UNIVERSIDAD DEL CAUCAGUSTAVO SALAZARIVER MOSQUERACRISTIAN MANZANO

INTRODUCCION:

Los Marcos o Frames fueron propuestos por Minsky en 1975 como una forma de representación del conocimiento. La idea original se expresaba en los siguientes términos "Un Frame es una estructura de datos para representar una situación estereotipada. ..

DEFINICION

Un marco (frame), es una colección de atributos, que normalmente llamados ranuras (slots), con valores asociados (y posibles restricciones entre los valores), que describe alguna entidad del mundo algunas veces el marco describe una entidad en un sentido absoluto, y en otras representa la entidad desde un punto de vista particular.

CARACTERISTICAS

Precisión (Explicitness).

Activación dinámica de procesos (Triggering).

Herencia por defecto no-monotónica.

Modularidad.

ELEMENTOS DE LOS MARCOS

Un frame representa un conceptoEsta dividido en una parte declarativa (atributos) y una procedimental (métodos)La parte declarativa permite describir la semántica del concepto (características)La parte procedimental permite definir como obtener información o hacer cálculos sobre sus características o las relaciones que pueda tener con otros framesUn frame se describirá mediante su nombre y la lista de atributos y métodos que posee

ELEMENTOS DE LOS MARCOS

Descripción de un frame: Frame <nombre>

slot <nombre-slot>

slot <nombre-slot>

...

slot <nombre-slot>

métodos

acción <nombre-método> (parámetros) [H/noH]

...

función <nombre-método> (parámetros) devuelve <tipo> [H/noH]

ELEMENTOS DE LOS MARCOS-Relaciones

Las relaciones permiten conectar conceptos (frames)Una relación poseerá una descripción que establecerá su semántica, sus características y su funcionamientoLas relaciones serán la base del mecanismo de inferencia: la herencia de propiedadesDividiremos las relaciones en dos clases:

Taxonómicas: es-un (clase/subclase), instancia-de (instancia/clase)

De usuario: El resto de relaciones

ELEMENTOS DE LOS MARCOS-RelacionesLos slots describen las características del framePoseen un conjunto de características (facets) que permiten establecer su semántica

Dominio, rango, cardinalidad, valor por omisión, ...Permiten definir procedimientos de manera que se realicen cálculos bajo ciertos eventos (demons)Los demons pueden ser:

If-needed (al consultar el slot)

if-added (al asignar valor al slot),

if-removed (al borrar el valor)

if-modified (al modificar el valor)Los demons no poseen parámetrosPodemos declarar como afecta a los slots el mecanismo de herencia

ELEMENTOS DE LOS MARCOS-Slots

Descripción de un slot (atributo):

Slot <nombre>

++ dominio (lista de frames)

++ rango <tipo-simple>

++ cardinalidad (1 o N)

Valor (valor o lista de valores)

demons <tipo-demon>

accion <nombre-accion> / función<nombre-funcion> devuelve <tipo>*

herencia (por rels. taxonómicas: SI/NO; por rels. usuario: SI/NO)

ELEMENTOS DE LOS MARCOS-Métodos

Métodos: son acciones o funciones que permiten obtener información sobre el frame

Estos métodos pueden invocarse desde frames abstractos (clases) o frames concretos (instancias)

Pueden ser :

heredables (permitimos invocarlos en los descendientes)

no heredables (exclusivos del frame)

Pueden ser invocados con parámetros

ELEMENTOS DE LOS MARCOS-RelacionesRelaciones: permiten conectar los frames entre si para expresar su relación

Se define su semántica mediante un conjunto de propiedades: Dominio, rango, cardinalidad, inversa, transitividad, composición,

Se pueden establecer mecanismos procedimentales (demons) que tienen efecto ante ciertos eventos:

If-added: Si establecemos la relación entre instancias

If-removed: Si eliminamos la relación entre instancias

Establecemos el comportamiento de la relación respecto al mecanismo de herencia (que slots permite heredar). Dado que las relaciones se definen bidireccionales, los slots se heredan en el sentido que corresponda (del frame en el que esta definido al que lo debe heredar)

ELEMENTOS DE LOS MARCOS-Rlaciones

Relación <nombre>

++ dominio (lista de frames)

++ rango (lista de frames)

++ cardinalidad (1 o N)

++ inversa <nombre> (cardinalidad: 1 o N)

transitiva SI/NO [por defecto es NO]

compuesta NO/<descripción de la composición> [por defecto es NO]

demons (<tipo-demon> acción <nombre-acción>

herencia (lista de slots) [por defecto es lista vacía]

EJEMPLO DE UN FRAME

FRAME_perro  

 TIPO :Mamifero 

 NOMBRE     : Lucas

 RAZA      : Pastor  

 Conducta : Ladra, no muerde

Dueño :Frame(Persona Luis)

HERENCIA

La herencia es el mecanismo básico de deducción en los frames.Permite obtener en un frame el valor o valores de un atributo o su

definición a través de otro frame con el que está relacionado.En el caso de las relaciones taxonómicas la herencia se da por omisión(se hereda la definición de los slots).En el resto de las relaciones se ha de establecer de manera explícita (se hereda el valor de los slots).Dado un frame es posible que la representación permita heredar un valor o definicion a través de múltiples relaciones o frames (Herencia múltiple).

HERENCIA SIMPLE Y MÚLTIPLE

La herencia es simple si las relaciones son taxonómicas en forma de árbol.

La herencia es múltiple si: la taxonomía es un grafo (dirigido a cíclico) hay otras relaciones (no taxonómicas) que

permiten herencia

¡Puede haber conflicto de valores! (obviamente, sólo si hay herencia de atributo y

valor)

EQUIVALENCIA ENTRE FRAMES Y REDES SEMANTICAS

Clases, instancias y valores atributos ≡ conceptos (nodos)

Atributos ≡ relaciones (arcos)

VENTAJASPermite describir con detalle cada concepto y atributo de la red semántica.Permite el acceso a los atributos de forma rápida y eficiente.Las propiedades de las relaciones son fáciles de describir.Los frames poseen aspectos de la programación orientada a objetos.

DESVENTAJAS.Problemas para representar conocimiento no taxonómico

Organicemos utilizando los frames, la siguiente información

Los animales son irracionales y se clasifican en vertebrados e invertebrados.

Los vertebrados poseen componente óseo y los invertebrados no.

Los animales tienen movimiento propio y tienen nivel de inteligencia inferior.

Los mamíferos son vertebrados con reproducción vivípara, sobreviven en tierra y tiene la piel cubierta de pelo.

 Los reptiles son vertebrados de vida terrestre, cuerpo con escamas y se arrastran.

 Las aves son vertebrados, vuelan y son cuerpos cubiertos de plumas.

 Los peces son vertebrados con respiración branquial, cuerpo con escamas y medio de vida el agua.

 Los insectos son invertebrados, vuelan y su medio es terrestre.  La ballena es un mamífero, con piel lisa y vive en el agua.

APLICACIÓNUtilizado en muchas aplicaciones de IA , incluyendo el procesamiento del lenguaje natural, construcción de sistemas expertosEl Sistema Experto PIP (Present Illness Program)

En este sistema cada enfermedad se representa por un marco, compuesto de los siguientes campos:

· Nombre: Identifica al marco.

· Es-un-tipo-de: Lo clasifica, indicando si es un estado fisiológico, enfermedad, etc.

· Hallazgo: Contienen los datos clínicos observados para una enfermedad dada.

· No-debe-haber: Reglas de exclusión, señalan que dato no debe presentarse en dicha enfermedad.

· Criterios mayores y menores: Parámetros de ponderación de datos clínicos.

· Enlaces con otros marcos de la red [campos “puede-estar-producido- por”, “puede-complicarsecon”;“ puede-producir”; “ diagnóstico- diferencial”; …].

Los marcos de referencia ("frames") permiten representar un tipo de conocimiento habitualmente utilizado por los seres humanos pero que es difícil de expresar en forma de reglas

Estos tipos de representaciones del conocimiento permiten efectuar distintas clases de razonamiento para resolver el problema que se haya planteado, lo cual constituye un bloque importante de trabajos de la IA.

http://iaaa.cps.unizar.es/docencia/IAIC1.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/inteligencia-artificial-historia/inteligencia-artificial-historia.shtmlhttp://www.lsi.upc.edu/~luigi/II/IA-2007-fall/3a-introduccion-a-la-representacion-del-conocimiento-%28es%29.pdf