занятие 4 муромцев
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Марвин Ли Минский
• Автор первых работ по нейронным сетям, персептронам (1954).
• Изобретатель графического дисплея (1963)
• Автор многочисленных абота по ИИ и философии.
• Обладатель премии Тьюринга и премии Японии.
http://web.media.mit.edu/~minsky/
Фреймы (frames)
• Впервые термин «фрейм» был предложен Минским (Minsky) в 1974* как результат исследований по восприятию трехмерных сцен.
• Обозначает определенным образом структурированные данные, представляющие некий абстрактный образ или стереотип.
• В основе теории Минского лежат исследования по восприятию и запоминанию стереотипных ситуаций и прототипному сравнению образов и гештальт-психологии.
* — перевод на http://www.myai.narod.ru/Minsky/sod.htm
Определение Минского• «Фрейм — это структура данных, представляющая стереотипную ситуацию, вроде нахождения внутри некоторого рода жилой комнаты или сбора на вечеринку по поводу дня рождения ребенка. К каждому фрейму присоединяется несколько видов информации. Часть этой информации — о том, как использовать фрейм. Часть о том, чего можно ожидать далее. Часть о том, что следует делать, если эти ожидания не подтвердятся».
Эта структура представляет собой некий шаблон, извлекаемый из памяти при возникновении новой или изменении содержания существующей ситуации, который может быть адаптирован под сложившуюся реальность.
Прототипное сравнение образов
• В психологии предполагается, что в долговременной памяти человека хранятся не конкретные эталоны образов и тем более не детальные признаки этих образов, а некоторое их абстрактное представление в виде прототипов.
• Прототипы содержат не только наиболее общее представление какого-либо образа, но и детальное описание его отличительных особенностей. Это подтверждается тем, что мы редко путаем буквы O и Q или B, R и P, несмотря на то, что сходство между ними весьма велико.
• В теории прототипов рассматриваются две модели формирования: центральная тенденция и частота признаков.
• Благодаря этому, если новый образ состоит из большого количества известных признаков, у человека возникает уверенность, что этот он уже видел ранее.
Пример влияния памяти на восприятие формы
Влияние ориентации образа на его восприятие — одна из форм кажется трехмерной.
Понятие прототипаПредставление понятий человека не требует четкого определения набора свойств, а базируется на понятии типа или класса.
Прототип — это уже не абстрактный образ, а наиболее типичный представитель своего класса, с обобщенными, но вполне конкретными значениями своих свойств.
«Менее» и «более» типичные четырехугольники
Структура фрейма!"#$"%&' ()%*+&* (&,* -.'/,")!"#$"%&' ()%*+&* (&,* -.'/,")!"#$"%&' ()%*+&* (&,* -.'/,")
01)+2 3%"4'%&* 0(&5)6 5$*#"%%27 (.)8'9:.
!"# $%&'( 1 )*(+,*-, 1 ./&0,12/( 1
!"# $%&'( 2 )*(+,*-, 2 ./&0,12/( 2.1,./&0,12/( 2.2
… … …
!"# $%&'( N )*(+,*-, N ./&0,12/( N
Пример описания знаний с помощью фреймов
Фреймы визуальных образов
• Проблемы восприятия и распознавания пространственных сцен рассматриваются в работах Минского, в частности в [Minsky, Marvin. A framework for representing knowledge. MIT AI Laboratory Memo 306, June, 1974.].
• Исследуя одни из аспектов восприятия сцены при движении робота по комнате, он решал задачу определения соответствия различных проекций одному и тому же объекту.
• Минский ввел упрощенную систему фреймов для пространственного описания куба в виде графа, одни узлы которого соответствовали более высокой степени абстракции и описывали понятия, постоянно присутствующие на данной сцене (куб). На более низких уровнях содержались узлы, соответствующие текущему состоянию сцены, состоящей из проекций видимых сторон.
• Для вершин указаны прототипы соответствующих фреймов, а для дуг — отношения между фреймами.
Пространственное представление куба в виде сети фреймов
A
E
BКуб
Проекция сторон
Взаимное расположение
(левее, выше и др.)
A B E
Параллелограмм, трапеция и т.д.
Принадлежность к вертикальному
типу
Пространственные и аксонометрические фреймы при изменении проекции
.2*3'-/*4, %-*-- 5&3(647(8' *,7-1-"4, 7 1(**&9 5/&,30-- 5%&$3&$'-.
A
E
B B
E
CB
EПеремещение
вправоПеремещение
вправоПространственный
фрейм
A B CEВлевоВлевоВлево
Влево
Аксонометрические фреймы
Маркеры отношений для представления пространственных
свойств
Фреймы-сценарии
• Сценарий (script) — один из видов фрейма, предложенных в [Schank R., Abelson R. Scripts Plans and Knowledge, Advance Papers of Fourth Intern. Joint Conf. on Artif. Intell., 1975, 2, p. 151 - 157.] как средство представления стереотипной последовательности действий в частном контексте.
• Изначально сценарии применялись для организации структур данных, удобных для представления концептуальной зависимости (conceptual dependency) в описании типовых ситуаций и причинно-следственных отношений.
• Позднее сценарии начали использовать и в обработке естественного языка для описания стереотипной смены событий в привычных ситуациях.
• В психологии предполагается, что большинство сценариев поведения усваивается в детстве в результате либо прямого опыта, либо при наблюдении за окружающим миром.
Roger Schank
• PhD in linguistics at the University of Texas
• In 1969 Schank introduced the conceptual dependency theory for natural language understanding.
• Case-based reasoning (CBR) is based on Schank's model of dynamic memory.
• Schank was a leading pioneer of artificial intelligence and cognitive psychology in the 1970s and 1980s.
• In 1989, Schank was granted $30 million in a 10-year commitment to his research and set up the Institute for the Learning Sciences (ILS)
http://www.rogerschank.com/
My new goal is not to build intelligent machines but rather to build an
intelligently organized and indexed knowledge base that is easily accessible
and gets smarter over time.
Сценарий «Ресторан»Сценарий: Аналог: Реквизиты:
РЕСТОРАН Кафе Столы Меню F=Пища(Food) Чек Деньги
Сцена 1: Вход S PTRANS S в ресторан S ATTEND выбирает стол S MBUILD куда сесть S PTRANS S за стол S MOVE S в сидячее положение
Сцена 2: Заказ Roles: S=Клиент (меню на столе) W=Официант (W приносит меню) (S спрашивает меню)
C= Повар S PTRANS меню S S MTRANS сигнал W M=Кассир W PTRANS W к столу O=Владелец S MTRANS ’меню’ W W PTRANS W к меню W PTRANS W к столу W ATRANS меню S
S MTRANS список блюд S *S MBUILD выбор F S MTRANS сигнал W W PTRANS W к столу S MTRANS ’Я буду есть F’ W W PTRANS W к C W MTRANS (ATRANS F) к C
Нач. условия: S голоден C MTRANS ’нет F’ W у S есть W PTRANS W к S
Деньги W MTRANS ’нет F’ S вернуться к (*) или C выполняет перейти к Сцене 4 на (сценарий ‘приготовить F’) (уход без оплаты) к Сцене 3 Результаты: S потратил деньги Сцена 3: Прием пищи O заработал C ATRANS F to W деньги W ATRANS F to S (вариант: вернуться к Сцене 2 S сыт S INGEST F Чтобы сделать еще заказ;; иначе, S доволен Перейти к Сцене 4) (optional) Сцена 4: Выход
S MTRANS к W (W ATRANS чек S)
W MOVE выписывать чек W PTRANS W к S
W ATRANS чек S S ATRANS чаевые W
S PTRANS S к M S ATRANS деньги M
S PTRANS S к выходу ресторана (уход без оплаты)
Компонентами сценария являются следующие элементы:
• Начальные условия (Entry conditions).
• Результаты, или факты (Results).
• Реквизиты (Props).
• Роли (Roles).
• Сцены (Scene).
Смысл выражений определяется с помощью четырех примитивов:
• ACT — действия (actions);
• PP — объекты (picture procedures);
• AA — модификаторы действий (action aiders);
• PA — модификаторы объектов (picture aiders).
Примитивы действия ACTОсновными компонентами действий являются следующие примитивы:
• ATRANS — передавать отношение (давать);
• PTRANS — передавать физическое расположение объекта (идти);
• PROPEL — прикладывать физическую силу к объекта (толкать);
• MOVE — перемещать часть или все тело (владельцем);
• GRASP — захватывать объект (исполнителем);
• INGEST — поглощать объект (есть);
• EXPEL — издавать звуки (кричать);
• MTRANS — передавать ментальную информацию (сказать);
• MBUILD — создавать новую ментальную информацию (решать);
• CONC — осмысливать идею (думать);
• SPEAK — произносить звуки (говорить);
• ATTEND — воспринимать звуки (слушать).
Отношения концептуальной зависимости
Отношения концептуальной зависимости — это концептуальные синтаксические правила, выражающие семантические связи в соответствии с грамматикой языка.
Выражение «Клиент направляется в ресторан» будет выглядеть следующим образом: «S PTRANS S в ресторан».
Другое выражение «Официант дает меню клиенту» можно представить, например, так: «W ATRANS меню S».
Пример сценария на основе И/ИЛИ графа
ex i s t s , and if so, to discover i t s range. That i s , on the average, how far do we have to search to connect each thought in with the context? Too short and we become red, too long and we be-come los t .
Uses of I(T,K)
An in terpretat ion is a useful thing in i t -se l f . However, once an in terpretat ion path is
discovered, two other context-related operations become possible. F i r s t , a l l steps " to the l e f t " of the iden t i f i ed step, S, in algorithm A -those steps which must log ica l ly have preceded S in A - can be generated as inferences. That i s , if we know that Jake has already saddled his horse, and th is has been Interpreted as part of a physical get-back, then Jake must already know who and what X and Y were, have decided on some plan of ac t ion , perhaps qotten his gun, and gone to the barn. Such inferences relate to the
149
CONCEPTUAL OVERLAYS: A MECHANISM FOR THE INTERPRETATIONOF SENTENCE MEANING IN CONTEXTChuck Rieger Department of Computer Science University of MarylandCollege Park, Maryland 20742