College Kennissystemen

AI Kaleidoscoop
College 9:
Natuurlijke taal
Het Probleem
Grammatica’s
Transitie netwerken
Leeswijzer: Hoofdstuk 14.0-14.3
AI9
1
Natuurlijke taal: het probleem
• Communiceren met computers als met
mensen, middels natuurlijke taal
• Belangrijk voor veel toepassingen
– Databases
– Gebruikersgemak
– Vertaalprogramma’s
– Maat voor “intelligentie”
• Programma’s maken gebruik van
– structuur van taal
– betekenis van taal
– kennis over de wereld
– ongeschreven gedragsregels
AI9
2
Nivo’s in de analyse van natuurlijke taal
•
•
•
•
•
•
•
Fonetiek: ritme & intonatie
Fonology: klankeenheden (fonemen)
Morfologie: opbouw van woorden (morfemen)
Syntaxis: opbouw van zinnen
Semantiek: betekenis van woorden en zinnen
Pragmatiek: gebruiksregels voor woorden en zinnen
Algemene kennis: achtergrondkennis
AI9
3
Fases in de analyse van natuurlijke taal.
input
parsing (ontleden)
parse tree
semantische interpretatie
semantisch netwerk
contextuele interpretatie
uitgebreider
semantisch netwerk
AI9


 dit college






 college’s 7&8




NB: in de praktijk geen lineaire volgorde
4
Syntax, grammatica
Voorbeeld
Algemeen
S
 NP VP
één begin-symbool
NP
N
NP
 ART N
VP
V
VP
 V NP
regels: symbolensymbolen
ART  a | the
N
 man|dog
V
 likes|bites
AI9
eindsymbolen
5
Parseren
• Herken of zin correct is volgens de grammatica
• of: genereer een correcte zin
S
Top down parsing
NP
A
AI9
NB: zoekproces!
VP
N
VP
the N
VP
the man
VP
the man V
NP
the man likes
NP
the man likes A N
the man likes the N
6
the man likes the dog
Bottom up parsing
the man likes the dog
the man likes the N
the man likes A
the man likes
NP
the man V
NP
the man
VP
the N
VP
A
N
VP
NP
AI9
N
VP
S
NB: zoekproces!
7
Parsing: resultaat = parse-tree
S
NP
A
VP
N
V
the man likes
Ambiguïteit:
NP
A
N
the dog
Eén zin kan overeenkomen met
meerdere parse-trees
AI9
8
Ambiguïteit: Voorbeeld
He saw her with the
telescope
He saw her with the
telescope
AI9
9
Verschillende typen grammatica's: Chomsky hierarchie
Reguliere talen:
Def: geen recursieve regels
Vb: voorgaande slides
Context-vrije talen:
Def: één symbool aan linkerkant van regel,
mogelijk met recursie
Vb: voorgaande grammatica +
VP ind_V that S
ind_V says | beliefs
Context gevoelige talen:
Def: mogelijk >1 aan linkerkant van regels
Vb: volgende slide
Recursief opsombare talen
Def: willekeurige regels
AI9
10
Chomsky hierarchie (2)
 Reguliere talen:
 Context-vrije talen:
 Context gevoelige talen:
 Recursief opsombare talen
NB:      
= Natuurlijke taal?
AI9
11
Context-gevoelige grammatica
S
NP V
NP
 ART NR N
NR
s|p
ART s  a s | the s
ART p  some p | the p
sN
 man s | dog s
pN
 men p | dogs p
sV
 runs | bites
pV
 run | bite
Voorbeeld:
• the dogs bite
• the dogs bites
Uitbreiding met semantiek
extra symbool: bijter/niet-bijter
• the dog bites
AI9
• the
man bites
S
NP
ART NR
V
N
p
the p
dogs p
bite
12
Typen grammatica’s: evaluatie
• Context-vrij:
eenvoudig formalisme
 niet voldoende voor natuurlijke taal
(wel voldoende voor bijna alle computer-talen)
• Context-gevoelig:
voldoende sterk, maar:
 explosie van aantal regels,
 mengen van syntax & semantiek
AI9
13
Transitie-netwerken
= alternatieve notatie voor grammatica’s
• maak een netwerk voor elke non-terminal
• elk pad in zo’n netwerk is
een regel voor de non-terminal
• pijlen zijn de non-terminals of terminals in de regel
AI9
14
Transitie-netwerken (Vb)
S
NP VP
NP
NP
N
 ART N
VP
VP
V
V NP
ART  a | the
N
V
AI9
 man |dog
 likes |bites
S:
NP:
VP:
ART:
N:
V:
NP
VP
ART
N
N
V
NP
V
the
a
man
dog
likes
bites
15
Transitie netwerken, alternatieve notatie
a
that
the
man
dog
thinks
man dog
likes
a
says
bites
the
man
dog
man dog
AI9
16
Augmented transition networks (ATN’s)
• ATN = TN + datastructuren +
procedures (per overgang)
om data-structuren te manipuleren
NP
ART N
Vb:
NR
V
VP
VP
proc NP1: ART = a | the
N
= man | dog
NR = s
proc VP1: V = bites | runs
if NR-of-NP=s
then ok else fail
proc NP2: ART = some | the
N
= men | dogs
NR = p
proc VP2: V = bite | run
if NR-of-NP=p
then ok else fail
AI9
17
Gebruik van ATN’s: syntax semantiek
syntax
(= parse-tree)
S
=
NP
(s)
ART
the
(s,p)
N
VP
(s)
V
= dog
(s)
likes
(s)
VP
ART
N
a = man
(s)
(s)
Semantiek
(= conceptuele graaf)
AI9
bite
agent
dog:#1
object
man:#1
18
Semantiek (= conceptuele graaf)
bite
agent
dog:#1
object
man:#1
Maak semantische representatie mbv case-frame
Case-frame = voorgebakken lege semantische structuur
bite
agent
<animate>
object
<thing>
instrument
AI9
part
teeth
19
semantische representatie m.b.v case-frame
bite
agent
<animate>
object
<thing>
instrument
part
teeth
• Voordelen:
– type-informatie
– impliciete kennis
AI9
20
Volgende keer
Stellingen bewijzers:
Hoofdstuk 12
AI9
21