Knowledge Representa0on Introduc0on Domain specific - PowerPoint PPT Presentation

Knowledge ¡Representa0on ¡

Introduc0on ¡ • Domain ¡specific ¡knowledge ¡is ¡ needed ¡to ¡solve ¡some ¡problems. ¡ • Knowledge ¡base ¡– ¡representa0on. ¡ • Inference ¡techniques ¡ • Use ¡to ¡prove ¡facts. ¡ • Use ¡to ¡answer ¡queries ¡

Knowledge ¡Representa0on ¡Schemes ¡ • Logical ¡representa0on ¡schemes ¡– ¡logical ¡proofs, ¡e.g. ¡ predicate ¡logic. ¡ • Procedural ¡representa0on ¡schemes ¡– ¡procedural ¡list ¡ of ¡instruc0ons, ¡e.g. ¡produc0on ¡rule ¡systems. ¡ • Network ¡representa0on ¡schemes ¡– ¡graphical ¡ representa0on, ¡e.g. ¡seman0c ¡networks ¡and ¡ conceptual ¡graphs. ¡ • Structured ¡representa0on ¡schemes ¡–extension ¡of ¡ network ¡schemes, ¡e.g. ¡scripts ¡and ¡frames. ¡ . ¡ • Structures ¡for ¡incomplete ¡or ¡inconsistent ¡knowledge: ¡ Bayesian ¡reasoning, ¡Dempster-­‑Shafer, ¡fuzzy ¡logic. ¡

Seman0c ¡Networks ¡ • Consists ¡of ¡nodes ¡and ¡arcs. ¡ • Nodes ¡represents ¡objects. ¡ • Arcs ¡represents ¡rela0onships ¡between ¡ the ¡objects. ¡ • Rela0onships: ¡ – is-­‑a ¡ ¡ – Instance ¡ . ¡ – has/has-­‑a ¡ – Others ¡

Example ¡1 ¡ Clyde ¡is ¡an ¡elephant. ¡ Mammal is-a Elephant . ¡ instance Clyde

Example ¡2 ¡ has has Tail Dog 4 Legs is-a communicates Great Barks Dane height Tall instance has Pluto Spots

Example ¡3 ¡ Mammal is-a has-a Nose Person instance Pee-Wee Brooklyn uniform team Blue Dodgers Reese colour

Example ¡4 ¡ John’s ¡height ¡is ¡72. ¡ height 72 John John ¡is ¡taller ¡than ¡Bill. ¡ John Bill height height greater H2 H1 than

Example ¡5 ¡ John ¡gives ¡Mary ¡the ¡book. ¡ recipient giver Mary Give John object Book32

Using ¡Case ¡Frames ¡ • Problems ¡with ¡seman0c ¡networks ¡ • A\empts ¡to ¡standardize ¡seman0c ¡ networks ¡led ¡to ¡the ¡development ¡of ¡ case ¡frames. ¡ • Each ¡sentence ¡is ¡represented ¡by ¡a ¡case ¡ frame. ¡ • Each ¡case ¡frame ¡represents ¡an ¡ac0on. ¡ • Case ¡frames ¡define ¡case ¡rela0onships: ¡ . ¡ agent, ¡object, ¡instrument, ¡loca0on ¡and ¡ 0me. ¡ ¡

Example: ¡Case ¡Frame ¡ past time agent object Fix Sarah chair instrument glue

Exercises ¡ Construct ¡seman0c ¡networks ¡for ¡the ¡ ¡ following ¡statements: ¡ • Pompeian(Marcus), ¡Blacksmith(Marcus). ¡ ¡ • Mary ¡gave ¡the ¡green ¡coloured ¡vase ¡to ¡ her ¡favorite ¡cousin. ¡ • John ¡went ¡downtown ¡to ¡deposit ¡his ¡ money ¡in ¡a ¡bank. ¡

Conceptual ¡Graphs ¡ • Is ¡a ¡connected ¡bipar0te ¡graph. ¡ • Conceptual ¡rela0on ¡nodes ¡ represent ¡rela0ons ¡between ¡ concepts. ¡ ¡ • The ¡arcs ¡connec0ng ¡nodes ¡are ¡not ¡ labeled. ¡ • Concepts ¡are ¡represented ¡by ¡boxes. ¡ • Rela0ons ¡by ¡ellipses. ¡

Conceptual ¡Graph ¡Rela0ons ¡ 1-ary relation bird flies 2-ary relation dog brown colour 3-ary relation mother child parents father

Example ¡ Mary ¡gave ¡John ¡the ¡book. ¡ person: agent give object Mary person: agent book John

Unique ¡Markers ¡ • If ¡an ¡individual ¡object ¡is ¡unknown ¡a ¡ unique ¡marker ¡can ¡be ¡used ¡in ¡place ¡ of ¡the ¡name ¡of ¡the ¡object. ¡ ¡ • A ¡unique ¡marker ¡is ¡comprised ¡of ¡a ¡ hash ¡symbol ¡(#) ¡followed ¡by ¡a ¡ number. ¡ • Each ¡object ¡has ¡its ¡own ¡unique ¡ marker. ¡

Example ¡1: ¡Unique ¡Markers ¡ dog: brown colour Emma dog: brown colour #1352

Example ¡2: ¡Unique ¡Marker ¡ dog: brown colour #1352 ”emma” name

Example ¡ ¡ Her ¡name ¡was ¡McGill ¡and ¡she ¡called ¡herself ¡ Lil, ¡but ¡everyone ¡knew ¡her ¡as ¡Nancy. ¡ person: name name #941 “McGill” ”Nancy” name “Lil”

Generic ¡Markers ¡ • A ¡generic ¡marker ¡is ¡used ¡to ¡ represent ¡an ¡unspecified ¡individual ¡ of ¡a ¡type. ¡ ¡ • A ¡generic ¡marker ¡is ¡represented ¡by ¡ an ¡asterisk ¡*. ¡ ¡ • Name ¡variables ¡can ¡also ¡be ¡used, ¡ e.g., ¡*X ¡to ¡indicate ¡an ¡unspecified ¡ individual. ¡

Example: ¡Generic ¡Marker ¡ The ¡dog ¡is ¡scratching ¡its ¡ear ¡with ¡its ¡paw. ¡ object dog: *X agent scratch ear instrument part paw dog: *X part

Display ¡Form ¡ John ¡is ¡going ¡to ¡Boston ¡by ¡bus. ¡ person: go agent destination John city: instance Boston bus

Linear ¡Form ¡ John ¡is ¡going ¡to ¡Boston ¡by ¡bus. ¡ [Go] ¡– ¡ (Agnt) ¡→ ¡[Person: ¡John] ¡ (Dest) ¡→ ¡[City: ¡Boston] ¡ (Inst) ¡→ ¡[Bus] ¡

Exercises ¡ Construct ¡conceptual ¡graphs ¡for ¡the ¡ ¡ following ¡statements: ¡ • Jane ¡gave ¡Tom ¡an ¡ice ¡cream. ¡ • Basketball ¡players ¡are ¡tall. ¡ • Paul ¡cut ¡down ¡the ¡tree ¡with ¡an ¡axe. ¡ • Place ¡all ¡the ¡ingredients ¡in ¡a ¡bowl ¡and ¡ mix ¡thoroughly. ¡