Redes Semânticas

Introdução

Introdução n

n Este capEste capíítulo visa discutir a representatulo visa discutir a representaçção do conhecimento ão do conhecimento por meio de redes semânticas. Tais descri

por meio de redes semânticas. Tais descriçções por redes ões por redes

semânticas serão posteriormente aplicadas para resolu

semânticas serão posteriormente aplicadas para resoluçção ão

de problemas.

de problemas.

Tópico de Discussão

Tópico de Discussão n

Representação do conhecimento

Representação do conhecimento n

n Questão central na representaQuestão central na representaçção de conhecimento: Como ão de conhecimento: Como conhecimento pode ser melhor representado?

conhecimento pode ser melhor representado?

n

n Em toda representaEm toda representaçção de conhecimento ão de conhecimento éé desejdesejáável:vel:

-- Expressividade;_{Expressividade;}

-- Auto_Auto-_-consistência;_{consistência;}

-- Robustez;Robustez;

-- Capacidade de ser completa;Capacidade de ser completa;

-- Tratabilidade_{Tratabilidade};_;

Introdução à representação do conhecimento por Redes Semânticas

Introdução à representação do conhecimento por Redes Semânticas

n

n Redes semânticas são tentativas de formalizar a maneira Redes semânticas são tentativas de formalizar a maneira como o conhecimento sobre o mundo em que vivemos e

como o conhecimento sobre o mundo em que vivemos e

n

nóós mesmos s mesmos éé organizado em nossa memorganizado em nossa memóória.ria.

n

n Redes semânticas são compostas por:Redes semânticas são compostas por:

-- N_Nó_ós: cada um representa um objeto ou uma propriedade _{s: cada um representa um objeto ou uma propriedade}

de um objeto;

de um objeto;

Exemplo

Exemplo

n

n RepresentaRepresentaçção do conhecimento abaixo sobre animais:ão do conhecimento abaixo sobre animais:

-- Animais comem;Animais comem;

-- Mam_Mamí_íferos e p_{feros e p}á_ássaros são animais;_{ssaros são animais;}

-- MamMamííferos têm pelo;feros têm pelo;

-- Cachorros são mamCachorros são mamííferos.feros.

n

n Uma Rede Semântica descreve relaUma Rede Semântica descreve relaçções entre objetos e ões entre objetos e propriedades.

Um Rede Semântica Simples

Um Rede Semântica Simples

ANIMAL COMER

COMERA

PÁSSARO MAMÍFERO PELO

CACHORRO

FAZ

É_UM É_UM

É_UM TEM

O fazendeiro e suas posses

O fazendeiro e suas posses

n

n Um fazendeiro deseja atravessar de uma margem para Um fazendeiro deseja atravessar de uma margem para outra de um rio levando junto seus pertences: uma raposa

outra de um rio levando junto seus pertences: uma raposa

cor de prata, um ganso gordo e um saco de saborosos

cor de prata, um ganso gordo e um saco de saborosos

cereais. Para isto, o fazendeiro dispõe de uma embarca

cereais. Para isto, o fazendeiro dispõe de uma embarcaç_ção _ão

com capacidade de carregar ele mesmo e uma de suas

com capacidade de carregar ele mesmo e uma de suas

posses a cada travessia do rio. O fazendeiro sabe que a

posses a cada travessia do rio. O fazendeiro sabe que a

raposa comer

raposa comeráá o ganso e o ganso degustaro ganso e o ganso degustaráá os cereais se os cereais se estas posses ficarem juntas e s

estas posses ficarem juntas e sóós. Como poders. Como poderáá o o

fazendeiro atravessar o rio com todas suas posses sem

fazendeiro atravessar o rio com todas suas posses sem

perder nenhuma delas?

Exemplo: O fazendeiro e suas posses

Comentários

Comentários

n

n DescriDescriçção em linguagem natural: Demora para separar ão em linguagem natural: Demora para separar detalhes irrelevantes e informa

detalhes irrelevantes e informaçções importantes; Não ões importantes; Não éé

intuitiva para passagem para programa; Demora para

intuitiva para passagem para programa; Demora para

mostrar todas possibilidades de solu

mostrar todas possibilidades de soluç_ção._ão.

n

n DescriDescriçção por desenho: Pode mostrar mais claramente as ão por desenho: Pode mostrar mais claramente as situa

situaçções de cruzamento permitidas e os detalhes ões de cruzamento permitidas e os detalhes irrelevantes são negligenciados.

Escolha da representação

Escolha da representação

n

n Questões relevantes para construir uma representaQuestões relevantes para construir uma representaçção:ão:

-- Quais as restriQuais as restriçções mais importantes?ões mais importantes?

-- O que _{O que} é_é irrelevante para a solu_{irrelevante para a solu}ç_ção do problema?_{ão do problema?}

-- Quais as possibilidades de soluQuais as possibilidades de soluçção do problema?ão do problema?

-- Qual a seqQual a seqüüência de operaência de operaçção para a soluão para a soluçção?ão?

-- Como passar de uma soluComo passar de uma soluçção em uma representaão em uma representaççãoão escolhida para um programa de computador?

Solução através de diagrama

Solução através de diagrama n

n Para construPara construçção de um diagrama que descreva o sistema ão de um diagrama que descreva o sistema deve se seguir os seguintes passos:

deve se seguir os seguintes passos:

-- Assinalar um Assinalar um ““nnó”ó” ou um ou um ““ssíímbolombolo”” para cada estado do para cada estado do sistema: como o fazendeiro e suas posses podem estar em

sistema: como o fazendeiro e suas posses podem estar em

cada lado do rio (16 possibilidades).

cada lado do rio (16 possibilidades).

-- Separar os n_{Separar os n}ó_ós seguros dos n_{s seguros dos n}ó_ós não_{s não}-_-seguros_seguros

= Não seguros: RG e GS juntos sem F.

= Não seguros: RG e GS juntos sem F.

= Retira

= Retira--se nse nóós ns núúmeros 6, 9, 12, 13, 14, 15meros 6, 9, 12, 13, 14, 15

-- Escolher uma representa_{Escolher uma representa}ç_ção gr_{ão gr}á_áfica para cada viagem do _{fica para cada viagem do}

barco.

-- Desenhar os possDesenhar os possííveis estados para cada viagem do barco,veis estados para cada viagem do barco, respeitando duas restri

respeitando duas restriçções:ões:

= O fazendeiro tem que mudar de lado;

= O fazendeiro tem que mudar de lado;

= No m

= No mááximo uma das posses do fazendeiro muda de lado.ximo uma das posses do fazendeiro muda de lado. Em um total de 10X9=90 pares ordenados, 20

Em um total de 10X9=90 pares ordenados, 20

satisfazem a condi

satisfazem a condiçção acima.ão acima.

F G R S F G R S S F G R R F G S G F R S F G R S F G R S F G S R G R S F F R S G R S F G G S F R F R G S F G R S G R F S F S G R

Solução gráfica do problema

Solução gráfica do problema

F G R S F G R S G F R S F R S G R S F G F G R S F G R S R F G S F G S R S F G R

Características de boas representações

Características de boas representações

n

n Objetos e relaObjetos e relaçções importantes do mundo devem aparecer ões importantes do mundo devem aparecer explicitamente;

explicitamente;

n

n RestriRestriçções naturais devem ser expostas;ões naturais devem ser expostas;

n

n Objetivos e relaObjetivos e relaç_ções devem ser unidos entre si;_{ões devem ser unidos entre si;}

n

n Detalhes não importantes do problema devem ser Detalhes não importantes do problema devem ser omitidos;

omitidos;

n

n Deve possuir transparência;Deve possuir transparência;

n

n Deve apresentar problema de modo conciso e completo;Deve apresentar problema de modo conciso e completo;

n

n Deve permitir rDeve permitir rá_ápido armazenamento e recupera_{pido armazenamento e recupera}ç_ção de _{ão de}

informa

informaçção;ão;

n

Partes fundamentais de uma representação

Partes fundamentais de uma representação

n

n Parte lParte lééxica: Determina os sxica: Determina os síímbolos que são permitidos no mbolos que são permitidos no vocabul

vocabuláário da representario da representaçção.ão.

n

n Parte estrutural: Descreve restriParte estrutural: Descreve restriçções de como os sões de como os síímbolos mbolos podem ser arranjados.

podem ser arranjados.

n

n Parte semântica: Estabelece um meio de associar Parte semântica: Estabelece um meio de associar significado

significado ààs descris descriçções.ões.

n

n Parte procedimental: Especifica procedimentos de acesso Parte procedimental: Especifica procedimentos de acesso que permitam criar descri

que permitam criar descriç_ções, _ões, modifica_modifica-_-las_las e _e usa_usa-_-las_las para _para

responder questões.

No exemplo:

No exemplo:

n

n A parte lA parte lééxica determina os nxica determina os nóós e linhas orientadas como s e linhas orientadas como s

síímbolos empregados;mbolos empregados;

n

n A parte estrutural descreve restriA parte estrutural descreve restriçções determinando as ões determinando as conexões entre os n

conexões entre os nóós;s;

n

n A parte semântica estabelece a equivalência entre os nA parte semântica estabelece a equivalência entre os nó_ós e _{s e}

as situa

as situaçções e os ões e os ““linkslinks’’ e as travessias do rio;e as travessias do rio;

n

n A parte procedimental estA parte procedimental está_á escondida na mente e/ou _{escondida na mente e/ou}

c

cé_érebro de cada um e comanda as a_{rebro de cada um e comanda as a}ç_ções para resolu_{ões para resolu}ç_ção do _{ão do}

problema.

Características de Redes Semânticas

Características de Redes Semânticas

n

n LLééxicas: Existem xicas: Existem NNóóss, , linkslinks e e links rotuladoslinks rotulados denotando denotando objetos, rela

objetos, relaçções entre objetos e relaões entre objetos e relaçções particulares;ões particulares;

n

n Estruturais: NEstruturais: Nóós se conectam entre si, entre a cabes se conectam entre si, entre a cabeçça de um a de um n

nóó e a calda de outro, atrave a calda de outro, atravéés de links rotulados;s de links rotulados;

n

n Semânticas: NSemânticas: Nó_ós e links denotam entidades com _{s e links denotam entidades com}

especificidade de aplica

especificidade de aplicaçção;ão;

n

n Procedimentais: Existem procedimentos para Procedimentais: Existem procedimentos para produzir_produzir, _,

alterar

alterar, _, apagar_apagar e _e responder questões relativas_{responder questões relativas} a n_{a n}ó_ós e _{s e}

links.

Diferentes significados para a semântica

Diferentes significados para a semântica

n

n Semântica de equivalência: RelacionaSemântica de equivalência: Relaciona--se descrise descriçções numa ões numa representa

representaçção particular com outra representaão particular com outra representaçção de ão de semântica j

semântica jáá aceita;aceita;

n

n Semântica procedimental: Tem seu significado definido Semântica procedimental: Tem seu significado definido atrav

atravéés do que realizam os programas que operam s do que realizam os programas que operam descri

descriçções na representaões na representaçção;ão;

n

n Semântica descritiva: Neste tipo existe explicaSemântica descritiva: Neste tipo existe explicaçções do que ões do que as descri

as descriçções significam de modo que possam ser ões significam de modo que possam ser entendidas clara e intuitivamente.

Parte da família de representações de Redes Semânticas

Parte da família de representações de Redes Semânticas

Família de Representações de Redes Semânticas

Arv. de busca Arv. de decisão

Arv. de jogos Arv. de metas Árvore semântica

Rede de propagação de valores

Sistema de frames Espaço de estado Rede Semântica

Bibliografia

Bibliografia n

n Winston, P. H. (1992). Winston, P. H. (1992). Artificial Artificial IntelligenceIntelligence. . AddisonAddison- -Wesley

Wesley ((ThirdThird editionedition).).

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Synthesis. Morgan . Morgan KauffmanKauffman..

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n CharniakCharniak, E. _{, E.} and_and MCDermott_MCDermott, D. (1987). _{, D. (1987).} Introduction_Introduction to _to

Artificial

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n

n FischelFischel, M. A. _{, M. A.} and_and Firschein_Firschein, O. (1987). _{, O. (1987).} Intelligence_Intelligence: _: The_The

Eye

No documento Introdução à Inteligência Artificial Marco H. Terra (páginas 33-52)