4.2. Онтология CYC. Онтология CYC Lenat D. Самый амбициозный проект Начат в 1984 1 млн. утверждений common sense Микротеории: пространство, время, причинность. - презентация

1 4.2. Онтология CYC

2 Онтология CYC Lenat D. Самый амбициозный проект Начат в млн. утверждений common sense Микротеории: пространство, время, причинность Онтология 6 тысяч понятий верхнего уровня – в открытом доступе

3 Разработчики Cyc Начало 80-х годов Douglas Lenat и адмирал Inman Microelectronics and Computer TechnologyCorporation C 1995 Cycorp

4 Cyc и онтологии In philosophy, ontology is the study of being. In knowledge-based systems, an ontology is that part of the system which specifies what things exist what is true about them. Cycs ontology is essentially its whole knowledge base

5 Cyc: symbolic AI Нет статистики утверждений (1995): факты, правила Cyc is intended to provide a deep layer of understanding that can be used by other programs (such as domain-specific expert systems) to make them more flexible

6 Общие знания Цель – не записать все энциклопедические сведения Знание не о конкретных главах государств или столицах, а что значит быть столицей или главой государства Не утверждают, что создают единую теорию времени, пространства, вселенной Создается набор специализированных микротеорий, которые описывают наиболее частые случаи

7 Какие знания нужны: пример Napoleon died on St.Helena. Wellington was greatly suddened Мы знаем, что Веллингтон узнал о смерти Наполеона, Веллингтон пережил Наполеона и т.п.

8 Knowledge pump 1) Наполнить базу миллионами терминов, понятий, фактов, правил, которые необходимы для повседневной жизни 2) Научить общаться на естественном языке, чтобы увеличивать свою базу знаний 3) Самообучение

9 Представление знаний Сначала предполагалось использовать фреймы Но как представлять мнения, ожидания, противоречащие условия Сейчас логика предикатов второго порядка: P(a1, …an), S(P1,…, Pm)

10 CycL: константы Словарь онтологии: сущности и понятия #$Walking #$Typewriter Individuals: –#$InternalRevenueService –#$Walking Имена предикатов: #$isa, #$likesAsFriend Имена функций #$GovernmentFn: #$GovernmentOf (#$Canada))

11 Имена констант Уникальные имена Правила написания Должно отличать понятие от похожих понятий: Bow –Bow-BoatPart –BowTheWeapon –Bowing-BodyMovement

12 Значимость имен - 1 Понятие Зеленый цвет: #$Green, #$GreenColor, #$Verde, #$Gruen, #$EMRG Смысл понятия задается утверждениями (assertions): 1) (#$isa #$EMRG #$Color) 2) (#$colorOfObject #$Grass37 #$EMRG) 3) (#$forAll ?L (#$implies (#$ ?L #$Leaf) (#$colorOfObject ?L #$EMRG)))

13 Значимость имен - 2 #$LittleRedHairedGirlLikedByCharlieBrown –#$FemaleChild –#$hairColor –#$RedHairColor –#$CharlieBrown –#$likesAsFriend

14 Предикаты Число аргументов – predicate arity Фиксированное число аргументов, кроме таких предикатов как #$different Предикат имеет не больше 5 аргументов Запись предиката в утверждениях Cyc должна иметь заявленное число аргументов

15 Предикаты: типы аргументов Определяются в описании предиката #$arg1Isa, #$arg2Isa Предикат #$residesInDwelling (#$isa #$residesInDwelling #$BinaryPredicate) (#$arg1Isa #$residesInDwelling #$Animal) (#$arg2Isa #$residesInDwelling #$ShelterConstruction)

16 Функции В основном, фиксированное число аргументов (до 5) Есть функции с произвольным числом аргументов: #$PlusFn Типы аргументов Если число аргументов не задано, то один тип для всех: #$argsIsa Результат – тип результата - #$resultIsa

17 Пример описания функции: (#$arity #$GovernmentFn 1) (#$arg1Isa #$GovernmentFn #$GeopoliticalEntity) (#$resultIsa #$GovernmentFn #$RegionalGovernment)

18 Переменные Названия: ?FOO Если в утверждении используется одна переменная, то обычно – это одна буква Если несколько – то лучше использовать мнемонические имена

19 Формулы и термы Термы (terms) – –константы –переменные –функции Формула – это список в скобках Простейшая формула (Atomic Formula) – предикат с заполненными аргументами Сложная формула (Complex Formula) включает логические связки и квантификаторы

20 Атомные формулы: примеры (#$likesAsFriend #$DouglLenat #$KeithGoolsbey) (#$skillCapableOf #$LinusVanPelt #$PlayingAMusicalInstrument ) (#$colorOfObject ?CAR ?COLOR) Первые две формулы – ground atomic formulas (GAF)

21 Логические операторы #$not, #$and, #$or, #$implies #$implies = правило if-then #$implies –Первая часть антецедент –Вторая часть консеквент

22 Пример правила (#$implies –(#$ownerOfObject #$Bike001 #$Fred) –(#$colorOfObject #$Bike001 #$RedColor)) –Утверждается, что или первый аргумент ложный, или второй аргумент истинный

23 CycL: квантификаторы ForAll thereExists, thereExistsAtLeast, thereExistsAtMost, thereExistsExactly (#$forAll ?X –(#$implies (#$owns #$Fred ?X) (#$objectFoundLocation ?X #$FredsHouse)))

24 Пример с квантификаторами (#$implies –(#$isa ?P #$Person) –(#$there ExistExactly 2 ?Leg) (#$and –(#$isa ?Leg #$Leg) –(#$anatomical Parts ?P ?Leg))))

25 CycL: значение истинности Microtheories 5 значений истинности: –Default true –Monotonically true=true with no exceptions –Default false –Monotonically false –unknown

26 Утверждения (assertions) Каждое утверждение включает: –Формулу –Микротеорию –Значение истинности –Направление –обоснование

27 Утверждение и значение истинности При вводе утверждения monotonically true, происходит проверка на противоречивость с базой знаний –Если утверждение с переменными, то если находится объект, для которого утверждение не выполняется, то – ошибка –Если было утверждение об отрицании вводимой формулы для некоторого объекта - ошибка

28 Направление Определяет, когда начинается вывод с использованием данного утверждения –Forward (вывод начинается в момент помещения утверждения в базу знаний) –Backward (включается при специальном запросе) –По умолчанию GAFs – forward, правила - backward

29 ASK операция Запрос об истинности той или иной формулы. Включает: –Формулу –Микротеорию –Направление –Число ответов (bindings) –Ограничение по времени –Глубина вывода

30 Пример ASK (#$and –(#$geographicalSubRegions #$ContinentOfEurope ?X) –(#$headOfStateOf ?X ?Y)) –Direction: backward –Number: 5 –Time: 10 –Inference depth: 3

31 Продукты компании Cyc Knowledge Server (поставляется разработчикам по индивидуальным лицензиям) CycSecure – исследование уязвимости программного обеспечения - продается CycAnswers - разрабатывается

32 Cyc Knowledge Server Cyc Knowledge Base Cyc Inference Engine CycL Representation Language Natural Language Processing Subsystem Cyc Semantic Integrated Bus – связь между традиционными структурами хранения (базы данных) и Knowledge base Cyc Developer Toolsets

33 CycAnswers Semantic Knowledge Source Integrator – генератор ответов, использующий базу знаний Integrity Auditor – анализ соответствия содержимого баз данных и знаний на соответствие запросам User Profiles – настройка на пользователя

34 Пример неоднозначной синтаксической интерпретации John washed the dishes on the table 1) John washed the dishes which are now on the table 2) John did the dishwashing on the table Правило: Cyc knows that dishwashing typically occurs in sinks or dishwashers, not on tables.

35 Разрешение референции Fred went to the store, bought a candy bar with his credit card, walked to the park, and ate it. It - "store", "candy bar", "credit card", and "park" ? Правило: parks, stores, and credit cards aren't things which are normally eaten

36 OpenCyc 6 тысяч понятий - 60 тысяч суждений Cyc Inference Engine Cyc Knowldege Browser Документация Спецификация языка CycL Трансляторы CycL-to-Lisp, CycL-to-C

37 Upper Cyc Ontology (UCO) Основные структурирующие отношения #$isa – отношение примера к коллекции или классу: (#$isa X Y) #$genls – одна коллекция подмножество другой: (#$genls X Y)

38 Примеры и свойства - 1 #$genls - транзитивно (#$genls #$Dog #$Mammal) и (#$genls #$Mammal #$Vertebrate) Следует (#$genls #$Dog #$Vertebrate)

39 Примеры и свойства - 2 #$isa – нетранзитивно (#$isa #$Pufy #$Dog) и (#$isa #$Dog #$BiologicalClass) Не следует (#$isa #$Pufy #$BiologicalClass)

40 Свойства: isa+genls=isa (#$isa #$Pufy #$Dog) и (#$genls #$Dog #$Mammal) Следует (#$isa #$Pufy #$Mammal)

41 Организация top ontology Для каждого понятия Набор #$isa отношений Набор #$genls Multiple-inheritance Комментарий на английском языке

42 Пример: skin #$Skin A (piece of) skin serves as outer protective and tactile sensory covering for (part of) an animal's body. This is the collection of all pieces of skin. Some examples include #$TheGoldenFleece (representing an entire skin of an animal) and (#$BodyPartFn #$YulBrynner #$Scalp) (representing a small portion of his skin). isa: #$AnimalBodyPartType genls: #$BiologicalLivingObject #$AnimalBodyPart #$SheetOfSomeStuff #$VibrationThroughAMediumSensor #$TactileSensor

43 Вопросы к лекции