[論文レビュー] Specifying Logic Programs in Controlled Natural Language

Norbert E. Fuchs, Rolf Schwitter|ArXiv.org|Jul 21, 1995

Natural Language Processing Techniques参考文献 55被引用数 63

ひとこと要約

本論文は、論理プログラムのための記述的でアプリケーション固有の仕様言語として、制御された自然言語（CNL）の使用を提案する。これにより、専門外のユーザーが人間が読める仕様を記述でき、それが自動的に実行可能なProlog節に変換される。システムは、特徴構造と話法的表象理論（DRT）を拡張した確定句文法（DCG）を用い、代名詞的参照や時間的依存関係を解消する。これにより、完全な翻訳、照会、実行機能を備えたシンプルな自動契約機のプロトタイプが成功裏に実現された。

ABSTRACT

Writing specifications for computer programs is not easy since one has to take into account the disparate conceptual worlds of the application domain and of software development. To bridge this conceptual gap we propose controlled natural language as a declarative and application-specific specification language. Controlled natural language is a subset of natural language that can be accurately and efficiently processed by a computer, but is expressive enough to allow natural usage by non-specialists. Specifications in controlled natural language are automatically translated into Prolog clauses, hence become formal and executable. The translation uses a definite clause grammar (DCG) enhanced by feature structures. Inter-text references of the specification, e.g. anaphora, are resolved with the help of discourse representation theory (DRT). The generated Prolog clauses are added to a knowledge base. We have implemented a prototypical specification system that successfully processes the specification of a simple automated teller machine.

研究の動機と目的

• アプリケーション分野の専門家とソフトウェア開発者との間の概念的ギャップを埋めるために、非専門家が自然言語で形式的論理プログラムの仕様を記述できるようにすること。
• 人間が読めるだけでなく機械が処理可能な仕様言語を開発し、形式的意味論と実行可能性を保証すること。
• 自然言語の仕様レベルでシミュレーションと照会実行を可能にすることで、検証とプロトタイピングを支援すること。
• 制限された文法と分野固有の語彙を用いた自然言語の制御された部分集合を用いることで、形式的仕様の認知的負担を軽減すること。
• 話法的表象構造と言い換えの技術を用いて意味を保持したままCNL仕様をPrologに変換する可能性を実証すること。

提案手法

• システムは、特徴構造を拡張した確定句文法（DCG）を用い、制御された自然言語の仕様を形式的表現に解析する。
• 話法的表象理論（DRT）を用いて代名詞的参照を解消し、出来事や状態間の時間的関係をモデル化する。
• 出来事（出来事と状態）は話法的表象構造（DRS）にエンコードされ、時間的順序と依存関係を捉える。
• 解析されたDRSは、同等のProlog節に変換され、実行と照会のための知識ベースに追加される。
• スクリプトベースのテンプレートと語彙マッピングを用いて、Prolog節を制御された自然言語に言い換えなおす機構が導入される。
• 前向きチェーンのメタインタプリタが、自動契約機のような動的動作のシミュレーションを可能にする正しい時間的順序でProlog節を実行する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 制御された自然言語は、論理プログラムのための実行可能で形式的かつ実用的な仕様言語として成立するか？
• RQ2 自然言語における代名詞的参照や話法的関係は、どのように正確に解消され、プログラム仕様における意味的整合性が保たれるか？
• RQ3 話法的表象構造は、自然言語の仕様における時間的依存関係と出来事の順序をどの程度正確にモデル化できるか？
• RQ4 制御された自然言語からPrologへの変換は、信頼性と可逆性を両立させられるか。これにより言い換えと検証が可能になるか？
• RQ5 得られたProlog知識ベースは、動的システム動作のシミュレーションと実行をどの程度サポートできるか？

主な発見

• システムは、シンプルな自動契約機の制御された自然言語仕様を、形式的かつ実行可能なProlog知識ベースに成功して変換した。
• 話法的表象理論を用いた正確な代名詞的参照の解消により、意味的整合性が保証された。
• 生成されたProlog節は照会と実行を両方サポートし、前向きチェーンのメタインタプリタによるシミュレーションにより、システム動作の再現が可能になった。
• スクリプトベースのテンプレートを用いた機構により、Prolog節を制御された自然言語に言い換えなおすことができ、可読性と検証性が向上した。
• DRSに基づく出来事モデリングにより、時間的順序が暗黙的に捉えられ、明示的な制御構造なしに正しい実行順序が保証された。
• 制御された自然言語と論理プログラミングの統合により、非形式的／形式的両面の仕様が可能となり、分野専門家と開発者の間のギャップが縮小された。