Semantisk nettverk

En semantisk nettverk er en formell modell av begreper og deres relasjoner ( PR ). Den brukes innen informatikk innen kunstig intelligens for representasjon av kunnskap . Noen ganger snakker man om et kunnskapsnettverk . Vanligvis består et semantisk nettverk av en generalisert grafrepresenterer. Knutepunktene i grafen representerer begrepene. Forholdet mellom begrepene realiseres gjennom kantene av grafen. Hvilke relasjoner som er tillatt bestemmes veldig forskjellig i forskjellige modeller, men de fleste relasjonstyper har et kognitivt aspekt.

Semantiske nettverk ble foreslått tidlig på 1960 - tallet av lingvisten Ross Quillian (* 1931) som en form for representasjon av semantisk kunnskap. Synonymordbøker , taksonomier og ordet nettverk er former for semantiske nettverk med et begrenset sett av relasjoner.

Leksikal-semantiske forhold

Hypotetisk semantisk nettverk ifølge Collins og Quillian (* 1931)

Et (hovedsakelig binært) forhold mellom to grafnoder kan være:

Hierarkiske forhold
Overordnet / underordnet konseptforhold
z. B. 'hund' er en underbetegnelse for 'pattedyr', 'pattedyr' er en underbetegnelse for 'dyr'. Dette forholdet er transitivt og asymmetrisk . Egenskapene til den generiske betegnelsen arves på den underordnede termen. Noen semantiske nettverk tillater flere arv. Så 'banan' kan modelleres som et underord for både 'tropisk frukt' og 'plantasjeplante'. For begrepet generisk betegnelse og begrepet er hyperonym brukt for begrepet under begrepet uttrykket Hyponym .
Forholdsforhold
denne relasjonen forbinder individer med klasser; z. B. Bello er en forekomst av klassen Hund. Denne relasjonen er asymmetrisk, og i motsetning til den ovennevnte delmengderelasjonen er den ikke transitiv. Moteksempel: Bello er en forekomst av klassehunden. Hund er en forekomst av Arts- klassen . Bello som hundeindivid er ikke en forekomst av artsklassen.
Partitiv relasjon ( meronymi )
z. B. Bellos pels er en del av ham. Forholdet til dette kalles holonymi , f.eks. B. en ertesuppe inneholder erter, mye består av elementer, et vindu inneholder materialglasset. Dette forholdet er asymmetrisk. Også ikke nødvendigvis sant at A Holonym til B er når B meronym til A 's. Transitiviteten til denne generiske relasjonen er ikke alltid gitt. Roger Chaffin har imidlertid vist at underklasser av den partitive relasjonen, f.eks. B. element-gruppeforholdet, er grundig transitive ( Lit .: Chaffin, s. 273–278).
Synonymi
denne relasjonen modellerer likheten mellom betydningen av uttrykk; z. B. 'mobiltelefon' har samme betydning som 'mobiltelefon'. Forholdet mellom synonymi er en ekvivalensrelasjon fordi den er refleksiv (x er synonymt med x), symmetrisk (hvis x er synonymt med y, så er y også med x) og transitiv (hvis x er synonymt med y og y er synonymt med z, da er også x synonymt med z).
Antonymy
denne relasjonen modellerer motsetningen i betydningen av uttrykk: z. B. 'død' og 'levende' er antonym. Denne relasjonen er symmetrisk, men ikke refleksiv og ikke transitiv.
Årsakssammenheng
denne relasjonen forbinder verbale termer (hendelser, tilstander). En hendelse forårsaker en annen; z. B. forårsaker drap (som en handling fra en person) som dør . Dette forholdet er ikke symmetrisk, men transitivt.
eiendom
det ensifrede eiendomsforholdet forbinder predikater med objektene som ligger i verdiområdet til disse predikatene (P (x)); z. B. Bellos pels er luftig.

Den psykologiske virkeligheten til slike semantiske nettverk kan f.eks. B. undersøke ved hjelp av assosiasjonsteknikker og setningsverifiseringsoppgaver.

Modelleringsproblemer

Polysemi og homonymi spiller en underordnet rolle i modelleringen av semantiske nettverk, siden det handler om forhold mellom begreper. Et polysemisk (eller homonymt ) lexeme tildeles to eller flere termer eller ligger i det leksikale verdiområdet på to eller flere termer. Imidlertid er det ofte et vanskelig spørsmål i praksis hvor mange og hvilke termer et lexeme kan tilordnes.

Et langt større problem for modellering av semantiske nettverk er leksikale hull. Dette er begreper som ikke noe enkelt leksikalsymbol kan tildeles som en verdi på et naturlig språk. Et kjent eksempel er begrepet 'ikke lenger tørst'.

Moderne representanter for semantiske nettverk

Nåværende metoder for kunnskapsrepresentasjon basert på semantiske nettverk er Semantic Network Processing System (SNePS) utviklet av Stuart C. Shapiro og MultiNet- paradigmet for flerlags utvidede semantiske nettverk av Hermann Helbig . For begge tilnærminger er det også verktøy for å støtte kunnskapsinnhenting og prosessering. MultiNet er spesielt rettet mot den semantiske representasjonen av kunnskap om naturlig språk og brukes i forskjellige applikasjoner for behandling av naturlig språk .

historie

Foreningsnettverk av en person

I vintersemesteret 1789/90 beskrev Johann Friedrich Flatt en nettverksmodell for minne i Tübingen-foredraget sitt om empirisk psykologi - som også deltok av Georg Wilhelm Friedrich Hegel , Friedrich Wilhelm Joseph Schelling og Friedrich Hölderlin - for å forklare assosiative aktiveringer når man husker minneinnhold.

Allerede i 1900 hadde psykologer slike. B. Gustav Aschaffenburg , forsket på hvordan begreper henger sammen i hjernen vår. Det ble funnet at visse ord vekker de samme assosiasjonene hos folk flest , for eksempel hvit-svart eller mor-far. Foreninger gjør det mulig å koble begreper til hverandre på semantisk nivå, dvs. Det vil si at ord er relatert til hverandre av en grunn. Ord og betydninger er verken alfabetisk eller fullstendig uorganiserte i det mentale leksikonet, men lagres i et nettverk. Betydningen av et ord er representert i et slikt nettverk av noder og av nabolagsforhold til annet innhold eller termer. Slike nettverk kan hentes fra nettopp nevnte foreninger.

Semantic Network prøver å ta opp dette begrepet assosiasjoner og nabolagsforhold. Dette gjør det mulig å finne semantisk relaterte men syntaktisk helt andre termer i det semantiske nettverket. Figuren tilstøtende viser en slik mental tilknytning, som også danner den grunnleggende strukturen for et semantisk nettverk.

WWW som et semantisk nettverk

Ifølge Tim Berners-Lee bør et semantisk nettverk (→ semantisk nett ) spennes over den delen av Internett ( WWW ) som er organisert som hypertekst . Innholdet i ressursene som utgjør denne hyperteksten, bør beskrives med metadata. Denne ressursbeskrivelsen skal gjøres ved hjelp av et Resource Description Framework (RDF). Web Ontology Language (OWL) bør brukes som modelleringsspråk . Målet er at uttrykkene som brukes i metadataene, får veldefinerte betydninger som også kan tolkes av maskiner. Dette vil f.eks. B. muliggjøre innholdsrelatert informasjonssøk. Ikke alle begreper bør fanges globalt i en kompleks ontologi , men et ganske løst nettverk av desentraliserte, spesialiserte ontologier bør oppstå.

Mulige formater for representasjon av semantiske nettverk er RDF , RDF-Schema , OWL og XML Topic Map .

Ukentlig oppdaterte visualiseringer av semantiske referanser i det tyskspråklige WWW finner du for eksempel i ukens semantiske nettverk .

Se også

litteratur

  • Roger Chaffin: Konseptet med en semantisk relasjon. I: Adrienne Lehrer et al. (Red.): Rammer, felt og kontraster. Nye essays i semantisk og leksikalsk organisering , Erlbaum, Hillsdale, NJ 1992, ISBN 0-8058-1089-7 , s. 253-288.
  • Hermann Helbig: Den semantiske strukturen til naturlig språk. Kunnskapspresentasjon med MultiNet , Springer, Heidelberg 2001, ISBN 3-540-67784-4 .
  • Hermann Helbig: Knowledge Processing and the Semantics of Natural Language. Kunnskapspresentasjon med MultiNet , Springer, Heidelberg 2008, 2. revidert utgave, ISBN 978-3-540-76276-8 .
  • M. Ross Quillian: Ordkonsepter . En teori og simulering av noen grunnleggende semantiske evner. I: Behavioral Science 12 (1967), s. 410-430.
  • M. Ross Quillian: semantisk minne. I: Marvin Minsky (red.): Semantisk informasjonsbehandling , MIT Press, Cambridge, Mass. 1988.
  • Klaus Reichenberger: Kompendium av semantiske nettverk: konsepter, teknologi, modellering , Springer, Heidelberg 2010, ISBN 3-642-04314-3 .
  • John F. Sowa : Prinsipper for semantiske nettverk. Utforskninger i representasjon av kunnskap , Morgan Kaufmann, San Mateo, Cal. 1991, ISBN 1-55860-088-4 .

weblenker

Individuelle bevis

  1. ↑ Quillian, MR (1967). Ordkonsepter: En teori og simulering av noen grunnleggende semantiske evner. Behavioral Science, 12 (5), 410-430. doi : 10.1002 / bs.3830120511
  2. ↑ Quillian, MR (1968). Semantisk minne. I: M. Minsky (red.), Semantisk informasjonsbehandling . Cambridge: MIT-trykk. 227-270
  3. ^ M. Ross Quillian: Den lærbare språkforståeren: et simuleringsprogram og teori om språk. I: Kommunikasjon av ACM. 12, s. 459, doi : 10.1145 / 363196.363214 .
  4. ↑ Quillian, R. Semantic Memory. Upublisert doktoravhandling, Carnegie Institute of Technology, 1966.
  5. ^ Flatt, JF (i presse (2013)). Filosofiske forelesninger 1790: Postscript av August Friedrich Klüpfel (redigert, introdusert og kommentert av Michael Franz og Ernst-Otto Onnasch). Spekulasjoner og erfaring: Divisjon 1, Tekster, 9.