GRAFOS CONCEITUAIS JOHN F SOWA Eunice Palmeira John

GRAFOS CONCEITUAIS JOHN F. SOWA Eunice Palmeira

John F. Sowa • Trabalhou 30 anos em projetos de • • • pesquisa e desenvolvimento da IBM; É co-fundador da Vivo. Mind Research; Bacharel em matemática pelo MIT; Mestre em matemática aplicada pela Universidade de Harvard; Ph. D em ciência da computação pela Vrije Universiteit Brussel; Desenvolve novos métodos para usar a lógica e ontologia em sistemas de raciocínio e compreensão da linguagem; GC foi adotado como um dos três principais dialetos da norma ISO / IEC para a lógica comum.

Definição - GC • Grafos Conceituais (GC) são um formalismo para representação de conhecimento que permite expressar logicamente proposições.

Definição - GC 1 - Grafos Conceituais 2 - Conceito 3 - Relação 4 - Expressão Lambda 5 - Tipo de Conceito 6 - Tipo de Relação 7 - Referente 8 - Contexto 9 - Co-referente 10 - Base de Conhecimento

1 - Grafos Conceituais • Grafos conceituais são grafos finitos, conectados e bipartidos. • Finitos: a memória de quem o usa é limitada a reter somente um número finito de conceitos e relações conceituais. • Conectados: duas partes não conectadas podem representar dois grafos independentes. • Bipartidos: incorporam dois tipos de nós, conceitos e relações, onde os arcos não são rotulados e todo arco é ligado a um nó de um tipo e a um nó de outro tipo.

Características e Funções • Baseado em redes semânticas; • Humanamente legível; • Interpretável por sistemas computacionais; • Possui representação gráfica; • Tradução entre formalismos orientados a computação e linguagem natural; • Linguagem de especificação.

Tipos e Notações • Tipos de Grafos: • Vazio • Singular • Estrela • Notação Gráfica: • Retângulos: conceitos • Círculos: relações • Notação Linear: • Colchetes: conceitos • Parênteses: relações

Tipo de Grafo: Singular Sentença: Um turista Forma Linear: [Turista] Notação Gráfica:

Tipo de Grafo: Estrela Sentença: Um turista compra um pássaro silvestre Forma Linear: [Compra](Agente) → [Turista] (Objeto) → [Pássaro. Silvestre]. Notação Gráfica: Cálculo de Predicado: (∃x)(∃y)(Turista(x) ∧ Pássaro. Silvestre(y) ∧ Compra(x, y)

2 - Conceito • Conceitos são compostos por um tipo e um referente. Tipo: Turista Referente: Pierre Tipo: Pássaro Silvestre Referente: ‘espaço em branco’ Cálculo de Predicado: (∃y)(Turista(Pierre) ∧ Pássaro. Silvestre(y) ∧ Compra(Pierre, y)

3 - Relação • As relações são responsáveis pela ligação entre os conceitos. • Toda relação tem um tipo e uma valência (monadic, dyadic, triadic, n-adic). Assinatura: representa uma restrição sobre os tipos de conceitos que podem estar ligados aos seus arcos. <Turista, Cidade>

4 - Expressão Lambda • Uma expressão lambda e é um GC onde n conceitos são designadas como parâmetros formais de e. [Turista: λ 1] (Endereço) → [Cidade: λ 2] (Endereço) → [Cidade: λ 3] Assinatura: <Turista, Cidade>

5 - Tipo de Conceito • Cada conceito é um indivíduo único de um tipo particular. Os tipos são organizados em uma hierarquia. • Arara Vermelha é subtipo de Arara que é subtipo de Ave, etc. • Ave ≥ Arara Vermelha • Os rótulos de tipo e indivíduo são separados por dois-pontos. • O rótulo do tipo é especificado como primitivo ou definido • Primitivo: Entidade = "⊤", Absurdo = "⊥" • Definido: Turista. Criminoso = (Agente) → [Turista: λ] ← [Compra] → (Objeto) → [Pássaro Silvestre] ← [Possui] → (Objeto) → [ ~ Autorização] Maine. Farmer = [Farmer: λ] → (Loc) → [State: Maine].

6 - Tipo de Relação • Relação possui apenas rótulo que é o tipo. • Cada rótulo da relação é especificado como primitivo ou definido. • [Relação: Comprar] → (Def)→ [Expressão. Lambda: [Pessoa: λ 1]←(Agente)← [Compra] →(Objeto) →[Produto: λ 2] ]. • [Pessoa: João] → (Comprar) → [Produto: Gaiola]

7 - Referente • O referente de um conceito é especificado por um quantificador, um designador e um descritor. • Dependente da implementação Composição Descrição Exemplo Quantificador - existencial - definido - O existencial afirma que pelo menos uma instância do tipo existe - Definido pode especificar outras quantidades ou valores - [Pássaro. Silvestre] ou [Pássaro. Silvestre *] - [Gaiola: @2] - [Pessoa: {João, Maria}] Designador: - literal - localizador - Literal: string, som, gráfico, vídeo. - Marcador ou um nome. - [String: "abcdefg"] - [Img: %JPEG”fig”] - [Gaiola: #128] - [Turista: Pierre] Descritor - Representado por um gráfico conceptual aninhado no campo referente de um conceito. [Proposição: [Ara. Chloropterus] →(Cor)→Vermelha]].

7 - Referente [SOWA, 2000]

8 - Contexto • Um contexto é um conceito cujo tipo é Proposição, e cujo referente ou é o marcador genérico (*) ou um conjunto de grafos. • Os contextos são usados para exprimir afirmações e crenças. Assim, relações como Neg (negação), Nec (necessidade) e Psbl (possibilidade) só podem ser ligadas a contextos.

9 - Co-referente • Um co-referente é um conjunto de um ou mais conceitos. • Os elos de co-referente são usados para ligar conceitos que se encontram em grafos e/ou em contextos diferentes, mas que denotam o mesmo indivíduo. Sentença: De acordo com a Polícia Federal, embora o francês “indicasse seus endereços em Macapá e Oiapoque, ele levaria os animais para a Guiana Francesa”, onde reside.

[Policia. Federal] ← (Experimentador) ← [Acredita] →(Objeto)[Proposição: [Turista: Pierre *x] ← (Experimentador) ← [Quer] (Objeto)[Situação: [? x] ←(Agente) ←[Levar] – (Objeto) →[Pássaro. Silvestre] (Destino) →[Local: Guiana Francesa] ]].

10 - Base de Conhecimento • Uma base de conhecimento é um contexto cujo designador é um GC consistindo de quatro conceitos: 1 - Hierarquia de Tipo 2 - Hierarquia de Relação 3 - Catálogo de Indivíduos 4 - Contexto mais externo (Contexto do tipo declaração, cuja designação é um GC) [Catalog. Of. Individuals: [Cat: #5539](Name)->[Word: "Yojo"] (Attr)->[Black] (Loc)->[Village: #3711]->(Name)->[Word: "Croton-on-Hudson"] ] [Dog: #7603](Name)->[Word: "Macula"] (Attr)->[Spotted] (Loc)->[State: #2072]->(Name)->[Word: "New Hampshire"] ]]

10 - Base de Conhecimento • Banco de dados e bases de conhecimento comercial podem ser representados como casos especiais de uma base de conhecimento de CG: • Banco de dados relacional • Banco de dados orientado a objeto • Sistemas Especialistas

Considerações • Expressividade. Tradução de formalismos orientados à computação de/para linguagem natural; • Riqueza semântica. Define relações de classe e membro e classe e subclasse. Cada conceito é um indivíduo único de um tipo particular; • Grafos conceituais podem gerar grafos em vários níveis de abstração. “A proposta da teoria de grafos conceituais não é excluir ou alterar as outras teorias de redes semânticas, mas sim, acomodá-las e mostrar como elas se inter-relacionam. ” Sowa

Referências • [LUGER, 2004] Luger, George F. Inteligência Artificial: Estruturas e estratégias para a solução de problemas complexos. 4ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2004. • [PRATA, 2000] PRATA, David N. Um Ambiente Colaborativo de Represetnação Visual do Conhecimento para Web (VEDA). Dissertação de Mestrado. Universidade Federal da Paraíba. Campina Grande, 2000. • [SOWA, 2000] Sowa, John F. Knowledge Representation: Logical, Philosophical, and Computational Foundations, Brooks Cole Publishing Co. , 2000. • [TAVEIRA, 2003] TAVERA, Ricardo D. Implementando um Mecanismo de Processamento de Conhecimento em uma Ferramenta de EAD. Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual do Ceará. Fortaleza, 2003.

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