t, r1, ‘cilv.klase’ > - kopēja īpašība R1,
kura ir raksturojuma visiem cilvēkiem
Attiecības apraksts
< “__”, t,  ,d1, m1>
< “__”, t,  ,m1, m2>
(D1  M1)
(M1  M2)
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Turpinājums (2)
Skaitlis
< “__”,t , “ir skaitlis”, ‘n’, xi > - kopa xi satur N
objektu,
‘n’ – O-virsotne, kas atbilst uzdotam skaitlim
Attiecība ar brīvām lomām
a1
r1
3
t
a3
a2
a1 un a2
vietas nav fiksētas
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Tīkla produkcija
T1 (  1 ) ◦ <  3 , t, B-3,  1 ,  2 > ◦ T2 (  2 ) , kur
T1 tīkls attēlo visas izzudušas saites,
T2 – visas uzstātas saites
T1
r1
T2
(T1 – cēlonis, T2 – sekas)
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Z – tīkls
[ xi := {a1, ... , an} ]
Z – tīklu kompozīcija:
T1 ( xi ) ◦ [ xi := { a1, ... , an} ]
Z – tīklu atspoguļošana:
a1
...
an
x1|m1
1
r1
2
x21|m2
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Z- tīkli ar saskaņotiem zināšanām
< “__”, t, r1, x1, x2 > ◦ [ (x1, x2):= { (a1, a2), (a3, a4) } ]
x1
a1
a2
1
r1
2
x2
a3
a4
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Z- tīkli vaicājumu atspoguļošanai
[ xi := ? ]
< “__”, t, :=, xi, ? >
< “__”, t, r1, a1, x1 > ◦ [ x1 := ? ]
< “__”, x11, r1, a1, a1 > ◦ [ x11 := ? ]
< x11, t, r1, a1, a1 > ◦ [ x11 := ? ]
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Vaicājuma formas
1)
a1
a1
2)
1
?
r1
r1
2
2
a2
? x1
3)
x11
1
a2
1
r1
2
a2
x1
?
4)
x1
1
?
r1
x2
Dialogu intelektuālas sistēmas
2
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Semantiskie grafi (1)
1) Elementārie grafi
a) x1 ┴ T10 (x1)
b) ( x11, x21) ┴ < “__”, t, r1, x11, x21 >
2) Kompozīcija ar z - tīkliem
λ – eksistēšanas fakts; λ ;
[ x1 := λ ] ◦ [ x1 ┴ T10 (x1) ]
[ x1 ┴ T10 ( x1) ] ◦ [ x1 := λ ]
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Semantiskie grafi (2)
[ x1 ┴ T10 ( x1) ] ◦ [ x1 = { a1, ... , an } ]
z1 ┴ G1 (z1)
x1
...
xn
G1
Grafa
laukums
z1
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Operācijas ar semantiskam struktūrām
Operatoru valoda (1):
Asociēšana
xi ┴ T10 (x1)
(N – virsotne xi)
(x1, x2) ┴ < “__”, t, price, x1, x2 >
Grupas meklēšana
x2 ┴ < “__”, t, price, x1, x2 > ◦ [ x1 := { ai } ]
x2
1
2
price
...
ai
...
Dialogu intelektuālas sistēmas
x1
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Operatoru valoda (2)
Brīva asociēšana
Paraugs x1 ┴ < “__”, t, būt brālim, :a1, :x1 >
< “__”, t, r1, :a1, :a2, :a3, >
Salīdzinājums
[ x1 ┴ T1 (x1) ] ◦ [ x1 := λ ]
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
DV ziņojuma (vaicājuma) interpretācija
Vaicājuma analīze un atbildes formēšana:
– Kopu teorijas operācijas ( ,  , u.c.)
Apvienojums (Join –relācijas algebrā)
– Pārklājums: x1 ┴ Gi(x1) ◦ Gj(x1)
– Kopējā veida apvienojums:
x2
λ
2
price
1
x1
λ
x3
1
2
produce
(x1, x2, x3) ┴
< “__”, t, price, x1, x2 > ◦
< “__”, t, produce, x1, x3 >
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Detalizāciju līmeņu atspoguļošana
d1
1
x11
1
a2
1
2
r1
2
*
a3
x21
1. līmenis
1
a1
2. līmenis
x31
r3
2
a4
r2
Dialogu intelektuālas sistēmas
3. līmenis
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Īstenības tabula
< “__”, t, ʌ, t, f, f >
< “__”, t, v, t, t, t >
< “__”, f, ʌ, t, f, t >
1ʌ0=0
1v1=1
1ʌ0=1
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Loģiskā atkarība, P – virsotne
3
a1
1
p1
r1
2
1
a2
1
ʌ
2
2
r2
p2
3
p3
Dialogu intelektuālas sistēmas
a3
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Pasīvas un aktīvas zināšanas
Vienas zināšanas tiek izmantotas citās zināšanas
formēšanai
m1
2

y21
y11
1
m1
Df
T1
T2
Dialogu intelektuālas sistēmas
2

T1
1
m2
T2
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Kvantoru fragmenti
<  1,p1, δ, x1, x2 > , kur δ
Piemērs:
T1 (x1) ◦ <
 {  , J, J1 }
 1, t, J, x1 |darbn.|, x2 > ◦
T2 (x2)
N - virsotne x1 atbilst darbinieku kopai, x2 – viens
no tiem
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Piemērs
“Visiem M klases objektiem piemīt R1 īpašība”
, x , m > ◦ <  1 , t,  , x , x > ◦ <“__”, t, r , r >
<“__”, t,
m1
2
1

1
1
1
x1
1
1

2
1
2
t
Dialogu intelektuālas sistēmas
x2
1
2
r1
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Kvantora zināšanu tīkls
Ti ( x1) ◦ <  1 , t , δ, x1, x2 > ◦ Tj (x2)
“Ziņojums A1, kā visi cilvēki ir mirstīgi”
2
1
d1
‘cilv.kl.’
2
3
zin.

1
1
x1
p1
t

1
2
x2
Dialogu intelektuālas sistēmas
‘mirst’
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Jautājumu atspoguļošana (1)
“Vai visi cilvēki ir mirstīgi?”
‘cilv.kl.’
2

1
x1
1

2
x2
1
p1 ?
Dialogu intelektuālas sistēmas
‘mirst’
t
p1
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Jautājumu atspoguļošana (2)
“Vai mirstīgi ir visi cilvēki?”
‘cilv.kl.’
2

1
x1
1
J
2
x2
1
‘mirst’
t
Dialogu intelektuālas sistēmas
? x3
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Semantiskais tīkls(1)
A – virsotņu kopa (objekti)
R – loku kopa
G = A R
– O-virsotņu kopa
X – N-virsotņu kopa
D = G X
– visu virsotņu kopa
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Semantiskais tīkls (2)
6. “__” – “tukšas vietas” simbols
7. IF d1A X  {“__”}; d2 R X  {“__”}; ...
dk D  {“__”} THEN < d2, d2, d3, ... , dk > - EF
8. EF ir tīkls
9. IF T1 un T2 – tīkli, THEN T1 ◦ T2 – tīkls, pie kam
T1 ◦ T2 ≡ T2 ◦ T1
Dialogu intelektuālas sistēmas
Modulis: Lietišķās intelektuālas sistēmas
Lingvistiskais objekts (L.O.)
< L.O.> := <teksts> | <teikums> | <vārds>
<teksts> := <teikums> | { <teikums> }
<teikums> := <vārds> | { <vārds> }
<vārds> := <morfēma> | { <morfēma> }
Dialogu intelektuālas sistēmas