Aspekte der Wissensrepräsentation für die

Computerlinguistik

Überblick

Kai-Uwe Carstensen

Uni Zürich, 4.4.2002

Inhalt

Wofür braucht die CL Wissensrepräsentation?

Was ist Wissen, Repräsentation, Wissensrepräsentation?

Aspekte Semantischer Netzwerke

Ziele, Referate, Infos

Wofür braucht die CL Wissensrepräsentation?

Pragmatische Antwort:• Fürs adäquate Verstehen, Generieren, Übersetzen sprachlicher

Ausdrücke

Kognitionswissenschaftliche Antwort:• Weil die sprachlichen Komponenten unseres kognitiven Systems

grundsätzlich in einer systematischen Beziehung zu nicht-sprachlichen Komponenten stehen (insbesondere dem konzeptuellen System der Repräsentation der Welt)

Wissen, klassisch

X weiss p gdw.:– X glaubt p– X hat gute Gründe, p zu glauben– P ist wahr

viel zu speziell!

Wissen à la Newell

Alan Newell: – Annahme eines „knowledge level“

• „Wissen“ ist Medium

• „Prinzip der Rationalität“ ist Verhaltensgesetz:– Wenn ein Agent Wissen darüber hat, dass eine seiner Aktionen

zu einem seiner Ziele führt, wird er es auswählen

– Wissen:– Was immer einem Agenten zugeschrieben werden kann, so daß

sein Verhalten anhand des Rationalitätsprinzips berechnet werden kann

Wissen ist also

abstrakt!!!

wird realisiert (->repräsentiert) durch– Strukturen und

– Prozesse,

– unabhängig, ob symbolisch oder subsymbolisch

Repräsentation

= Wissen + Zugriff (als Slogan)

= Strukturen + (Inferenz-)Prozesse

Soviel zur Wissensrepräsentation

Um welche Typen von Wissen geht es (uns)?

Lexikalisches Wissen• Antonymie, Hypernymie etc. (->WordNet)

Terminologisches Wissen?• Was ist X? (-> KL-One, Classic)

Enzyklopädisches Wissen (-> Cyc) Konzeptuelles Wissen (vulgo Weltwissen)

• ->Interlingua (-> z.B. Conceptual Dependency, MÜ)

Semantisches Wissen• Sprachspezifischer Bezug auf konzeptuelles Wissen (-> Helbig)

Die Frage

Wie sehen die Strukturen und Prozesse aus, durch die Wissen repräsentiert wird?

Die Idee

Knoten als Repräsentanten für Konzepte Kanten als Repräsentanten für die Beziehungen zwischen

Konzepten Dies ergibt Semantische Netzwerke

– Z.T. hierarchisch organisiert• -> Vererbung von Eigenschaften

– Kodieren angeblich die Distanz zwischen Konzepten• -> Aktivationsausbreitung

– S. Quillian

Das Problem

Beantwortung der folgenden Fragen unklar:– Welche Typen von Knoten und Kanten gibt es?

– Was sind die Struktur- und Verarbeitungsprinzipien?

Frühe Ansätze waren sehr heterogen und unklar bzgl. der Semantik der jeweils postulierten Netzwerke– Netzwerke waren nur RepräsentationsSPRACHEN, keine

LOGIKEN• Kritik von Woods, Brachman u.a.

• McDermott: „No notation without denotation!“

Abhilfe durch

Einführung der epistemologischen Ebene– Befasst sich ausschliesslich mit diesen Fragen

– -> Brachman: KL-One, Classic

Entwicklung spezieller Logiken zur Beschreibung von Konzepten– Beschreibungslogiken bzw. Terminologische Logiken

• Basieren auf Konzepten und Rollen (aka Kanten)

• Konzepte werden als Mengen von Objekten interpretiert

• Rollen werden als binäre Relationen über Objekten interpretiert

Wissenstypen

Definitorisches (terminologisches)Wissen (T-Box)– DREI-BEINIGER-ELEFANT

Typisches Wissen– Typischerweise hat ein Elefant vier Beine

Assertorisches (situationsspezifisches) Wissen (A-Box)– Clyde ist ein DREI-BEINIGER-ELEFANT

Ontologien

Sind Strukturierungen des Wissens über alle existierenden Entitäten

Praktisch relevant insbesondere durch den Aspekt der Wiederverwendbarkeit von Wissensbasen

Upper-level-ontology: Oberste Ebene der Klassifizierung mithilfe von Sorten

Ziele des Seminars

Einblick in und Überblick über den Bereich Wissensrepräsentation– Fokus auf strukturelle Aspekte

Kenntnis von– inhaltlichen und strukturellen Anforderungen an

Wissensrepräsentationsformalismen,

– vor allem aus Sicht der Sprachverarbeitung

– als Grundlage für aktuelle Entwicklungen (Ontologien, Topic Maps, Semantic Web)

Referate

Die Referate des Helbig-Buchs• Hermann Helbig: Die semantische Struktur natürlicher Sprache. Springer, Heidelberg 2001

• dienen dem in-depth understanding (eines aktuellen Ansatzes) der sprachbezogenen Wissensrepräsentation

– http://pi7.fernuni-hagen.de/helbig/multinet.html

– http://pi7.fernuni-hagen.de/veroeffentlichungen/inhaltsverz.pdf

• ~3/4-stündige interaktive Besprechungen der jeweiligen Kapitel

Die Ko-Referate• dienen dem Einblick in ausgewählte Themen

• ~halbstündige Präsentationen der Kernaussagen des jeweiligen Ansatzes

Ko-Referate

Quillian (einer) der Urva(e)ter der semantischen Netzwerke

Frühe Netze: Fehler, Gefahren, Kritik Was man auf jeden Fall wissen sollte

Schank: Conceptual Dependency Konzeptuelle Strukturen: die Interlingua-Idee

Psychologische Aspekte der Wissensrepräsentation Wissenswertes zu kognitiven Strukturen

Brachman: CLASSIC, ein KL-ONE-ähnliches Frame-basiertes Repräsentationssystem Moderner Klassiker

CYC + Kritik Das Mega-Projekt und seine (Nicht-)Relevanz für die CL

Bateman: Generalized Upper Model Sprachgenerierung mithilfe sprachrelevanter Ontologien

SENSUS Wissensrepräsentation und MÜ

Mikrokosmos dasselbe, etwas detaillierter

Guarino: „Ontologie-Kritik" Was sagt ein Ontologie-Forscher zu den Vorschlägen aus KI+CL?

Semantic Web Wissensrepräsentation für das WWW

Infos

Literatur: s. Helbig-Buch WWW-Adressen:

– Z.B. über John Sowa:– http://mondeca-publishing.com/s/anonymous/title10506.html

– http://users.bestweb.net/~sowa/direct/index.htm

– Über Nicola Guarinos Gruppe:– http://www.ladseb.pd.cnr.it/infor/Ontology/ontology.html

– U.a. ein Review von Sowa´s neuem Buch:• http://www.ladseb.pd.cnr.it/infor/Ontology/Papers/SowaReview.pdf