Intelligenza Artificiale 1 Gestione della conoscenza lezione 7 Prof. M.T. PAZIENZA a.a. 2000-2001.
Sistemi basati su conoscenza Comunicazione basata sul linguaggio naturale (grammatica, semantica)...
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Sistemi basati su conoscenzaComunicazione basata sul linguaggio
naturale(grammatica, semantica)
Prof. M.T. PAZIENZA
a.a. 2002-2003
ComunicazioneLa comunicazione è lo scambio intenzionale
di informazioni effettuato attraverso la produzione e percezione di segni presi da un sistema condiviso di segni convenzionali
Linguaggio = sistema complesso e strutturato di segni per la comunicazione
Il linguaggio umano è altamente codificato e copre un numero infinito di istanze di comunicazione
Linguaggio
Parola qualsiasi tipo di segno comunicativo convenzionale
Parlante chi attiva la comunicazione
Ascoltatore chi riceve la comunicazione
Enunciato valore della comunicazione
Linguaggio per comunicare
Atti linguistici per trasferire informazione all’ascoltatore
Atti linguistici per far agire l’ascoltatore
Linguaggio per comunicare
Pianificazione
• Decidere quale atto linguistico attivare e quando per raggiungere l’obiettivo di comunicare una determinata informazione ad un ascoltatore
• Nondeterminismo degli atti linguistici
Linguaggio per comunicare
Comprensione degli atti linguistici
La sintassi e la semantica determinano la comprensione di un atto linguistico
Comprensione di atti linguistici
Grammatiche basate sulla struttura di frase (stringhe composte da sottostringhe o sintagmi)
S-> NP VP
Categorizzazione dei sintagmi
esempi:
Sintagmi nominali, NP, Noun Phrase
Sintagmi verbali, VP, Verb Phrase
Sintagmi preposizionali, PP, Prepositional Phrase
I sintagmi sono dei link tra grammatica e semantica.
GrammaticheUna grammatica o sintassi G è definita da:V alfabeto di simboli terminaliN alfabeto di simboli non terminali (o
categorie sintattiche)P insieme finito di regole di produzione
sintattiche del tipodove ed V)
S assioma o simbolo iniziale G (V,N,P,S)
Esempio V= il, lo, gatto, topo, sasso, mangia, beve
N= <frase>,<sogg>,<verbo>,<comp-ogg>, <art>, <nome>
S=<frase>
P:
<frase>::=<sogg><verbo><comp-ogg>
<sogg>::=<art><nome>
< comp-ogg >::=< art><nome>
<art>::= il lo
<nome>::= gatto topo sasso
<verbo>::= mangia beve
<frase>
<sogg> <verbo> <comp-ogg>
<art> <nome> mangia <art> <nome>
il gatto il topo
Esempio di albero sintattico
Modelli di comunicazione
Messaggio codificato
1- Il parlante ha in mente una proposizione P
2- Il parlante codifica la proposizione in segni W
3- L’ascoltatore tenta di decodificare il messaggio W per ricostruire la proposizione P
Si ipotizza di mantenere la stessa interpretazione ai tre livelli
Processi della comunicazione
Intenzione S vuole che H creda PGenerazione S sceglie le parole WSintesi S emette le parole WPercezione H percepisce W’Analisi H inferisce che W’ ha vari
significati Pi
Disambiguazione H inferisce che S intendeva affermare Pi
Assimilazione H decide di credere Pi
Processi della comunicazione
Parsing
Parsing: processo di assegnazione di una parte del discorso (nome, verbo,…) ad ogni parola di una frase ed al raggruppamento di parole in sintagmi (albero di analisi o sintattico)
Un albero sintattico è un albero in cui i nodi interni rappresentano sintagmi, gli archi rappresentano l’applicazione di regole grammaticali e le foglie rappresentano parole.
Processi della comunicazione
Interpretazione semantica: processo di estrazione del significato da un enunciato di un particolare linguaggio; associazione di significati a stringhe in isolamento (now); possibile ambiguità degli enunciati
Interpretazione pragmatica: associazione di significati ad enunciati e fatti in contesti specifici (S3); rappresentazione della situazione corrente
Linguaggio per comunicare
Si usa il linguaggio per comunicare se e solo se gli agenti coinvolti nella comunicazione:
• Condividono la conoscenza di un linguaggio
• Condividono la conoscenza del contesto della conversazione
• Sono razionali e quindi la loro reazione ad un atto linguistico è prevedibile
Modelli di comunicazione
Modello del linguaggio situato
Il significato di un messaggio dipende sia dalle parole che dalla situazione in cui le parole sono emesse
le stesse parole (strutture di) assumono significati diversi in contesti diversi
(es: sono qui, leggi questo libro. Il “valore” di qui, questo, cambiano con il tempo ed il luogo)
Comunicazione con Tell e AskAgenti che condividono lo stesso linguaggio di rappresentazione
interna e i simboli usati. (problema della condivisione della denominazione dei simboli e delle relazioni tra simboli)
possono accedere alle basi di conoscenza degli altri nello stesso modo che alla propria (tramite la Tell per inviare una proposizione e tramite la Ask per verificarne la conoscenza) (problema dell’aggiornamento delle Bdc)
Comunicazione telepatica
Comunicazione con Tell e Ask
Comunicazione tramite il linguaggio
Condivisione del linguaggio di comunicazione (ed, al più, del linguaggio interno ma non della Bdc)
Traduzione da linguaggio esterno a linguaggio interno
Problema di riconciliare le differenze tra le basi di conoscenza interne degli agenti
Comunicazione tramite il linguaggio
Linguaggio Naturale Necessità di definire una grammatica formale
• Dinamicità della lingua• Non grammaticalità di alcune espressioni• Comprensibilità del messaggio anche se
scorretto formalmente
I linguaggi formali sono assunti essere adatti a gestire i linguaggi naturali, ma con molti limiti e problemi
Linguaggio Naturale
• Definiamo lessico l’insieme delle parole ammissibili del vocabolario della lingua
• Le parole sono raggruppate in categorie o parti del discorso (nome, articolo, pronome,verbo,…)
• Classi aperte (nomi, verbi, aggettivi)• Classi chiuse (pronomi, avverbi, articoli,
preposizioni, congiunzioni)
Grammatica del linguaggio
Regole
• S-> NP VP S congiunzione S
• NP -> Pronome Sostantivo Articolo Sostantivo Cifra Cifra NP PP NP RelClause
• VP-> Verbo VP NP VP Aggettivo VP PP VP Avverbio
• PP -> Preposizione NP
• RelClause -> that VP
Analisi sintattica
• Ricostruzione della struttura della frase di un enunciato, data una grammatica
• Foresta di analisi: lista ordinata di Alberi di analisi
• Algoritmi di parsing: approccio top-down e bottom-up
Analisi di un enunciato
Descrivere grammatiche
BNF (problemi)
• Descrive stringhe (senza significato)
• Descrive grammatiche libere da contesto
S->NP VP
Sostantivo-> odore … … …
Grammatica logica
Logica del primo ordine
• Gestisce “stringhe con significato”
• Ogni nonterminale diventa predicato unario vero per stringhe che sono sintagmi di quella categoria
)(tan...)""(
)),(()()( 2121
stivoSosodores
ssConcatenaSsVPsNP
Grammatiche a clausole definite DCG
Una grammatica logica permette inferenze non limitate (quindi approccio risolutivo costoso, necessaria una limitazione)
Nelle grammatiche a clausole definite (DCG) ogni formula deve essere una clausola definita (in forma di Horn ha un solo atomo come conseguente e un atomo o una congiunzione di zero o più atomi come antecedente)
Con il formalismo DCG una grammatica è definita in termini di logica del primo ordine
Grammatiche a clausole definite DCG
Sul lato sinistro un singolo nonterminale (aumentato o meno)
Sul lato destro di una regola: • I simboli nonterminali possono essere aumentati
con argomenti (semantica) in più NP(s,sem)
• Una variabile può apparire sul lato destro di una regola DCG
• Un test logico tra graffe può apparire sul lato destro di una regola.
Grammatiche
Se non si distinguono i casi (ruoli sintat. e concord.) le grammatiche possono generare anche frasi sgrammaticate (overgenerazione)
Es. Io dare te la penne
Non è vero che qualunque NP si combina con qualunque VP e questo con qualunque PP in qualsiasi ordine
L’introduzione di nuove regole che considerino i casi farebbe esplodere (nel numero) le grammatiche
Grammatiche aumentate1. Parametrizzare le regole ed aggiungere delle
variabili permette di mantenere cost. il num. di regole di una grammatica (costo computazionale) e risolve anche il problema delle concordanze.
Esempio (in inglese)
S->NP(nominativo) VP ….
2. Sottogategorizzare i verbiEsempio (in inglese)
PP->Preposizione NP(accusativo)
Sottocategorizzazione verbale
Analisi dei complementi (sintagmi obbligatori che seguono un verbo all’interno del sintagma verbale)
• Lista di sottocategorizzazione (lista di categorie che il verbo accetta prioritariamente e che lo caratterizzano)
• Aggiunti (sintagmi non dominati del verbo: spazio e tempo)
E’ possibile che un verbo abbia più di una lista di sottocategorizzazione / E’ possibile che un sostantivo abbia più di una categoria
Sottocategorizzazioni verbali
Sottocategorizzazioni verbali
Aumentare la catergoria VP con un appropriato argomento di sottocategorizzazione (complementi necessari a formare un VP completo)
VP(sottocat)-> VP([NP!sottocat]) NP(accusativo)
!VP([Aggettivo!sottocat])Aggettivo
!VP([PP!sottocat]) PP
!Verbo(sottocat)[]
Sottocategorizzazioni verbali
Semantica dei linguaggi formali
Semantica composizionale
La semantica di un qualsiasi sintagma è funzione della semantica dei suoi sottosintagmi
(esempio, in aritmetica se conosciamo il significato di X,Y,+, allora conosciamo il significato di X+Y)
Semantica dei linguaggi naturali
• Il significato delle parole (e dei sintagmi) non dipende in maniera composizionale dal contesto circostante
• E’ possibile avere più interpretazioni semantiche corrette di una stessa locuzione
• Necessità di effettuare una disambiguazione, ovvero una scelta tra le possibili interpretazioni semantiche
Ambiguità lessicale
• Si ha ambiguità lessicale nel caso in cui una parola abbia più di un significato.
• L’ambiguità lessicale può essere trasversale rispetto alle categorie (es. piano)
Ambiguità sintattica (o strutturale)
• L’ambiguità sintattica può essere presente con o senza ambiguità lessicale
“La vecchia porta la sbarra”
Le ambiguità lessicale e sintattica portano all’ambiguità semantica
Ambiguità semantica
Una forma di ambiguità semantica è data dall’ambiguità dei riferimenti (ad esempio anaforici)
Egli urlava per avere a tutti i costi un pallone. Lo spinsi fuori dalla porta
Albero di analisi (espressioni aritmetiche)
Albero di analisi
Interpretazione pragmatica
Spesso è necessario completare l’interpretazione con informazioni relative:
1)alla situazione corrente; tale informazione non è composizionale e dipende dal contesto (es: riferimenti a soggetti sottintesi, ad avverbi temporali e spaziali,…)
2)ad oggetti citati precedentemente nel testo (anafora) Es.1 Dopo la proposta di Mario a Maria, hanno cercato un prete e si sono sposati. In luna di miele sono andati a Parigi. 2.Giovanni ama Maria, ma lei non ricambia il suo sentimento.
Interpretazione pragmatica
• L’interpretazione pragmatica prende in considerazione la situazione corrente per determinare l’effetto di un enunciato in un determinato contesto
Disambiguazione
Per disambiguare una frase è necessario disporre del modello del parlante e dell’ascoltatore, oltre a conoscere il contesto.
• Modello del mondo• Mondo mentale• Modello linguistico
La disambiguazione è il processo in base a cui si decide quale delle possibili interpretazioni è quella intesa dal parlante