Associazioni mentall reti semantiche, Ipertesti

AutoreMarcello Frixione
CaricaIIASS «Edoardo R. Caianiello», Vieto sul Mare (SA)
Pagine81-99

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Questo lavoro propone alcune riflessioni sui rapporti che sussistono tra la nozione di memoria associativa, alcuni modelli di rappresentazione della conoscenza che si ispirano a tale nozione e che sono stati sviluppati in intelligenza artificiale (ia) e nelle scienze cognitive, e il concetto di ipertesto. L'ipotesi che la memoria umana di lungo termine operi mediante associazioni risale per lo meno a Hume e all'empirismo inglese. In seguito^ nel corso della storia, ha assunto formulazioni anche molto diverse in contesti differenti. Un presupposto comune a tall formulazioni è che i contenuti della memoria siano organizzati in blocchi di informazione (detti di solito Page 82 idee o concetti) che sono collegati tra loro (e possono essere richuinati) attraverso una rete di nessi associativi. Sulla natura di tali nessi sono state formulate molteplici ipotesi, ad esempio che essi siano basati su relazioni di tipo logico (come relazioni di tipo classe/sottoclasse tra concetti), di rilevanza, di prossimità semantica tra le informazioni rappresentate nei blocchi, o di semplice contiguità spazio-temporale tra gli stimoli che li hanno determinati. Ciò comporta in ogni caso una strutturazione di tipo reticolare piuttosto che lineare dell'informazione. Da ogni concetto si può accedere a molti altri concetti e da ciascuno di essi si diparte a sua volta un numero non predeterminato di percorsi, senza che esista alcun percorso sequenziale privilegiato.

Figura 1

[FIGURA NON È INCLUSA] Page 83

L'organizzazione reticolare e non sequenziale deil'informazione costituisce un evidente punto di analogia con la nozione di ipertesto. Un ipertesto è un testo memorizzato su supporto elettronico, caratterizzato dal fatto di essere organizzato secondo una struttura non lineare. Non esiste cioè un percorso sequenziale privilegiato fra i vari blocchi di informazione memorizzati. I dati sono memorizzati in una rete di nodi, collegati tramite archi. Il contenuto di ogni nodo può essere un testo linguistico, oppure può comprendere anche altri tipi di dati come immagini, suoni, animazioni (in questo caso si parla di sistemi ipermediall). À partire da ogni nodo, è possibile visitare l'yo yo meipertesto seguendo uno qualunque degli archi in uscita, in fig. 1 (da Conklin 1987) è rappresentata la struttura schematica di un sistema ipertestuale. In basso è raffigurata l'organizzazione della base di conoscenza dell'ipertesto, dove i nodi della rete corrispondono ai blocchi di informazione e gli archi ai collegamenti (link) fra di essi. Ad ogni nodo è associata una porzione di testo (in alto nella figura), in cui i link sono visuallzzati come pulsanti o parole calde, che consentono di accedere al testo associato ai nodi ad essi collegati

I think di un ipertesto possono essere visti come analoghi a nessi associativi che collegano le informazioni rappresentate nei nodi. In questo senso gli ipertesti sono stati talvolta presentati come «estensioni» della memoria umana, organizzate secondo principi in qualche misura omogenei al modo in cui la conoscenza sarebbe rappresentata nella nostra mente. D'altro canto, l'ipotesi che la memoria umana funzioni sulla base di meccanismi di tipo associativo è stato uno degli elementi che storicamente hanno ispirato la formulazione del concetto di ipertesto. Ad esempio, Vannevar Busti (che, per aver ideato il sistema Memex per l'archiviazione di documenti, è l'antesignano universalmente riconosciuto della nozione di ipertesto) scrive nel suo articolo «As we may think» del 1945:

La mente umana [...] opera mediante associazioni. L'uomo non può sperare di duplicare completamente in modo artificiale questo processo, ma potrebbe certamente essere in grado di apprendere da esso. Non si può spesare di eguagliare la velocità e la flessibilità con cui la mente segue una traccia associativi, ma si potrebbe decisamente battere la mente umana riguardo alla persistenza e alla chiarezza degli elementi recuperati dalla memoria. (Bush 1945)

Su altri versanti, l'idea che la memoria umana operi per associazioni ha ispirato altre linee di ricerca in settori legati all'informatica. In particolare, ciò e avvenuto nell'ambito delle ricerche sulla, rappresentazione della conoscenza in ia, dove ci si è posti esplicitamente il problema di modellare o simulare il funzionamento dela memoria umana a lungo termine. Ben presto Page 84 il progetto dell'ia di progettare programmi per calcolatore in grado di emulare alcune delle prestazioni «intelligenti» proprie degli esseri umani ha posto i ricercatori di fronte alla necessità di dotare i programmi di una rappresentazione delle conoscenze necessarie ai compiti che si intendono modellare, rappresentate in un formato tale da poter essere elaborate computazionalmente in maniera automatica. Il settore della rappresentazione della conoscenza si occupa appunto di sviluppare formallsmi adatti a questo scopo (l'antologia di Brachman e Levesque, 1985, raccoglie alcuni articoli classici di questo settore di ricerca; sull'argomento si veda anche Frixione 1994). Alcuni tra i formallsmi proposti, e in particolare le cosid- dette reti semantiche, si sono ispirati alle ricerche orientate psicologicamente Sviluppate nel settore dele scienze cognitive, e sfruttano in maniera sostanziale l'idea che la memoria umana operi tramite associazioni.

Prima di procedere, è forse opportuno un chiarimento. Ho già ricordato che la rilevanza assegnata ai collegamenti di tipo associativo tra entità mentall per una comprensione della mente data da ben prima della nascita dell'iA e delle scienze cognitive, e dell'uso di modelli e di metafore computazionall nello studio della mente» L'enfasi sulle «associazioni di idee» in teoria della mente si può far risallre per lo meno all'empirismo inglese settecentesco, e in particolare alla filosofia della mente di David Hume. In seguito tale impostazione è stata ripresa nel contesto della psicologia empirica, dando luogo a una vera e propria corrente della ricerca psicologica, detta assodazionismo. È noto che le posizioni associazioniste sono state l'oggetto di numerose critiche, sia dal punto di vista filosofie©, sia dal punto di vista dell'adeguatezza empirica. Probabilmente, quindi, è opportuno chiarire che modelli quall le reti semantiche, pur basandosi sulla nozione di associazione tra costrutti mentall, non ricadono necessariamente in una visione della mente di tipo associazionista in senso stretto. L'associazionismo è caratterizzato da una forte connotazione di tipo empirista e anti innatista. Le «idee semplici» che, secondo gli associazionisti, costituiscono i mattoni elementari alla base di tutte le rappresentazioni e di tutti i fenomeni mentall, sono determinate da impressioni sensoriall. Ànalogamente, i nessi associativi che le collegati© hanno origine da relazioni quall la contiguità spazio-temporale o la somiglianzà degli stimoli. Tall vincoli non valgono, in generale, per i modelli associattvi proposti dall'IA e dalle scienze cognitive, Questi modelli non comportano di norma alcuna ipotesi specifica sull'origine delle entità concettuall e delle relazioni associative. Queste ultime, inoltre, risultano usualmente più articolate e più ricche di struttura di quanto i vincoli dell'associazionismo non concedano, e in grado quindi di dare una spiegazione sistematica di fenomeni mentall più complessi. Infine. I Page 85 modelli computazionall cui si è fatto cenno non sono stati proposti in genere come in grado di spiegare o di simulare tutta l'attività cognitiva. Tipico in questo caso è l'esempio di molti programmi di elaborazione del linguaggio naturale dell' ià che utilizzano formallsmi a rete semantica per la rappresentazione del significato. Àl modulo di rappresentazione della conoscenza sono associati solitamente altri moduli, tra cui moduli per l'anallsi sintattica o per la generazione degli enunciati, i quall possono avere ben poco a che fare con modelli associativi e che sono basati di solito su grammatiche di tipo, in senso lato, generativo.

In generale, una rete semantica è un grafo, in cui ogni nodo corrisponde a un'entità concettuale di qualche tipo (ad esempio, un concetto, il significato di un enunciato, o il significato di un termine del lessico). Le relazioni che collegano entità concettuall diverse sono rappresentate mediante gli archi che connettono i nodi. Tall archi sono spesso etichettati, per indicare il tipo di relazione che esprimono. Al di là di questa caratterizzazione estremamente generale, i vari tipi di rete semantica sono molto diversi tra loro. 1 tipi di nodi e di archi che è possibile utilizzare, la loro interpretazione, le regole sintattiche che consentono di comporli in una rete, ed i meccanismi di inferenza che consentono di manipolare le reti variano notevolmente nei molteplici sistemi che sono stati proposti. Ciò che li accomuna è appunto la natura reticolare e non sequenziale della rappresentazione (il che costituisce appunto un interessante punto di convergenza con gi ipertesti), cui sono affiancati spesso meccanismi di inferenza di tipo parallelo, che sfruttano in maniera essenziale la struttura non sequenziale della rete, (il termine «rete semantica» deriva dal fatto che, storicamente, molti tra i primi di questi sistemi erano stati progettati per rappresentare il significato di espressioni linguistiche nei programmi per l'elaborazione del linguaggio naturale).

Nell'ambito specifico dell' ià, il punto di partenza storico universalmente riconosciuto delle ricerche sulle reti semantiche è...

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