4.1.2. Функциональные классы в естественных языках

В естественном языке (с точки зрения использования его как основы построения языка представления знаний) можно выделить прежде всего следующие важные классы элементов: понятия, имена, отношения.

Понятие-класс - это совокупность объектов, обладающих вполне определенными свойствами. Например, станок, режущий инструмент, приспособление, технологический процесс и т. д.

Имена служат для идентификации тех или иных элементов, входящих в понятие-класс. Например, канавка, технологическая фаска, деталь БЛ9.0001-93 и т. д. Эти элементы, как мы видим из примера, сами могут являться понятиями классами более низкого уровня иерархии.

Отношения служат для установления связей на множестве понятий и идентификации понятий. Существует гипотеза о конечности множества базовых отношений. Остальные отношения сводятся к комбинации этих базовых отношений (например, см. табл.5, где представлены эти отношения). Как предполагается, всего базовых отношений не более 200.

Заметим, что в приведенной таблице рассматриваются не языковые отношения, а отношения реального физического мира. Например, во фразах:

• "Инструмент перемещается к детали";

• "Деталь перемещается по конвейеру к бункеру";

• "Робот едет к складу";

реализуется одно и то же отношение, которое можно передать словами "двигаться к" или использовать для его обозначения d1.

Таблица 2

Тип отношения	Наименование отношения
Временные	Быть одновременно, быть раньше
Пространственные	Быть в Е- окрестности, находиться в, быть сзади, быть сверху
Динамические	Двигаться к
Идентифицирующие	Иметь имя

С помощью понятий, имен и отношений можно уже описывать некоторые ситуации, относящиеся к объекту или среде, в которых они находятся и действуют.

Для этого введем синтаксис языка представления знаний, использующего лишь три рассмотренных функциональных класса: понятия V, имена I и отношения R. Класс понятий можно разделить при необходимости на три подкласса: понятия-классы (B), понятия-процессы (D), понятия-состояния (G):

V = BDG,

где B={b₁, b₂,…, b_n}; D={d₁, d₂,…, d_m}; G={g₁, g₂,…, g_k}

Тогда множество базовых элементов формальной системы

T = VIR,

где I={i₁, i₂,…,i_l}; R={(,), p,d₁,…}

Построим совокупность синтаксических правил, определяющих правильно построенные формулы в рассматриваемой системе:

1) любой из элементов V и I является ППФ;

2) если  любой элемент из и V и  любой элемент из I, то тройка (p) есть ППФ;

3) если  и  -любые элементы из V, то тройка (d), где d -любой элемент из R, есть ППФ;

4) если  и  суть ППФ, то тройка (d) есть ППФ;

5) других ППФ нет.

Проблемы: 1) не все порождаемые по сформулированным правилам ППФ будут семантически правильными, то есть существуют отношения и объекты, между которыми эти отношения не справедливы;

2) установление семантической эквивалентности двух ППФ;

3) противоречивость ППФ, то есть, если в ППФ есть несколько ППФ и некоторые ППФ могут быть несовместимыми, то следовательно и вся ППФ семантически неверна.

Замечание: Чем ограниченнее язык ( то есть более формализован для описания объектов и ситуации ), тем менее значимы указанные проблемы.

Кроме указанных классов существуют и другие классы, из которых назовем квантификаторы, императивы, модификаторы, модальности, оценки.

Рассмотрим квантификаторы. Они служат для введения количественных и качественных мер для понятий и отношений. Например, "для всех", "существуют такие что", "очень редко", "быстро" и т. д. Обозначаются кодификаторы перевёрнутыми буквами. Существуют квантификаторы качественные ( Например, "много", "близко" ) и количественные. Квантификаторы качественные требуют шкалирования, а это проблема.