在日常生活中,很多常识性的知识需要以一种叙事体的形式来表达。如一个成年人到餐厅用餐,通常会在餐厅入口处受到接待,或者通过标志继续向前找到桌子。如果菜单没在桌上,服务员也没有送过来,那么顾客会向服务员要菜单,然后点菜、食用、付账、离开。
这种叙事体表示的知识涉及面比较广,关系也较复杂,而自然语言理解程序即使要理解非常简单的会话,也需要使用相当大数量的背景知识,因此很难将叙事体表示的知识以形式化的方法表示出来交给计算机处理。为了解决这一问题,1977年美国耶鲁大学的R.C.Schank和他的研究设计小组根据概念从属理论,提出了脚本(Scripts)表示法。
1)脚本的定义
脚本是一种结构化的表示,被用来描述特定上下文中固定不变的事件序列。自然语言理解系统使用脚本来根据系统要理解的情况组织知识库,在表示以叙事体表达的知识时,首先将知识中的各种故事情节的基本概念抽取出来,构成一个原语集确定原语集中各原语间的相互依赖关系,然后把所有的故事情节都以原语集中的概念及它们之间的从属关系表示出来。在抽象概念原语时,都应该遵守概念原语不能有歧义性、各概念原语应当互相独立等基本要求。
Schank在其研制的SAM(Script Applier Mechanism)中对人的各种行为进行了原语化,抽象出了11种行为原语:
(1)INGEST:表示把某物食入体内,如吃饭、喝水等。
(2)PROPEL:表示对某一对象施加外力,如推、压、拉等。
(3)GRASP:表示行为主体控制某一对象,如抓起某件东西、扔掉某件东西等。
(4)EXPEL:表示把某物排出体外,如撒尿、呕吐等。
(5)PTRANS:表示某一物理对象物理位置的改变,如某人从一处走到另一处,其物理位置发生了变化。
(6)MOVE:表示行为主体移动自己身体的某一部分,如抬手、弯腰等。
(7)ATRANS:表示某种抽象关系的转移。如当把某物交给另一人时,该物的所有关系即发生了转移。
(8)MTRANS:表示信息的转移,如看电影、交谈、读书等。
(9)MBUILD:表示由已有的信息形成新信息,如由图、文、声、像形成的多媒体信息。
(10)SPEAK:表示发出声音,如歌唱、喊叫、说话等。
(11)ATTEND:表示用某个感觉器官获取信息,如用眼睛看某种东西或用耳朵听某种声音。
使用这11种行为原语及其相互依赖关系,可以把生活中的事件编制成脚本,每个脚本代表一类事件,并把事件的典型情节规范化。当接受一个故事时,找一个与之匹配的脚本,根据脚本排定的场景次序来理解故事的情节。
2)脚本的组成
脚本与日常生活中的电影剧本相似,有角色、道具、场景等。一个脚本由以下几个部分组成(人工智能复杂问题求解P174)。
(1)进入条件(entry condition):调用脚本必须满足的条件描述。
(2)角色(role):各个参与者所执行的动作。
(3)道具(prop):支持脚本内容的各种“东西”。(www.daowen.com)
(4)场景(scene):把脚本分解为一系列的场景,每一个场景表示脚本的一段内容。
(5)结果(result):脚本一旦终止就成立的事实。
3)用脚本表示知识的步骤
(1)确定脚本运行的条件,脚本中涉及的角色、道具。
(2)分析所要表示的知识中的动作行为,划分故事情节,并将每个故事情节抽象为一个概念,作为分场景的名字,每个分场景描述一个故事情节。
(3)抽取各个故事情节(或分场景)中的概念,构成一个原语集,分析并确定原语集中各原语间的相互依赖关系与逻辑关系。
(4)把所有的故事情节都以原语集中的概念及它们之间的从属关系表示出来,确定脚本烦人场景序列,每一个子场景可能由一组原语序列构成。
(5)给出脚本运行后的结果。
【例】 用脚本表示顾客到餐厅用餐。
脚本:餐厅
(1)进入条件:①顾客饿了,需要进餐。
②顾客有足够的钱。
(2)角色:顾客、服务员、厨师、收银员、礼仪小姐。
(3)道具:食品、桌子、菜单、钱。
(4)场景。
4)脚本的推理
脚本表示法对事实或事件的描述结果为一个因果链,所描述的每一个事件前后是相互联系的。用脚本表示的问题求解系统一般包括知识库和推理机。知识库中的知识用脚本来表示,当需要求解问题时,推理机首先到知识库中搜索是否有适用于描述所要求解问题的脚本,如果有,则利用一定的控制策略,选择一个脚本作为启动脚本,将其激活,运行脚本,利用脚本中的因果链实现问题的推理求解。基于脚本表示的推理是一个匹配推理,推理过程假设所要求解的问题发生过程符合脚本中所预测的事件序列,如果所求解问题事件序列被中断,则可能会得出错误的结果。
5)脚本表示法的特点
(1)脚本表示法体现了人们在观察事物时的思维活动,组织形式类似于日常生活中的电影剧本,对于表达预先构思好的特定知识,如何理解故事情节等,都是非常有效的。
(2)脚本表示法是一种特殊的框架表示法,能够把知识的内部结构关系及知识间的联系表示出来。
(3)脚本表示法的不足之处是它对知识的表示比较呆板,所表示的知识范围比较窄,不太适合用来表达各种各样的知识。
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