框架 (人工智能)
框架(英語:frame)是人工智能研究中一種用於知識表示的數據結構,由馬文·閔斯基於1974年在其論文《表示知識的框架》(A Framework for Representing Knowledge)中最早提出。閔斯基將框架定義為表示常規情景(stereotyped situation)的信息結構。框架理論認為人類對世界的認知都是以過往經驗(常規情景)為基礎的,而人對新事物的認識則是對以往經驗的分析與補充。這些經驗可以以框架的形式存儲為數據結構。[1][2]
框架結構
框架通常由描述事物各個方面的若干槽(slot,或譯為「條目」)組成,每個槽則又可包含若干值(value)。複雜框架則多一個層次,即槽可分為若干側面(facet,或譯為「方面」),而每一側面則又可包含若干值。[1][2]
以下為一個表示「男孩」框架的示例:
槽 | 值 | 類型 |
---|---|---|
BOY(男孩) | _ | (框架名) |
ISA(屬性) | Person(人) | (父框架) |
SEX(性別) | Male(男性) | (實例值) |
AGE(年齡) | Under 12 yrs.(小於12歲) | (過程附件——集合約束) |
HOME(家) | A Place(某一地點) | (另一框架) |
NUM_LEGS(腿數量) | Default = 2 (默認值 = 2) | (從父框架「人」繼承的默認值) |
以下框架示例表示一個名為亞歷克斯(Alex)的男孩。該框架是「男孩」框架的一個實例。其「性別」槽的值是從父框架繼承而來的默認值。但因為他只有一條腿,所以其「腿數量」槽的值為1,與父框架中的默認值2並不同。另外其「年齡」槽包含了需要該值時(IF-NEEDED)才觸發的一個過程附件(procedural attachment)。
槽 | 值 | 類型 |
---|---|---|
ALEX(亞歷克斯) | _ | (框架名) |
NAME(名字) | Alex(亞歷克斯) | (關鍵值) |
ISA(屬性) | Boy(男孩) | (父框架) |
SEX(性別) | Male(男性) | (繼承值) |
AGE(年齡) | IF-NEEDED(如需): Subtract(current,BIRTHDATE); | (過程附件) |
HOME(家) | 100 Main St.(主街100號) | (實例值) |
BIRTHDATE(出生日期) | 8/4/2000(2000年8月4日) | (實例值) |
FAVORITE_FOOD(喜愛食物) | Spaghetti(意大利麵) | (實例值) |
CLIMBS(攀爬) | Trees(樹) | (實例值) |
BODY_TYPE(身體類型) | Wiry(結實) | (實例值) |
NUM_LEGS(腿數量) | 1 | (例外) |
參見
參考文獻
- Russell, Stuart J.; Norvig, Peter (2010), Artificial Intelligence: A Modern Approach (2nd ed.), Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, ISBN 0-13-604259-7, ch. 1.
- Daniel G. Bobrow, Terry Winograd, An Overview of KRL, A Knowledge Representation Language[永久失效連結], Stanford Artificial Intelligence Laboratory Memo AIM 293, 1976.
- R. Bruce Roberts and Ira P. Goldstein, The FRL Primer, 1977
- R. Bruce Roberts and Ira P. Goldstein, The FRL Manual, 1977
- Brachman, R.; Schmolze, J. An overview of the KL-ONE Knowledge Representation System. Cognitive Science. 1985, 9 (2): 171–216. doi:10.1016/s0364-0213(85)80014-8
.
- Fikes, R. E.; Kehler, T. The role of frame-based representation in knowledge representation and reasoning. Communications of the ACM. 1985, 28 (9): 904–920. S2CID 9868560. doi:10.1145/4284.4285.
- Peter Clark & Bruce Porter: KM - The Knowledge Machine 2.0: Users Manual, http://www.cs.utexas.edu/users/mfkb/RKF/km.html (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館).
- Peter D. Karp, The Design Space of Frame Knowledge Representation Systems (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館), Technical Note 520. Artificial Intelligence Center, SRI International, 1992