[論文レビュー] Abductive Equivalential Translation and its application to Natural Language Database Interfacing

Manny Rayner|ArXiv.org|May 26, 1994

Semantic Web and Ontologies参考文献 15被引用数 22

ひとこと要約

本稿では、自然言語データベースインタフェースを目的志向の推論タスクとして形式化する論理的枠組みである帰納的同等翻訳（AET）を紹介する。多様な機能——質問への応答、メタ質問の処理、主張の生成——を言語的ドメイン理論下での同等翻訳に還元することで、AETは閉世界仮説を相対化し、『船の乗組員に医師がいるか』問題のような課題を洗練された形で解決する、統一的で論理的なアプローチを可能にする。

ABSTRACT

The thesis describes a logical formalization of natural-language database interfacing. We assume the existence of a ``natural language engine'' capable of mediating between surface linguistic string and their representations as ``literal'' logical forms: the focus of interest will be the question of relating ``literal'' logical forms to representations in terms of primitives meaningful to the underlying database engine. We begin by describing the nature of the problem, and show how a variety of interface functionalities can be considered as instances of a type of formal inference task which we call ``Abductive Equivalential Translation'' (AET); functionalities which can be reduced to this form include answering questions, responding to commands, reasoning about the completeness of answers, answering meta-questions of type ``Do you know...'', and generating assertions and questions. In each case, a ``linguistic domain theory'' (LDT) $Γ$ and an input formula $F$ are given, and the goal is to construct a formula with certain properties which is equivalent to $F$, given $Γ$ and a set of permitted assumptions. If the LDT is of a certain specified type, whose formulas are either conditional equivalences or Horn-clauses, we show that the AET problem can be reduced to a goal-directed inference method. We present an abstract description of this method, and sketch its realization in Prolog. The relationship between AET and several problems previously discussed in the literature is discussed. In particular, we show how AET can provide a simple and elegant solution to the so-called ``Doctor on Board'' problem, and in effect allows a ``relativization'' of the Closed World Assumption. The ideas in the thesis have all been implemented concretely within the SRI CLARE project, using a real projects and payments database. The LDT for the example database is described in detail, and examples of the types of functionality that can be achieved within the example domain are presented.

研究の動機と目的

• 表面的な言語的表現とデータベース利用可能な表現との間のマッピングを解決する、自然言語データベースインタフェースを論理的推論問題として形式化すること。
• 知識の存在可能性に関する文脈に依存した帰納的推論を可能にすることで、自然言語理解における閉世界仮説の制限を緩和すること。
• yes/no質問への応答、主張の生成、メタ質問の処理といった多様なインターフェース機能を、単一の形式的枠組みの下に統一すること。
• Prologと実際のデータベースを用いて実装可能な実用的システムを提供し、本アプローチが大規模応用において実現可能であることを実証すること。
• AETを知識獲得の推論に拡張し、エージェントが知覚的または行動的仮定を通じて情報を『得る』プロセスをモデル化すること。

提案手法

• 言語的ドメイン理論（LDT）と帰納的仮定を用いて、元の論理式と同等の目的論理式を導出する、帰納的同等翻訳（AET）としてインターフェース問題を形式化する。
• LDTを条件付き同等式とハーン節の集合として表現し、仮定の下で論理的同等性を保つ証明手順により、目的志向の推論を可能にする。
• 双方向翻訳プロセスを用いる：データベースから言語への方向は正規化されたデータベース形式に起因して決定的であり、逆方向は非決定的であり、AETを用いて候補となる言語的表現を生成する。
• 不完全な知識や『あなたは…を知っていますか？』のようなメタ質問の処理のために、同等性を有効にする仮定を帰納的推論で生成する。
• SRI CLAREプロジェクト内でPrologを用いてシステムを実装し、実際のプロジェクトと支払いデータベースを用いてアプローチの妥当性を検証する。
• 実行可能な行動（例：『電話番号を調べる』）を仮定可能な条件として許容することで、AETを拡張し、知識獲得のプロセスをモデル化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 yes/no質問、WH-質問、命令、メタ質問、主張生成といった多様な自然言語データベースインターフェース機能を、単一の論理的枠組みの下に統一できるか？
• RQ2 『あなたは…を知っていますか？』のようなメタ質問に対応できるように、閉世界仮説を一貫した方法で相対化できるか？
• RQ3 帰納的推論を用いて、意味的に正しいだけでなく言語的に実現可能な同等の論理的表現を生成できるか？
• RQ4 言語的ドメイン理論（LDT）は、自然言語とデータベース論理との間で効果的かつ文脈に応じた翻訳を可能にする役割を果たすか？
• RQ5 AETは『電話番号を調べる』のような行動を通じて知識を獲得するプロセスをモデル化するために拡張可能か？

主な発見

• AETは、yes/no質問、WH-質問、命令、メタ質問、主張生成といった複数のインターフェース機能を、単一の推論タスクに還元する統一的で形式的な枠組みを提供する。
• 本フレームワークは『船の乗組員に医師がいるか』問題を効果的に解決し、情報の欠如を偽であると仮定せずに、閉世界仮説を相対化する。
• データベースから自然言語への翻訳プロセスは、データベース表現が正規化されているため決定的であり、逆方向は非決定的であり、言語の非一意性を反映する。
• 本システムは、SRI CLAREプロジェクト内でPrologを用いて実装され、実際のプロジェクトと支払いデータベースを用いて検証された。詳細なLDTは名前、属性、識別子を記述している。
• AETは『電話番号を調べる』のような行動を仮定可能な条件として扱うことで、知識獲得の推論を可能にし、そのような行動後に知識が得られることを導出できる。
• 本アプローチは、翻訳および知識獲得の両方において目的志向の推論をサポートし、人工知能における計画と帰納的推論と自然に整合する。