いままでは「感性の人 」 いままでは「感性の人」 きょうからは「知識の人 」 きょうからは「知識の人」 「脳ミソの体操」始まるよぉ～！ ヒューマンメディア工学 Human Media Engineering 知識ベースとデータベース 加藤 俊一 Toshi KATO 人にやさしい情報環境 感性と感性メディア技術 ヒューマンメディア情報環境 感性メディア 情報の文脈（感性的＋応用分野的） 多様な知識の構造と利用 知覚感性： 視点・解釈 創出感性： 表現・伝達 一人一人の特性 情報の効果・価値 個人・グループ対応 比較・翻訳・共有 今日の目当て [Plant Eng. DB] "Water = Solvent" 情報の体感・実感・共感 仮想現実＋強化現実 [Chemistry DB] 主観的・直感的な マルチメディア情報処理 知識と知識メディア技術 Rather Simple Cute! 体感メディア（仮想メディア） Gorgeous & Elegant 知識メディア 情報の効果・価値 一人一人の主観的・直感的な情報処理 "Water = Cooler" 「知識」とは何か？ 我々は「知識」をどう利用している？ 我々は「知識」をどう得ている？ アタマの中にある「知識」を「外在化」 知識の共有 共通の知識（コモンセンス） 利用者の要求と分野的な文脈（オントロジー） 1 データ・情報・知識 データ data: (例) 文字列 (例) 画像の信号 情報 information: データ・情報・知識 (例) 文字列で伝えられるメッセージの内容 (例) 写真や映像に映っている内容 データ： 具体的に記載・計測された値 ↓↑ ← 知識： 理解・生成するための規則 情報： 抽出される抽象的な内容 知識 knowledge: (例) メッセージを理解・生成するための約束 (例) 画像を理解・生成するための約束 （注） 業界が異なると定義も異なる。これは理工系の定義。文系で は、情報が具体で、データが抽象らしい。 知識の枠組み（１） ［課題１］ 「対象｣の記述 「事実｣に関する知識 対象の属性 対象間の関係 機能・役割 状態 事例・事象 （例） 車種：乗用車 （例） タイヤ part_of 車 （例） 移動の手段 （例） 走行中 （例） タイヤがパンクした フレーム型知識表現の例 様々な「動物」（例：イヌ、ネコ、トリ）を 言葉・図式で説明してみよう。 階層的な分類 例外の扱い 性質の共通点・相違点 フレーム型知識表現の例 いろいろな家具 いろいろな家具 「家具」という概念 部分集合 部分集合 部分概念 いろいろな椅子 いろいろな机 部分概念 いろいろな椅子 いろいろな机 「椅子」という概念 「机」という概念 Ａさんの机 要素 Ｂさんの椅子 要素 Ａさんの机 実例 「Ａさんの机」という 実例 Ｂさんの椅子 実例 「Ｂさんの椅子」という 実例 2 フレーム型知識表現の例 フレーム型知識表現の例 クラスフレーム：家具 いろいろな車 上位クラス： テンプレートスロット：大きさ テンプレートスロット：質量 部分集合 クラスフレーム：椅子 上位クラス：家具 オウンスロット：年間製造台数＝100万 テンプレートスロット：引き出しの個数＝4 上位クラス：家具 オウンスロット：年間製造台数＝400万 テンプレートスロット:背もたれの高さ インスタンスフレーム：Ａさんの机 インスタンスフレーム：Ｂさんの椅子 クラス：机 スロット：大きさ＝W90,H90,D70 スロット：質量＝30kg スロット：引出の個数＝6 クラス：椅子 スロット：大きさ＝W50,H90,D50 スロット：質量＝30kg スロット：背もたれの高さ=50cm フレーム型知識表現の例 Toshiさんの車 ＥＮＤＯＷさんの車 要素 クラスフレーム：車 上位クラス： テンプレートスロット：大きさ テンプレートスロット：質量 「車」という概念 部分概念 部分概念 いろいろな大型車 「大型車」という概念 「乗用車」という概念 実例 要素 フレーム型知識表現の例 いろいろな車 Toshiさんの車 いろいろな大型車 いろいろな乗用車 クラスフレーム：机 いろいろな乗用車 部分集合 ＥＮＤＯＷさんの車 「Toshiさんの車」という 実例 実例 「ＥＮＤＯＷさんの車」 という実例 フレーム型知識表現の例 クラスフレーム：車 テンプレートスロット：大きさ テンプレートスロット：質量 クラスフレーム：乗用車 クラスフレーム：乗用車 クラスフレーム：大型車 上位クラス：車 オウンスロット：年間製造台数＝100万 テンプレートスロット：乗車定員＝4 上位クラス：車 オウンスロット：年間製造台数＝40万 テンプレートスロット:乗車定員＝12以上 インスタンスフレーム：Toshiさんの車 インスタンスフレーム：Eさんの車 クラス：乗用車 スロット：大きさ＝W1900,H1415,L5090 スロット：質量＝1630kg スロット：ドア=４ クラス：乗用車 スロット：大きさ＝W1740,H1415,L4640 スロット：質量＝1730kg スロット：ドア=２ フレーム型世界観による知識表現（１） 上位クラス：車 テンプレートスロット：乗車定員＝4 クラスフレーム：ＸＪ６ クラスフレーム：ＣＬＫ３２０ 上位クラス：乗用車 オウンスロット：年間製造台数＝1000 テンプレート スロット：乗車定員＝５ スロット：大きさ＝W1900,H1415,L5090 スロット：質量＝1630kg スロット：ドア=４ 上位クラス：乗用車 オウンスロット：年間製造台数＝500 テンプレート スロット:乗車定員＝４ スロット：大きさ＝W1740,H1415,L4640 スロット：質量＝1730kg スロット：ドア=２ インスタンスフレーム：Toshiさんの車 インスタンスフレーム：Eさんの車 クラス：XJ6 スロット：色=紺 クラス：CLK320 スロット：色=黒 インスタンス instance 世界には「個体」が存在する。 クラス class 共通する特徴をもつ「個体の集合」を考えること ができる。 属性 attribute 各個体やクラスには、それを特徴付けるいくつか の性質がある。 3 フレーム型世界観による知識表現（２） フレーム frame クラスを表す： フレーム型世界観による知識表現（３） フレーム frame クラスフレーム 〔例〕 「車」「乗用車」「XJ-6」 個体を表す： 〔例〕 「タイヤ数：４」「ワイパー数：１」 「ドア数：４」 インスタンスフレーム 〔例〕 「加藤の自家用車」 属性を表す： スロット slot 〔例〕 「タイヤの数」「ワイパーの数」 属性の値： スロット値 slot value 属性の値： 属性の値の制約： ファセット faset 制約の記述： ファセット値 facet value 〔例〕 「タイヤ数：４」「ワイパー数：１～３」 「ドア数：２～５」 スロット値 slot value 〔例〕 「タイヤ数：４」「ワイパー数：１」 フレーム型世界観による知識表現（４） 汎化関係 インスタンスの属するクラス(is_a) 〔例〕 「加藤の乗用車」は「XJ-6」の一つ ［宿題１］ 「対象｣の記述 クラスが属する上位クラス(a_kind_of) 様々な「動物」（例：イヌ、ネコ、トリ）を 言葉・図式で説明してみよう。 階層的な分類 〔例〕 「XJ-6」は「乗用車」の一つ オウンスロット own slot 上位クラスにだけあるスロット値 〔例〕 「XJ-6の年間生産量」 テンプレートスロット template slot 上位クラスのスロット値を下位に継承 inheritans フレーム クラスとクラス クラスとインスタンス 属性の共通点・相違点 例外の扱い 〔例〕 「乗用車のタイヤ数：４」（既定値 default value） （注意）Is_a関係の例 （注意）Is_a関係の例 くまのぷーさんを階層分類してみよう。 くまのぷーさんを階層分類してみよう。 ミッキー 人間 ディズニー 哺乳類 ぷーさん キャラクター くま ドナルド Aさんの 分類 ぷーさん 動物 サンリオ キティ ガンダム 犬 爬虫類 キキララ Bさんの 分類 蛇 鳥類 トカゲ 4 （注意）Is_a関係の例 くまのぷーさんを階層分類してみよう。 ［課題２］ 「対象｣の記述 Aさんは「ぷーさん」を 「ディズニーキャラクター」の一つとして見ている。 Bさんは「ぷーさん」を 「くま」の一つとして見ている。 人によってものの見方が異なる場合がある。 階層的な分類 どんな部品から成り立っているか 部品関係の知識表現 フレーム型世界観による知識表現（５） 様々な「時計」とその構造を 言葉・図式で説明してみよう。 部品関係 クラス（インスタンス）を構成する部品 (has_a, a_part_of) 〔例〕 「乗用車」は「４つのタイヤ」を持つ 「加藤の乗用車」は「GBワッペン」を持つ 部品関係の知識表現 汎化関係との違い ボディ・シート・ハンドル、、、を汎化しても 「乗用車」という概念は定義できない。 ［宿題２］ 「対象｣の記述 様々な「時計」とその構造を 言葉・図式で説明してみよう。 複雑な「システム」の説明 様々な単位の部品に分解して記述 ＋ 各部品の役割・部品間の関係の記述も重要 階層的な分類 フレーム クラスとクラス クラスとインスタンス 部品関係に注目した説明 クラスと部品 属性の値の共通点・相違点 5 ［余談］イスとイヌの見分け方 ［余談］ 知識表現のパロディ 断片的な知識ではイスとイヌを見分けられなくなってしまう！ 参考書 きたやまようこ 「イスとイヌの見分け方」 理論社 背 座 尾 尾 前足 前足 ［余談］ 知識表現のパロディ 解説 、、、すると面白くなくなるけど イス(物体)とイヌ(生物)という 全然違うクラスの間にフレームと ファセットの形式的な類似性を見出して、 パロディ化 知識ベース Knowledge Base 知識を適切な表現方法に従って記述 事実 ルール・経験則 メタ知識 計算機に格納 必要に応じて引き出せる→推論エンジン （参考） データベース Data Base 後足 後足 ［余談］ 知識表現のパロディ でも、なぜ面白いの？ 書き下した知識が 断片的で、穴だらけ （いくらでも違うものが該当）だから ［本日の参考書］ 「情報の共有と統合」〔岩波〕 第３章 知識の共有と再利用 情報処理学会編 「エンサイクロペディア情報処理20002001」 第５章 人工知能 6
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