Intelligenza Artificiale 2
Metodologie 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 akind-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