Intelligenza Artificiale 2Metodologie di ragionamento

Prof. M.T. PAZIENZA

a.a. 2000-2001

Reti semantiche

• Gli oggetti del mondo sono nodi di un grafo

• I nodi sono organizzati in una struttura tassonomica

• Gli archi tra i nodi rappresentano relazioni binarie di diversa tipologia

Forma di rappresentazione prossima alla modalità umana.

Reti semantiche

• La semantica di una rete semantica può essere enunciata fornendo gli equivalenti in logica del primo ordine per le asserzioni nel linguaggio della rete.

Reti semantiche

Imprecisa natura delle reti semantiche legata al fatto che non si distingue tra nodi che rappresentano classi e nodi che rappresentano oggetti individuali

Distinguere le relazioni di appartenenza:• Is-a (elemento / istanza di una classe )• a-kind-of (sottoclasse)

Reti semantiche

Reti semantiche

Reti semantiche

Necessità di etichettare e direzionare gli archi per identificare univocamente la relazione

• Es.

• Mario compra una barca

versus

• Una barca è comprata da Mario

Reti semantiche

Permettono di gestire la semantica di una frase del linguaggio naturale distinguendo

• Struttura superficiale

da

• Struttura profonda

del discorso

Reti semantiche e Prolog

is-a di un elemento m con la classe c è rappresentato dal fatto c(m)

a-kind-of di una sottoclasse c con una superclasse s è rappresentato da s(X):-c(X)

Reti semantiche ed Ereditarietà

Nelle reti semantiche l’ereditarietà permette una forma particolare di inferenza

• Se un oggetto appartiene ad una classe, esso eredita tutte le proprietà di quella classe

L’ereditarietà si applica anche ai link di tipo a-kind-of

Una sottoclasse eredita (per ciascun suo elemento) tutte le proprietà della superclasse

Reti semantiche

L’uso delle reti semantiche in cui i nodi rappresentino azioni individuali e gli archi rappresentino oggetti aventi ruoli diversi in tali azioni permette di costruire grafi complessi per rappresentare scenari completi

Rappresentazione di frasi complesse ed articolate

Reti semantiche

• Si possono avere anche archi che rappresentano relazioni temporali

• Se due azioni diverse puntano allo stesso nodo tempo, il tempo delle due azioni può essere considerato contemporaneo (si ipotizza che le azioni accadono istantaneamente)

Reti semantiche

Fare inferenza da una rete semantica prevede la ricerca di cammini particolari (ogni arco attiva cammini soddisfacenti domande diverse)

Ereditarietà ed eccezioni

Per gestire le eccezioni degli elementi reali di una classe, si considera la semantica di

Rel(R,A,B) valore di default,

ovvero significa che B è un valore di default della relazione R per i membri di A, ma tale valore può essere sovrascritto da altra informazione (principio della ereditarietà con eccezioni)

Reificazione (una relazione R diventa un oggetto, non un predicato)come alternativa

Ereditarietà multipla

Per ereditarietà multipla si intende la possibilità che un oggetto appartenga a più di una categoria e che quindi possa ereditare proprietà lungo percorsi differenti

(possibili conflittualità)

Ereditarietà multipla

Inferenze conflittuali risolvibili con informazioni aggiuntive

Espansioni / Aggiornamenti

• La logica del primo ordine usa la funzione TELL per aggiornare una base di conoscenza godendo della proprietà di monotonia.

• L’ereditarietà con eccezioni è non monotona.• Le logiche non monotone permettono di affermare

che una proposizione P è considerata vera fin quando qualche realtà aggiuntiva non consente di dimostrare che P è falsa.

Relazioni n-arie

• Relazioni binarie sono la rappresentazione degli archi tra una coppia di nodi di un grafo.

• Relazioni n-arie saranno espresse da predicati n-ari con una lista ordinata di argomenti con nomi specifici. Ciò permette di esprimere i casi di frasi complesse di un linguaggio naturale-> Grafi Concettuali

Espressività

Nelle reti semantiche non è possibile rappresentare:

negazione

disgiunzione

quantificazione

Frames

Invece di avere un numero imprecisato di archi uscenti da un nodo, si definisce un numero prefissato di slot per rappresentare gli attributi di un oggetto

Ogni oggetto è un membro / istanza di una classe cui è collegato da un link is-a

La classe indica il numero di slot validi a livello di classe ed il nome di ciascuno slot

Script

Gli script implementano l’idea di rappresentare azioni ed eventi usando una rete semantica

Ovvero l’intero insieme di azioni coincide con la descrizione di cammini stereotipali

Gli script fanno uso dell’idea di default dove alla classe sono associate le regole di una qualche azione ed all’istanza di una classe corrispondono le istanze delle azioni

Script / storie

• Analogo alla descrizione di storie

• L’idea è che l’informazione è fornita per punti generali ed associata alla classe

• Sarà possibile rispondere ad una molteplicità di domande correlando i punti generali ad un unico tema condiviso per quella specifica domanda