基于本體和規(guī)則的受控自然語言系統(tǒng)模型研究.pdf

1、從20世紀(jì)50年代至今，自然語言處理作為人工智能的一個重要分支有很大發(fā)展。但是由于自然語言本身的特性，目前計算語言技術(shù)還不能像人一樣處理自然語言，從而限制了自然語言在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用。受控自然語言是自然語言的一個子集，以語言學(xué)、邏輯學(xué)、知識分類理論、心理學(xué)和信息學(xué)等為理論基礎(chǔ)，在一個領(lǐng)域內(nèi)限制自然語言的詞庫、語法及意義，減少或者消除語言的歧義性和復(fù)雜性的目的，從而提高了自然語言在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用性。語義網(wǎng)是目前被廣泛用于知識表示的一種技

2、術(shù)，目的是構(gòu)造一個以本體為核心的語義網(wǎng)絡(luò)。目前，由W3C組織提出的OWL 本體和SWRL 規(guī)則技術(shù)規(guī)范已經(jīng)廣泛用于構(gòu)造各種知識庫系統(tǒng)。本文在對受控自然語言、本體及規(guī)則的相關(guān)理論進行深入研究基礎(chǔ)上，提出了基于本體和規(guī)則的受控自然語言系統(tǒng)模型，主要工作包括以下幾個方面：
　　 首先，建立了基于WordNet的受控自然語言本體詞庫模型CNLNet，采用本體論描述領(lǐng)域概念及概念之間的關(guān)系，便于受控自然語言系統(tǒng)進行歧義消解處理。WordN

3、et是一個規(guī)模最大并且使用最為廣泛的在線英語語義詞典。WordNet 把同義詞集合作為基本元素按照一種系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)進行組織，每個同義詞集合代表一個詞匯概念，語義之間的關(guān)系通過概念之間的關(guān)系體現(xiàn)，包括同義關(guān)系、反義關(guān)系、整體與部分和上下位關(guān)系等等，形成一個完整的詞匯語義網(wǎng)絡(luò)。本體是從哲學(xué)范疇借用的一個概念，是語義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的重要內(nèi)容，具有強大的語義描述能力，采用形式化和結(jié)構(gòu)化的方式從不同的層次對本體及本體之間的關(guān)系進行語義描述，便于計算機

4、可以識別并且對其進行解釋和處理。
　　 其次，提出了基于本體詞庫的下文無關(guān)文法理論的受控自然語言解釋器CNLInterpreter。CNLInterpreter 有兩部分組成：句法剖析器和語法樹解釋器。句法剖析器以概率詞條化上下文無關(guān)文法理論為基礎(chǔ)，結(jié)合CNLNet 本體詞庫，把受控自然語言句子剖析成抽象語法樹；語法樹解釋器把抽象語法樹解釋成中間表達語言篇章表述結(jié)構(gòu)，篇章表述結(jié)構(gòu)描述了受控自然語言句子的語義信息。實驗證明該解釋器

5、具有較好的句法剖析和語義解釋能力。然后，提出了基于本體和規(guī)則的受控自然語言系統(tǒng)的推理機CNLReasoner。CNLReasoner的邏輯基礎(chǔ)是語義網(wǎng)OWL 本體公理和SWRL 規(guī)則公理。受控自然語言句子經(jīng)過語言處理部分生成篇章表述結(jié)構(gòu)，然后通過知識轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換成語義網(wǎng)OWL 本體和SWRL 規(guī)則知識，最后通過Jess 規(guī)則引擎對知識進行推理。實驗證明了該推理機的正確性和有效性。
　　 最后，建立了基于本體和規(guī)則的受控自然語言的

6、用戶接口系統(tǒng)模型?；谶壿嫷氖芸刈匀徽Z言具有形式邏輯的基礎(chǔ)，除了可以用于描述知識外，還可以作為計算機系統(tǒng)的用戶接口與用戶進行交互。受控自然語言句子通過語言處理部分生成篇章表述結(jié)構(gòu)，通過基于本體和規(guī)則的知識庫系統(tǒng)識別用戶輸入的關(guān)鍵語義信息，提交給應(yīng)用系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)操作，并返回執(zhí)行結(jié)果信息。
　　 通過以上工作，本文詳細(xì)討論了基于本體和規(guī)則的受控自然語言系統(tǒng)模型。本文在本體和規(guī)則的理論基礎(chǔ)上提出了兩種受控自然語言應(yīng)用模型：一是基于本體

7、和規(guī)則的推理系統(tǒng)，結(jié)合語義網(wǎng)本體和規(guī)則公理進行推理，構(gòu)建知識庫系統(tǒng)；二是基于本體和規(guī)則的用戶接口系統(tǒng)，通過本體與規(guī)則分析受控自然語言的語義信息，提交給應(yīng)用系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)動作，完成業(yè)務(wù)操作。這兩個系統(tǒng)模型基本實現(xiàn)了本體、規(guī)則和受控自然語言的有機結(jié)合，為受控自然語言在相關(guān)領(lǐng)域范圍內(nèi)應(yīng)用提供技術(shù)支持框架。實驗表明，本文提出的基于本體和規(guī)則的受控自然語言系統(tǒng)模型不僅具有重要的理論意義，而且具有實用價值，本文研究結(jié)果可以作為受控自然語言相關(guān)應(yīng)用研