Aspekte der Wissensrepräsentation für die Computerlinguistik

1. Aspekte der Wissensrepräsentation für die Computerlinguistik Überblick Kai-Uwe Carstensen Uni Zürich, 4.4.2002

2. Inhalt • Wofür braucht die CL Wissensrepräsentation? • Was ist Wissen, Repräsentation, Wissensrepräsentation? • Aspekte Semantischer Netzwerke • Ziele, Referate, Infos

3. 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)

4. Wissen, klassisch • X weiss p gdw.: • X glaubt p • X hat gute Gründe, p zu glauben • P ist wahr viel zu speziell!

5. 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

6. Wissen ist also • abstrakt!!! • wird realisiert (->repräsentiert) durch • Strukturen und • Prozesse, • unabhängig, ob symbolisch oder subsymbolisch

7. Repräsentation = Wissen + Zugriff (als Slogan) = Strukturen + (Inferenz-)Prozesse Soviel zur Wissensrepräsentation

8. 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)

9. Die Frage • Wie sehen die Strukturen und Prozesse aus, durch die Wissen repräsentiert wird?

10. 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

11. 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!“

12. 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

13. 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

14. 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

15. 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)

16. 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

17. Ko-Referate Quillian (einer) der Urva(e)ter der semantischen Netzwerke Frühe Netze: Fehler, Gefahren, KritikWas man auf jeden Fall wissen sollte Schank: Conceptual DependencyKonzeptuelle Strukturen: die Interlingua-Idee Psychologische Aspekte der WissensrepräsentationWissenswertes zu kognitiven Strukturen Brachman: CLASSIC, ein KL-ONE-ähnliches Frame-basiertes RepräsentationssystemModerner Klassiker CYC + Kritik Das Mega-Projekt und seine (Nicht-)Relevanz für die CL Bateman: Generalized Upper Model Sprachgenerierung mithilfe sprachrelevanter Ontologien SENSUSWissensrepräsentation und MÜ Mikrokosmosdasselbe, etwas detaillierter Guarino: „Ontologie-Kritik"Was sagt ein Ontologie-Forscher zu den Vorschlägen aus KI+CL? Semantic Web Wissensrepräsentation für das WWW

18. 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