Главная arrow Логика arrow Семантическая нейронная сеть
Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
Семантическая нейронная сеть Печать

Семантическая нейронная сеть, как формальный язык описания и обработки смысла текстов на естественном языке

В статье рассмотрена семантическая нейронная сеть. Нейронная сеть, как формальный язык, позволяет обрабатывать смысл текста как функцию некоторой алгебры. Функции строятся из отдельных нейронов, выполняющих операции дизъюнкции, конъюнкции и отрицания. Структура нейронной сети определяет порядок применения базовых операций этой алгебры к входным данным. Отдельный нейрон обозначает элементарное понятие анализируемого языка.

Для успешной разработки формализованного представления смысла текста, прежде всего, необходимо понять, что понимается под термином "Смысл предложения". На данное время нет единодушного ответа на этот вопрос. Начнем процесс определения "что такое смысл" со следующего, достаточно простого утверждения. Смысл предложения – это смысловое содержание предложения, то есть информация. Но информация нуждается в устройстве для ее обработки. Значит, смысл должен быть представлен устройству обработки в виде, пригодном для обработки. Если мы общаемся, используя устную речь, то смысл представлен в виде звуков, организованных в слова, предложения и более общие языковые конструкции. Если мы читаем книгу, то смысл представлен в виде отпечатанного текста. Исходя из вышеизложенного, возникает вопрос о том, как должен быть представлен смысл текста внутри устройства обработки? Напрашивается банальный ответ - в формате, наиболее естественном для устройства обработки информации.

Рассмотрим ту же проблему с несколько иной точки зрения. Каким должно быть "идеальное" устройство обработки смысла? Какие характеристики оно должно иметь? Перечислим некоторые "очевидные" свойства, необходимые такому устройству: возможность реализации в парадигме материального мира, очень высокая степень распараллелености вычислительных процессов; высокая надежность, способность оперировать нечеткой и неполной информацией, способность оперировать связями между различными понятиями. Кажется, что этим условиям полностью удовлетворяет вычислитель, построенный на основе нейронной сети. Вернемся к первому вопросу "что такое смысл?", но уже в формулировке "какое формализованное представление информации наиболее естественно для нейронной сети?". Для ответа на этот вопрос необходимо сначала определить какая информация должна быть обработана как смысл предложения.

Приведем список понятий, которые должны обрабатываться нейронной сетью: объекты, отношения между объектами, нечеткие факторы уверенности и логические величины. Возможно, этот список окажется настолько неполным, что его изменение повлечет за собой полный пересмотр подходов к решению рассматриваемой проблемы, однако на данное время он выглядит более чем достаточным. Представление перечисленных понятий в нейронной сети не вызывает каких либо затруднений. Так отдельные элементарные объекты представляются в виде отдельных нейронов. Более сложные объекты, образованные от элементарных объектов, будут представлены либо совокупностью этих объектов, либо будут абстрагированы до нового элементарного объекта. Элементарные отношения между элементарными объектами представляются в виде связей между нейронами.

Сложные отношения или классы отношений между объектами фактически являются сложными понятиями-объектами и могут обрабатываться как совокупности элементарных объектов, связанных между собой элементарными связями. Факторы уверенности представляются в виде градиентных величин, обрабатываемых и передаваемых нейронами.

Как легко можно установить на практике, путем наблюдения за собственным сознанием, понимание смысла текста не является статическим, мгновенным процессом. Понимание смысла - процесс развивающийся во времени. Понимание и уточнение смысла происходит по мере поступления новых данных. Практически любая часть предложения имеет смысл. Это легко проверить, прочитав сначала первое слово, затем первые два слова, затем - первые три, четыре... Элементарным смыслом обладают даже отдельные буквы. По мере поступления новой информации смысл уже обработанных данных просто уточняется, обычно без повторной обработки уже поступивших данных.

Итак, похоже, теперь можно более точно сформулировать вопрос о том, что такое смысл: "какое формализованное представление информации наиболее естественно для представления мгновенного смысла текста в нейронной сети?". Ответ кажется очевидным: Смыслом обработанной части текста является мгновенное состояние части нейронной сети, ответственной за извлечение информации из входного потока символов. Мгновенное состояние нейронной сети включает в себя мгновенный снимок множества нейронов, множества связей между нейронами и множества внутренних состояний нейронов. Таким образом, смыслом текста, обрабатываемого нейронной сетью является состояние этой нейронной сети.

Для успешной реализации алгоритмов понимания смысла предложений на естественном языке с помощью последовательных цифровых вычислительных машин необходим формальный язык описания смысла предложений. Под формальным языком будем понимать некоторый набор методов, с помощью которых можно автоматически описывать и обрабатывать смысл естественного языка. При определении формального языка будем руководствоваться в первую очередь критерием достаточности. То есть формальный язык должен позволить описывать смысл текста и алгоритмы обработки смысла, в форме, пригодной для автоматической обработки на вычислительной технике. Формальный язык должен обрабатываться на вычислительной машине без значительной потери производительности на неэффективных операциях. Так как объем информации, обрабатываемый как смысл предложения, настолько огромен, что описать его с помощью карандаша и бумаги не представляется возможным, то формальному языку совершенно не нужно быть пригодным к ручной обработке человеком.