Cap. 9 - Retele Semantice

7/22/2019 Cap. 9 - Retele Semantice

1/17

IASE 1/17 Cap. 9. Reprezentarea cunoaterii

asReprezentarea cunoaterii. Reele semantice

9.1. Concepte i relaii taxonomice

Reprezentarea cunoaterii cu ajutorul reelelora aprut ca o consecin a ncercrii de asurprinde, printr-un instrument adecvat, structurile relaionale de mare complexitate care apar caurmare a exprimrii formale a informaiei despre entiti din lumea real. Aspectul de graf alreprezentrii constituie doar o variant de notaie pentru caracteristicile puse n relief prinreprezentarea cunoaterii n limbajul calculului cu predicate de ordinul nti.

Elementele primitive din care se construiesc reelele sunt nodurile, care reprezintconcepte, evenimente, situaii i alte obiecte suport ale sistemului relaional, i arcele saulegturile care reprezintrelaiile propriu-zise.

Primul model de reprezentare a cunoaterii cu ajutorul reelelor a fost propus n 1966 dectre Ross Quillian i a fost denumit reea semantic deoarece avea ca obiectiv captarea cu

ajutorul acestui formalism a semnificaiei pe care oamenii o dau cuvintelor limbajului natural,pentru a putea utiliza aceast reprezentare la efectuarea de raionamente care presupunnelegerea acestor semnificaii. Aceast denumire se justifici prin aceea c reproducea, din

punct de vedere conceptual, structura semantic a dicionarelor explicative: nodurile conineauconcepte reprezentate prin cuvinte, iar arcele reprezentau relaiile acestora cu alte concepte,ntr-o structur care reproduce nsi definiia conceptelor implicate n reea. Termenul de reeasemantic este atribuit astzi unei clase de reprezentare bazate pe modelul de reea, dar atributulde "semantic" nu corespunde ntru totul caracteristicilor acestor metode. De aceea, Findler

propune folosirea denumirii de reele asociate, care este mai puin restrictivi care, n toatecazurile, include i ceea ce se cunoate prin termenul de reea semantic.

Configuraia structural a unei piese de cunoatere reprezentat printr-o reea semanticdepinde de felul n care este conceput descrierea prin care definim entitile constituente ale

piesei de cunoatere i relaiile dintre acestea. Descrierea este efectuat att sub forma deobiecte formale intensionale denumite concepte, ct i sub forma de obiecte extensionaledenumite instane. Relaia dintre concepte i instane, denumitinstaniere sau denotare, are uncaracter extensional, n timp ce relaia dintre instane i concepte, denumitconceptualizare, areun caracter intensional.

Aceste relaii pot fi reprezentate n limbajul calculului cu predicate de ordinul nti.Astfel

INTENSIUNE(concept(X),instanta(Y))

semnific faptul c un concept este o intensiune a instanei sale, iarEXTENSIUNE(instanta(Y),concept(X))

semnific faptul c o instan este o extensiune a conceptului su. n ambele forme, concept(X)este un funcional care ia valori n mulimea conceptelor, iarinstanta(Y) este un funcional care

ia valori n mulimea instanelor. O instan poate reprezenta un obiect din lumea real, sau unalt concept. Dac instana Y este un alt concept, atunci ea poate avea la rndul ei instane. nacest fel se poate construi o ierarhie conceptual, alctuit pe mai multe niveluri. Nivelul

suprem este un concept denumit i concept generic. Prin concept generic se nelege oriceconcept ale crui instane sunt tot concepte, dar mai puin generale dect conceptul generic.

Nivelul de baz al unei ierarhii conceptuale, denumit i nivelul infim, este ntotdeauna o instancare reprezint un obiect al lumii reale. ntre nivelul suprem i nivelul de baz pot fi definiteniveluri intermediare, care sunt concepte generice, cu excepia nivelului imediat superiornivelului de baz care trebuie s fie un concept individual. Se nelege prin concept individualorice concept ale crui instane sunt indivizi (instane).

9.


2/17


Fig. 9.1. Tranzitivitatea relaiilor de intensiune i extensiune ntr-o ierarhie conceptual

ntr-o ierarhie conceptual, relaiile de extensiune i intensiune sunt tranzitive, astfelnct un concept situat pe un nivel dat este o intensiune pentru orice obiect situat pe nivelurileinferioare i, reciproc, un obiect situat pe un nivel dat este o instan pentru oricare conceptsituat pe nivelurile ierarhic superioare, dac acestea sunt situate pa acelai lan epistemic.

Ca orice obiect cu structur, conceptul este alctuit din entiti formale denumitecomponente i din relaii ntre acestea. Natura componentelor este dependent de concept, ea

poate fi aceeai cu cea a conceptului (ca de exemplu partea unui ntreg), sau diferit,reprezentnd atribute ale unor obiecte (ca de exemplu culoarea), roluri ale unor obiecte ndesfurarea unor aciuni (ca de exemplu rolul de instrumental aciunii) etc.

Relaiile ntre componentele unui concept determin structura acestuia. Orice instan aunui concept va avea n consecin o structur relaional consistent cu cea a conceptului acrui extensiune este. Ca i n cazul componentelor, natura relaiilor dintre acestea poate fidiferit:

- relaii epistemice care permit descrierea semnificaiei unui concept cu ajutorul unorconcepte mai puin generale;

- relaii compoziionale ntre concepte i componentele lor;- relaii de apartenen a unor concepte sau instane la clase de mulimi;- relaii cazuale ntre conceptele de tip obiect i concepte de tip aciune;- relaii modale ntre componente i modalitile de ataare a acestora la concepte etc.Conceptul este o categorie epistemic fundamental pentru ncercarea de a emite

raionamente i judeci. Conceptualizarea cunoaterii este o operaie delicat, de care depinde

pe de o parte acurateea raionamentelor, iar pe de alt parte puterea de abstractizare caredetermin eficien acestui proces. Deseori, nu putem formula un concept, dar putem descrieclase de obiecte care aparin mulimii instanelor unui concept. Apare, n mod asemntorierarhiei conceptuale, o ierarhie de clasificare, ntre componentele creia se stabilesc relaiitaxonomice.

Pentru a descrie ntr-o reea semantic o relaie taxonomic ntre obiectele abstracteplasate n nodurile reelei se folosesc primitive relaionale taxonomice care asigur ointerpretare uniform a unor astfel de legturi n toat reeaua. Primitivele taxonomice suntspecificate ca simboluri relaionale (predicate) care eticheteaz arcele reelei, la capetele crorase afl noduri ntre care se definete o relaie de apartenen de la obiect la clas. Cele mairspndite primitive taxonomice sunt:


3/17


- relaia de apartenen a unui obiect distinct la o clas (mulime), specificat printr-unpredicat de forma ESTE(,) care are semnificaia cunoscut din algebr( ).

- relaia de incluziune a unei submulimi ntr-o mulime, specificat printr-un predicatde forma ESTE_SUBMULTIME(,)Atunci cnd condiiile aplicaiilor o cer, se poate rafina semnificaia relaiei de incluziune.

Pentru nelegerea acestor noiuni s considerm cteva exemple. De exemplu,

reprezentm faptul c persoana cu numele de VASILE este om, mai precis c face parte dinclasa oamenilor cu ajutorul propoziiei VASILE ESTE OM, pe care o transpunem ntr-o reeasemantic simpl, ca n figura 9.2,a. O reprezentare de aceast natur ne permite s regsim,

prin explorarea reelei semantice, urmtoarele:

Fig. 9.2.Reprezentarea cunoaterii ntr-o reea semantic

cu ajutorul primitivei taxonomice ESTE

- toate mulimile n care VASILE este un element, ca de exemplu mulimeaprogramatorilori mulimea melomanilor, dup cum este ilustrat n figura 9.2,b;

- toate persoanele care aparin mulimii oamenilor, a programatorilor, sau amelomanilor, dup cum este ilustrat n figura 9.2,c;

Este ns dificil de regsit direct propoziia "VASILE ESTE OM", sau orice altpropoziie corespunztoare relaiilor specificate n reeaua semantic, ntruct acestea nu au fostreprezentate ca noduri propoziionale la care se ataeaz descrierea componentelor respective.Lipsa unei asemenea reprezentri poate provoca dificulti la interpretarea reelei cu ajutorulcalculului propoziional, sau al limbajului calculului cu predicate de ordinul nti. De aceea, oreprezentare posibil a aseriunii date, cu specificarea unui nod care reprezint propoziia ca

entitate, se este prezentat n exemplul din figura 9.3.

Fig. 9. 3.Reprezentarea propoziiei i a componentelor sale ntr-o reea semantic, folosindprimitive de natur taxonomic


4/17


Nodul P reprezint propoziia ca entitate cu valoare de adevr, simbolul putnd fi utilizatca atare n formule ale calculului propoziional. Componentele sale sunt date sub forma de

predicate unare de natur taxonomic, astfel nct reeaua semantic din figura 9.3 poate fiinterpretat ca o formul

P Membru(VASILE) clasa(OM).Aceast aseriune, echivalent cu propoziia iniial, poate fi regsit direct deoarece esteidentificat printr-un simbol unic, P. De asemenea, vor putea fi regsite, revenind la exemplul

ilustrat n figura 9.2, toate mulimile n care VASILE este component i toate elementelemulimii OM. Nu vom putea ns regsi direct relaia dintre elementul VASILE i clasa OM,adic predicatul binar ESTE(VASILE,OM).

Pentru a elimina i acest ultim inconvenient, avem posibilitatea de a selecta primitivesemantice pentru arcele reelei, care s semnifice rolul jucat de fiecare component simbolic nstructura propoziiei. Vom folosi pentru a desemna aceste primitive semantice termenul de

primitive cazuale. Astfel, n propoziia aleas pentru exemplificare, simbolul ESTE este unrelaional ale crui argumente sunt simbolurile VASILE i OM. ntruct relaia nu estesimetric, poziia argumentelor n expresie este semnificativ. n consecin, vom alegeurmtoarele primitive semantice:- R2 pentru a specifica o relaie binar;- A1 pentru a specifica termenul care se afl pe locul primului argument al relaiei;

- A2 pentru a specifica termenul care se afl pe locul celui de al doilea argument al relaiei.Folosind aceste noi primitive, vom putea reprezenta aseriunea dat cu ajutorul reelei

semantice din figura 9.4.

Fig. 9. 4.Reprezentarea propoziiei folosind primitive semantice cazuale pentru relaia cu

componentele sale n reeaua semantic

Aceast reprezentare permite:- regsirea tuturor persoanelor care sunt elemente ale mulimii OM;- regsirea tuturor propoziiilor de tipul

( ESTE OM)printre care se afli propoziia P;

- regsirea relaiei asertat de propoziie, sub forma predicatuluiESTE(VASILE,OM).

Dac predicatul este exprimat n notaie infix, expresia obinut este nsui literalulpropoziiei date, adic "VASILE ESTE OM".

Cu ajutorul primitivelor taxonomice se asigurmotenireaproprietilor conceptului de

ctre toate instanele sale, eliminndu-se astfel necesitatea replicrii pentru fiecare instan nparte a definiiei date acestor proprieti n piesa de cunoatere care reprezint conceptul. tim,de exemplu c DONALD aparine clasei RA, iar aceasta este o PASRE. ConceptulPASRE este generic, denotnd numeroase concepte individuale ca RA, PAPAGAL,GSC, PESCRU etc. DONALD este o instan a conceptului RA. Datorittranzitivitii relaiilor intensionale, rezult c DONALD este PASRE (fig. 9. 5) i c are aripi.

Proprietatea conceptului individual RA de a fi o PASRE este motenit deindividul DONALD deoarece:

DONALD ESTE RAi RAA este PASREdeci DONALD ESTE PASRE.


5/17


Fig. 9. 5.Motenirea proprietilor prin relaii taxonomice

Proprietatea conceptului PASRE de a avea aripi, exprimat cu ajutorul relaiei deposesiune ARE cu care am etichetat arcul corespunztor, este motenit de ctre toidescendenii extensionali ai acestui concept, ceea ce se traduce prin propoziiile adevrate

RAA ARE ARIPIDONALD ARE ARIPI

obinute prin inferen asupra legturilor taxonomice ntre concepte:(1) RAA ARE ARIPI pentru c:

RAA ESTE PASRE i PASRE ARE ARIPI;(2) DONALD ARE ARIPI pentru c:

DONALD ESTE RAi apoi inferen (1).Orice proprietate adugat ulterior conceptului de pasre se va transmite prin motenire

tuturor descendenilor extensionali ai acestuia. Dac adugm, de exemplu, proprietatea cpsrile au pene, aceasta se va transmite prin motenire la toate conceptele individuale RAA,PAPAGAL, GSC, PESCARU care descind din conceptul de PASRE i, prin acestea, latoate instanele, inclusiv DONALD.

Studiul relaiilor taxonomice i al felului n care sunt motenite proprietile are odeosebit importan pentru reprezentarea cunoaterii cu ajutorul reelelor semantice.Necesitatea unei analize mai profunde a modului n care sunt formulate predicatelecorespunztoare relaiilor taxonomice a aprut ca urmare a inconvenientelor folosirii abuzive aunei singure primitive semantice de tipul ESTE (care apare n literatura de specialitate subdiferite denumiri ca IS, IS-A, AKO adic "a kind off") pentru a reprezenta ntreaga varietate detipuri de relaii care apar n realitate.

S analizm cazul ilustrat n figura 9.6, n care nodurile sunt concepte generice de tipmulime.

Fig. 9.6.Relaii submulime/mulime

n acest caz, relaia ESTE semnific incluziunea submulimii determinat de conceptulgeneric AUTOMOBIL-DIESEL n mulimea determinat a conceptului generic AUTOMOBIL,ceea ce nseamn corice element al submulimii este n acelai timp un element al mulimii. nconsecin, toate proprietile conceptului AUTOMOBIL se motenesc de ctre conceptulgeneric AUTOMOBIL-DIESEL, mai puin acele proprieti care sunt implicate n procesul de


6/17


constituire a submulimii. n exemplul de fa, tipul motorului n conceptul de AUTOMOBILeste un simbol care ia valori n mulimea (OTTO, DIESEL, WANKEL, ELECTRIC), pe cndconceptul de AUTOMOBIL-DIESEL are tipul motorului fixat prin instaniere la constantasimbolic DIESEL.

Sunt i situaii n care criteriul de grupare a elementelor n submulimi nu se regseteprintre proprietile definitorii ale conceptului generic al mulimii, ca n exemplul din figura 9.7.

Fig. 9. 7.Submulime selectat arbitrar, pe baz de criterii nerelevante pentru concept

n astfel de cazuri, conceptul generic de la nivelul submulimii motenete toateproprietile conceptului generic de la nivelul mulimii.

O relaie taxonomic poate fi stabiliti ntre concepte specificate prin predicate. Astfel,predicatul AUTOMOBIL(x), care semnific proprietatea obiectului x de a fi automobil, este nrelaie taxonomic cu predicatul VEHICUL(x) care semnific proprietatea obiectului x de a fi

vehicul.n acest caz, primitiva semantic ESTE se interpreteaz ca o relaie ntre predicatul

VEHICUL(x) care reprezint o generalizare a predicatului AUTOMOBIL(x), n sensulformulei

x AUTOMOBIL(x) VEHICUL(x).Despre predicatul AUTOMOBIL(x) se mai spune c reprezint o specializare a predicatuluiVEHICUL(x). Interpretarea relaiei taxonomice ca o generalizare/specializare a conceptelor estefoarte rspndit n lucrrile de inteligen artificial care trateaz reprezentarea cunoaterii cuajutorul reelelor semantice.

O alt modalitate de interpretare a relaiilor taxonomice dintre conceptele generice nreelele semantice este -abstractizarea conceptelor descrise cu ajutorul variabilelor formale.Folosirea variabilelor formale n expresiile predicative primare are rolul de a permitedesfurarea corect a procesului de substituie. n notaia uzual, nu putem distinge ntre cazulcnd f(x) este interpretat ca ofuncie de x, deci ca un concept, i cazul cnd f(x) este interpretatca valoare a funciei pentru o valoare nedeterminat a variabilei x, deci ca instan. Pentru a se

putea face aceast distincie, s-a dezvoltat teoria -conversiei care introduce o notaie distinctivpentru interpretarea lui f(x) ca o funcie de x, folosind operatorul de abstractizare funcional.Astfel,

x.f(x)denotfuncia f(x) de variabil x, cu condiia ca x s apar liber n expresia lui f(x).

S presupunem c vrem s reprezentm conceptul de triunghi ca fiind o particularizare anumrului de laturi (n=3) al conceptului mai abstract de poligon convex. Putem da o descrieregeneral a conceptului generic de poligon cu ajutorul unei expresii de forma

POLIGON

XYn.h(X,Y,n),n care X=(x1,...,xn) i Y=(y1,...,yn) sunt vectorii coordonatelor vrfurilor poligonului, iar n estenumrul de vrfuri. Conceptul de TRIUNGHI se obine din definiia poligonului, prin legareavariabilei n care semnific numrul de vrfuri la valoarea constant 3. Astfel

TRIUNGHI XY.h(X,Y,3),reprezint conceptul generic al tuturor triunghiurilor din planul (xy).

Exemplul ilustrat n figura 9.8 ilustreaz modalitatea de a instania concepte prinrestricionarea unor variabile ale conceptului generic.


7/17


Fig. 9. 8.Interpretarea relaiei taxonomice ca -abstractizare a conceptelor

9.2. Reele semantice simple

Prin termenul de reea semantic simpl denumim acel tip de reea semantic n carenodurile reprezint entiti individuale, iar arcele reprezint relaii ntre acestea. n reelelesemantice simple nu se introduc specializri ale arcelori nodurilor, proprietile fiecruisimbol fiind determinate de coninutul descrierii ce se asociaz fiecrui simbol care figureaz caetichet de nod, sau ca etichet de arc.

Cu ajutorul reelelor semantice simple se reprezint aseriuni libere de orice variabildeoarece, potrivit restriciei date prin definiie, nu se admit noduri specializate pentrureprezentri de variabile. Putem reprezenta, de exemplu, o pies de cunoatere care semnificfaptul c "la aniversarea zilei de natere a prietenei sale MARIA, care este o fat frumoas, IONi ofer drept cadou o carte", folosind reeaua semantic din figura 9.9.

Fig. 9. 9. Reea semantic simpl pentru reprezentarea cunoaterii

Astfel, se tie c ION este BIAT i c mulimea bieilor, ca de altfel i mulimeafetelor, sunt submulimi ale mulimii OM a oamenilor. Pentru ION, aciunea de a oferi CARTEdrept CADOU este un eveniment, care a fost notat cu simbolul EVENIMENT-1. Agentulacestui eveniment este deci ION, iar receptorul, deci persoana care primete cadoul, esteMARIA. Pentru MARIA, aniversarea zilei sale de natere este, de asemenea, un eveniment,


8/17


care a fost notat cu simbolul EVENIMENT-2. n cazul situa iei descris de piesa de cunoateredescris prin reeaua semantic din figura 9.9, evenimentul aniversrii este n relaie cauzal cuevenimentul oferirii cadoului.

Reprezentarea cunoaterii cu ajutorul reelelor semantice simple nu ofer noduriprefereniale de la care s fie iniiat procesul de interpretare. De aceea, selectarea nodului iniialpentru interpretare este o problem a crei rezolvare depinde de tipul aplicaiei. n mod obinuit,candidaii pentru poziia de nod iniial ntr-o reea semantic sunt selectai dup urmtoarele

criterii: - dac unul din noduri este etichetat cu un simbol care se folosete i pentru numelepiesei de cunoatere, atunci acesta va fi nodul iniial al descrierii;

- n celelalte cazuri, candidaii sunt acele noduri care au proprietatea de a fi noduri sursn toate relaiile n care sunt implicate.

Descrierea unei reele semantice simple se face prin descompunerea acesteia n tripletede forma

( ).Astfel, innd seama c singurul nod care figureaz numai ca nod surs este cel etichetat

Eveniment2, reeaua semantic din figura 9.9 poate fi descris prin urmtoarea list de liste nlimbajul LISP:

((EVENIMENT2 ESTE ZI-DE-NASTERE)

(ZI-DE-NASTERE ESTE ANIVERSARE)(EVENIMENT2 AGENT MARIA)

(MARIA ESTE FATA)(FATA SUBMULIME OM)

(MARIA CALITATE FRUMOASA)(MARIA PRIETEN ION)

(ION ESTE BAIAT)(BAIAT SUBMULIME OM)

(EVENIMENT2 CAUZEAZA EVENIMET1)(EVENIMENT1 ACIUNE OFER)(EVENIMENT1 OBIECT CARTE)

(CARTE ESTE CADOU)

(EVENIMENT1 AGENT ION)(EVENIMENT1 RECEPTOR MARIA)).

O alt modalitate de reprezentare a reelei semantice const din construirea receptoruluipentru fiecare nod surs, asociind acestuia mulimea de perechi ( )care l caracterizeaz. Aceast modalitate, exemplificat prin secvena de mai jos, are avantajulde a elimina redundanele care apar prin repetarea specificrii nodului surs.

((EVENIMENT2 (ESTE ZI-DE-NASTERE)(RECEPTOR MARIA)(CAUZEAZA EVENIMENT1))

(ZI-DE-NASTERE (ESTE ANIVERSARE))(MARIA (ESTE FAT)

(CALITATE FRUMOAS)(PRIETEN ION))

(EVENIMENT1 (ACIUNE OFER)(OBIECT CARTE)(AGENT ION)(RECEPTOR MARIA))

(FAT (SUBMULIME OM))(ION (ESTE BIAT))(BIAT (ESTE OM))(CARTE (ESTE CADOU)).


9/17


9.3. Reele semantice sortate

Clasa reelelor semantice sortate cuprinde mai multe tipuri de reele semantice,caracterizate prin aceea c folosesc specializarea nodurilor i/sau arcelor pentru a specificaunele diferene de natur structural ntre aceste entiti, care nu pot fi relevante prin etichetare.

Pn n prezent, s-a expus doar o modalitate de specializare a nodurilor, prin creareaunor noduri de tip propoziie.Reprezentarea propoziional a cunoaterii se utilizeaz de obicei

n aplicaii de dialog n limbaj natural. Structura sintactic a propoziiei, realizabil cu ajutorulunui numr limitat de relaii, nu ofer suficiente mijloace de reprezentare a semnificaiei. Potexista numeroase exemple de propoziii sintactic corecte, dar incorecte din punct de vederesemantic.

Propoziia poate fi priviti ca un eveniment, produs de instanierea predicatului caresemnific aciunea (verbul) propoziiei. Celelalte componente ale propoziiei sunt de fapttermeni ai acestui predicat, poziia lor n semantica predicatului este denumitcaz sau roli seidentific prin eticheta relaiei cazuale asociate. O selecie de relaii, suficiente pentruexemplificrile anterioare, este prezentat mai jos.

- Relaia PREDICAIE stabilete c nodul surs, de tip propoziional, este o instanierea predicatului specificat de eticheta nodului destinaie, care poate reprezenta o aciune sau ostare, fiind echivalent cu verbul propoziiei;

- Relaia AGENT are ca nod destinaie o entitate care are capacitatea de a efectuaaciunea. Aceast entitate, denumiti "actor", are rolul de subiect logic al propoziiei.

- Relaia RECEPTOR are ca nod destinaie o entitate care beneficiaz de rezultatulaciunii.

- Relaia OBIECT are ca nod destinaie o entitate care este afectat de aciuneaspecificat pentru propoziia din nodul surs.

- Relaia INSTRUMENT are ca nod destinaie o entitate pe care agentul o folosete laefectuarea aciunii pe care o suport obiectul.

- Relaia LOC are ca nod destinaie o entitate exprimnd o poziie n spaiu, carereprezint locul desfurrii aciunii.

- Relaia TIMP are ca nod destinaie o entitate care reprezint, sub o anumit form,

timpul momentan. Pentru a reprezenta intervalul de timp, aceast relaie poate fi specializat fieprin dou relaii momentane (moment-iniial i moment-final), fie prin relaia de DURAT,care pune n eviden numai valoarea intervalului, fr a-i specifica poziia pe scara timpului.

De exemplu, s considerm urmtoarea pies de cunoatere factual:

DIMINEAA, LA PIA, ION CUMPR CU BANI FLORI PENTRU MARIA.

Reeaua semantic care reprezint propoziional aceast afirmaie, folosind relaiile cazualemenionate anterior, este ilustrat n figura 9.10.

Fig. 9. 10.Reprezentarea propoziional ntr-o reea semantic


10/17


Determinarea relaiilor cazuale n reprezentrile propoziionale a fost studiat de Dik ncadrul teoriei sale privindgramaticile funcionale. Esenial pentru reprezentarea propoziionaleste predicaia, care poate fi exprimat cu ajutorul unui simbol de predicat de o aritatecorespunztoare descripiei, argumentele sale fiind grupate n dou clase:

- argumentele de baz, necesare n mod obligatoriu pentru a defini o instan valabil apredicatului;

- argumentele periferice, opionale n instanieri, care aduc n cadrul reelei relaii

suplimentare prin care cunoaterea se contureaz sub aspecte care nu depind exclusiv depredicaia considerat.Se definesc urmtoarele sorturi de expresii predicative, corespunztoare categoriilor

sintactice ale limbajului natural:-sortul V al expresiilor predicative verbale, care apar n instane ca predicate ale propoziiilor;-sortul A al expresiilor predicative adjectivale, care apar n instane ca modificatori de termeni;-sortul N al expresiilor predicative nominale, care apar n instane ca definitori de termeni.

Orice predicaie descrie o stare de lucruri care, dac are un corespondent n lumea real,d valoare de adevr predicatului. O stare de lucruri care nu se modific n timp se spune c este

static, spre deosebire de starea de lucruri dinamic pe care o caracterizeaz schimbarea ntimp. Dac n cadrul predicatului se definete un argument denumit controlor cruia i serecunoate puterea de a determina starea de lucruri asociat predicaiei, aceasta se numete

controlat. Cu privire la caracteristicile de dinamism i control, se consider urmtoarele sorturide determinri ale predicaiilor:

- aciunea, corespunztoare unei stri de lucruri dinamice i controlate;-procesul, corespunztor unei stri de lucruri dinamice, dar necontrolate;-poziia, corespunztor unei stri de lucruri statice i controlate;-situaia, corespunztoare unei stri de lucruri statice, dar necontrolate.n cazul predicaiilor din sortul ACIUNE, relaiile cazuale de baz care determin

argumentele prii nucleare sunt AGENTUL i OBIECTUL. Relaiile cazuale periferice potspecifica RECEPTORUL (sau beneficiarul) aciunii, DIRECIA desfurrii aciunii,INSTRUMENTUL folosit, SURSA obiectelor aciunii, LOCUL i TIMPUL.

n cazul predicaiilor din sortul PROCES, nu avem relaie cazual de tip AGENTdeoarece acest sort este necontrolat. Singura relaie cazual de baz este OBIECTUL afectat de

proces. Printre relaiile periferice poate fi specificat FORA care produce procesul, ca i alterelaii cazuale periferice cum sunt SURSA, LOCUL i TIMPUL. Un exemplu de predicaie dinsortul proces ar putea fi exprimat prin propoziia

"FORA VALURILOR ERODEAZA FALEZA".

Predicaiile din sortul POZIIE au, datorit caracteristicii de controlabilitate, un agentcare controleaz poziia, a crui relaie cazual o vom nota prin termenul POZIIONAR.Aceast relaie este suficient pentru a exprima stri de lucruri n care poziionarul se

poziioneaz pe sine, ca n propoziia "MARIA ST". Putem preciza nsi LOCUL n care s-astabilit poziionarea, ca n propoziia "MARIA ST LA POART". Pentru cazurile n careobiectul poziionat nu coincide cu poziionarul, se introduce relaia cazual OBIECT, ca ncazul propoziiei

"PESCARUL INE UNDIA N AP".

Pentru predicaiile din sortul SITUAIE, statice i necontrolate, argumentele nundeplinesc funcii semantice, cu excepia celor care reprezint TIMPUL i LOCUL.

Sorturile analizate fac posibil reprezentarea n reele semantice a cunoaterii factuale,n care sunt implicate obiecte concrete (instane), obiecte a cror complexitate este limitat la

posibilitile de exprimare ale unei propoziii simple. Pentru a acoperi ntregul spectru de cerine


11/17


ale reprezentrii cunoaterii, vom completa sorturile de noduri i arce prezentate mai nainte, nvederea atingerii urmtoarelor obiective:

- reprezentarea cunoaterii conceptuale, n care sunt implicate obiecte abstracte de tipulvariabilelor;

- definirea unui set minimal de operaii pe mulimea reprezentrilor cu reele semanticeaferente propoziiilor simple;

- compunerea pieselor de cunoatere complexe din reprezentri propoziionale de tipul

celor prezentate anterior.Vom introduce mai nti un nou sort de noduri pentru simbolurile care semnificvariabile. Pentru claritatea expunerii, s considerm urmtorul exemplu:

"CINE SE SCOAL DE DIMINEA, AJUNGE DEPARTE"

Putem privi aici semnificaia cuvntului "CINE" ca fiind echivalent semantic cu"ORICE OM CARE", deci putem transcrie exemplul considerat prin formula:

(ESTE(x,OM) SE_SCOALA(x,DIMINEAA)) AJUNGE(x,DEPARTE)).Reeaua semantic prin care reprezentm aceast stare de lucruri este ilustrat n figura 9.11.Pentru implicaie s-a utilizat relaia interpropoziional IMPLIC.

n cazuri de complexitate superioar, apare necesitate specificrii explicite a

cuantificatorilor. Pentru aceasta, observm c, n cazul exemplului din figura 9.11, implicaiapoate fi interpretat nu numai ca relaie interpropoziional, ci i ca o nou propoziie

P ORICARE(x) DACA P1(x) ATUNCI P2(x)care, inclus n descrierea anterioar, conduce la reeaua semantic din figura 9.12.

Fig. 9.11.Conectarea reelelor semantice propoziionale prin intermediul nodurilor devariabile i a relaiilor interpropoziionale


12/17


Fig. 9.12.Specificarea explicit a cuantificatorului universal

Participarea variabilei x la propoziia P3, nespecificat n exemplul iniial dar adugatde noi ca pies auxiliar de cunoatere, este subneleas. Pentru a surprinde semnificaia real aafirmaiei cnu orice fel de x, ci numai cel care aparine clasei oamenilorface ca propoziia P1s implice propoziia P2, s reformulm propoziia iniial astfel:

DAC x ESTE OM i x SE SCOAL DE DIMINEA, ATUNCI x AJUNGEDEPARTE.

Reprezentarea ntr-o reea semantic a acestei fraze necesit un instrument adecvatpentru reprezentarea conectivei logice I. Putem folosi pentru aceasta un nou sort de noduri,etichetate cu conectiva logic pe care o reprezint i n relaie cu noduri de alte tipuri, carereprezint termeni ai formulei. S notm aceast relaie cu simbolul TERMEN. Utiliznd acestesorturi de noduri, fraza de mai sus se reprezint prin reeaua semantic ilustrat n figura 9.13.

Fig. 9.13.Reea semantic multisortat cu cuantificare universal a variabilei

Pn acum au fost descrise reprezentri propoziionale ale pieselor de cunoatere cuajutorul reelelor semantice i s-au sugerat unele posibiliti de realizare a conexiunilorinterpropoziionale prin intermediul nodurilor de variabile i al nodurilor de conective logice.


13/17


Specific metodei de reprezentare a cunoaterii cu ajutorul reelelor semantice este nsconectarea pieselor de cunoatere cu ajutorul relaiilor interpropoziionale.

Dou propoziii P1i P2, pot fi ntr-o relaie de scop dac aciunea specificat n una din celedou propoziii, fie aceasta P1, se realizeaz n vederea atingerii obiectivului specificat n cealalt

propoziie, P2. Un exemplu de acest tip ar putea fi propoziia: "ION NVA ALGEBRAPENTRU CA S REUEASC LA EXAMEN". Se observ c propoziia P1 este asertat ("IONNVA ALGEBRA"), n vederea atingerii obiectivului descris n propoziia P2 ("S

REUEASC LA EXAMEN"). Ceea ce se specific prin P2 nu mai este ns asertat: predicaiaREUETE este o perspectiv avnd obiectul EXAMEN, perspectiv a crei realizare nu este nscertificat. De aceea, se spune despre relaia interpropoziional SCOP c este neasertiv.

O alt stare de lucruri pentru conceptul de relaie interpropoziional este cauzalitatea:ceea ce se afirm n propoziia P1 reprezint CAUZA pentru ceea ce se afirm n propoziia P2.Relaia reciproc se numete EFECT i are semnificaia c P2 este efectul a ceea ce se afirm nP1. Relaia de cauzalitate este asertiv.

Strile de lucruri reprezentate propoziional pot fi i n relaie de dependen temporalunele fa de altele. Un eveniment poate precede mai multe evenimente, dup cum i mai multeevenimente pot precede simultan un singur eveniment. Putem nota prin PRECEDE aceastrelaie interpropoziionali prin SUCCEDE reciproca acesteia.

n procesul de interconectare a pieselor de cunoatere individuale ntr-o reea semantic

prin care s reprezentm cunoaterea sub toate aspectele sale conceptuale i factuale, apare canecesarorganizarea reelei semantice n vederea stabilirii ierarhiei ntre diferitele componenteale reelei. Cea mai simpl organizare mparte reeaua n dou pri:

- reeaua conceptual, n care sunt descrise piesele de cunoatere care reprezintconcepte de obiecte, aciuni, procese, stri de lucruri cu caracter generic;

- reeaua factual, n care sunt descrise instanele acestor concepte.n general, datorit relaiei taxonomice dintre concepte i instane, acestea din urm

motenesc toate proprietile conceptelor. Uneori ns, ntre componentele reelei factuale potapare relaii suplimentare, n afara celor stabilite n reeaua conceptual, care descriu stri delucru particulare, n care sunt implicai doar unii indivizi, deci care nu pot fi avute n vedere lanivelul conceptelor. Alteori, motenirea nu se transmite pentru toate proprietile specificate nconcept, fiind necesar prevederea unui mecanism de luare n consideraie a excepiilor. O astfel

de situaie este ilustrat n exemplul prezentat n figura 9.14.Astfel, conceptul de RNDUNIC fiind subordonat prin relaia taxonomic ESTE

conceptului de PASRE, motenete de la aceasta proprietile de a se putea deplasa prinZBOR i MERS. Conceptul de RA motenete de asemenea aceste proprieti dar are, n

plus, proprietatea de a se putea deplasa i prin NOT. Conceptul de PINGUIN se bucuri el deaceast proprietate suplimentar, n schimb nu poate s zboare (excepia la motenirea

proprietii este specificat prin negarea modalitii de ZBOR n propoziia P2, al crui agenteste PINGUIN).


14/17


Fig. 9.14.Descrierea variabilitii ereditare n reeaua conceptual

Ca urmare a acestor modificri, roiul DONALD nscris ca instan n reeaua factualva moteni proprietile conceptului de RA care sunt:

- deplasare prin ZBOR i MERS, ca efect al motenirii de ctre RA a proprietilorrespective de la conceptul PASRE;

- deplasarea prin NOT, ca efect al specificrii acestei proprieti suplimentare pentru

conceptul de RA, de la care o motenete.n schimb, pinguinului APOLODOR i se va inhiba proprietatea de deplasare prin zbor,motenit de conceptul de PINGUIN de la conceptul de PASRE i inhibat la nivelulconceptului de PINGUIN ca efect al negaiei din P2, care puncteaz aceast modalitate dedeplasare, deoarece APOLODOR este o instan a conceptului de PINGUIN pe care lmotenete.

Exerciii. S se descrie prin reele semantice urmtoarele fraze:1) "Ion a ctigat la Loto i i-a cumprat un calculator performant, iar Mariei, prietena sa,

i-a cumprat trandafiri."2) "Leneul mai mult alearg!"3) "La omul srac nici boii nu trag."

4) "La pomul ludat s nu te duci cu sacul."5) S se reprezinte urmtoarele concepte i relaii:

Mijloc de transport avion pe sol, zboarelicopter pe sol, zboarhidroavion plutete, zboarautomobil pe solsubmarin plutete, sub ap


15/17


Exemplul 1) "Ion a ctigat la Loto i i-a cumprat un calculator performant, iar Mariei,prietena sa, i-a cumprat trandafiri."

Eveniment 1: ctig LOTO (agent agenie LOTO; receptor Ion)Eveniment 2: cumprare calculator (agent Ion; receptor Ion)Eveniment 3: cumprare flori (agent Ion; receptorMaria)

(EV 1 (ESTE castig_LOTO)(AGENT agentie_LOTO)(RECEPTOR Ion)(CAUZEAZA EV_2)(CAUZEAZA EV_3))

(castig_LOTO (ESTE noroc))(Ion (ESTE baiat))(baiat (ESTE om))(Maria (ESTE fata)

(PRIETENA Ion))(fata (ESTE om)

(EV 2 (ACTIUNE cumparare)(OBIECT calculator)(AGENT Ion))

(EV 3 (ACTIUNE cumparare)(OBIECT trandafiri)(AGENT Ion)(RECEPTOR Maria))

(calculator (ESTE masina)(CALITATE performant ))

(trandafir (ESTE floare))(floarea (ESTE planta))

Exemplul 2) "Leneul mai mult alearg!"X ( ESTE(X, OM) ESTE(X, LENE)) ALEARG(X, MAI_MULT)

LENE ESTE ALEARG MAI MULT

P1 P2

X

P3 ESTEESTE

IMPLIC

TIMP

PREDICAIEPREDICAIEAGENTAGENTCLASA

MEMBRU

CLASA PREDICAIE

NOROC

Ctig LOTO

Eveniment 1

Eveniment 3

Cumprare

Eveniment 2

Ion

Trandafiri Floare Plant

Biat Om

Cumprare

Calculator Main

Perfromant

Maria Fata

Agenie LOTO

ESTE ESTE

ESTE

ESTEESTE

ESTEESTE

ESTE

ESTE

receptor

receptor

agent

calitate

aciune

obiect

agent

obiect

aciune

cauzeaz cauzeaz

agent/receptor

prieten


16/17


Exemplul 3) "La omul srac nici boii nu trag!"X ( ESTE(X, OM) ESTE(X, SRAC)) NU_TRAG(X, BOII)

NU TRAG

BOII

P

P2

X

CLASA PREDICA IE

P1 P3

ESTEESTE OMSRAC

ORICARE

TERMEN 2

TERMEN 1 AGENT

PREDICA IECLASA

MEMBRU

Exemplul 4) "La pomul ludat nu te du cu sacul"[X ( ESTE(X, POM) ESTE(X, LUDAT))] [Y ( ESTE(Y, OM)

NU_TE_DU (Y, CU_SACUL)NU TE DU

CU SACUL

P P4

X

CLASA PREDICA IE

P1 P3

ESTEESTE LUDATPOM

ORI

CARE

TERMEN 2

TERMEN 1

AGENT

PREDICAIECLASA

MEMBRU

CLASA PREDICA IE

P3

ESTEOM

MEMBRUY

ORICARE

AGENT


17/17


Exemplul 5) Mijloace de transport

AVION

P1

MIJLOC DE TRANSPORT

AGEN

T

ELICOPTER HIDROAVION AUTOMOBIL SUBMARIN

SE DEPLASEAZ

P5

SUB APPLUTETE

P4

P3

P2

PE SOLZBOR

MODALITATE

PREDICA IEAGENT

ESTE ESTE ESTE ESTE ESTE

AGEN

T

AGEN

T

AGENT

MODALITATE

MODALITATE

MODALITATE

MODALITATE

PREDICA IE TERMEN

TERMEN

TERMEN TERMEN

Cap. 9 - Retele Semantice

Documents

Transcript of Cap. 9 - Retele Semantice