Семантические сети

Термин семантическая означает «смысловая», а сама семантика — это наука, устанавливающая отношения между символами и объектами. Под семантической сетью понимается способ представления знаний в виде сети, в которой узлы соответствуют объектам или понятиям, а связи указывают на взаимосвязи между узлами.

Пример семантической сети:

Важным начинанием в исследовании сетей стали работы немецкого психолога Отто Зельца в 1913 и 1922 годах. В них, для организации структур понятий и ассоциаций, а также для изучения методов наследования свойств были использованы графы и семантические отношения. Исследователи Дж. Андерсон, Д. Норман и другие использовали эти работы для моделирования памяти человека и его интеллектуальных возможностей.

Компьютерные семантические сети были детально разработаны Ричардом Риченсом в 1956 году в рамках проекта кембриджского центра изучения языка по машинному переводу. Процесс машинного перевода подразделяется на 2 части: перевод исходного текста в промежуточную форму представления, а затем эта промежуточная форма переводится на язык. Такой промежуточной формой как раз и были семантические сети. В 1961 г. Появилась работа Мастермана, в которой он, в частности, определял базовый словарь для 15 000 понятий. Эти исследования были продолжены Робертом Симмонсом, Уилксом и другими учеными.

Семантические сети в  качестве понятий используют абстрактные или конкретные объекты, а отношения — это связи типа: «это» («is»), «имеет частью» («has part»), «принадлежит», «любит». Характерной особенностью семантических сетей является обязательное наличие трех типов отношений:

  • класс — элемент класса;
  • свойство — значение;
  • пример элемента класса.

Можно ввести несколько классификаций семантических сетей. Например, по количеству типов отношений:

  • однородные (с единственным типом отношений);
  • неоднородные (с различными типами отношений).

По типам отношений:

  • бинарные (в которых отношения связывают два объекта);
  • парные (в которых есть специальные отношения, связывающие более двух понятий).

Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения:

  • связи типа «часть-целое» («класс-подкласс», «элемент-мно­жество» и т.п.);
  • функциональные связи (определяемые обычно глаголами «производит», «влияет»...);
  • количественные (больше, меньше, равно...);
  • пространственные (далеко от, близко от, за, под, над...);
  • временные (раньше, позже, в течение...);
  • атрибутивные связи (иметь свойство, иметь значение...);
  • логические связи (и, или, не) и др.

К достоинствам семантических сетей относят:

  • универсальность, достигаемая за счет выбора соответствующего набора отношений.  
  • наглядность системы знаний, представленной графически;  
  • близость структуры сети, представляющей систему знаний, семантической структуре фраз на естественном языке;  
  • соответствие современным представлениям об организации долговременной памяти человека.

В тоже время есть и ряд существенных недостатков:

  • сетевая модель не дает ясного представления о структуре предметной области, поэтому формирование и модификация такой модели затруднительны;
  • сетевые модели представляют собой пассивные структуры, для обработки которых необходим специальный аппарат формального вывода;
  • проблема поиска решения в семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети
  • представление, использование и модификация знаний при описании систем реального уровня сложности оказывается трудоемкой процедурой, особенно при наличии множественных отношений между ее понятиями.

Пример применение семантических сетей служит WordNet (лексическая база данных английского языка), разработанная в Принстонском университете.

15.08.2016









 
архив

подписка