框架 (人工智慧)

框架(英語:frame)是人工智慧研究中一種用於知識表示的資料結構,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資料結構。[1][2]

框架結構 編輯

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:

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)。

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(義大利麵) (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 編輯

參考文獻 編輯

  1. ^ 1.0 1.1 Marvin Minsky, A Framework for Representing Knowledge頁面存檔備份,存於網際網路檔案館), MIT-AI Laboratory Memo 306, June, 1974.
  2. ^ 2.0 2.1 框架表示方式 在《中國大百科全書》第三版網路版的頁面  
  • 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