Loading article…
セマンティックネットワーク、またはフレームネットワークは、ネットワーク内の概念間の意味関係を表す知識ベースです。これは、知識表現の形式としてよく使用されます。これは、概念を表す頂点と概念間の意味関係を表すエッジで構成される有向グラフまたは無向グラフであり、[1]意味フィールドをマッピングまたは接続します。セマンティックネットワークは、たとえば、グラフデータベースまたは概念マップとしてインスタンス化できます。一般的な標準化されたセマンティックネットワークは、セマンティックトリプルとして表現されます。
セマンティックネットワークは、意味解析[2]や語義の曖昧さ解消[3]などの神経言語学や自然言語処理のアプリケーションで使用されています。また、セマンティックネットワークは、大規模なテキストを分析して主要なテーマやトピック（ソーシャルメディアの投稿など）を特定したり、偏見（ニュース報道など）を明らかにしたり、研究分野全体をマッピングしたりする手法としても使用できます。[4]
歴史
論理における意味ネットワークの使用例、記憶ツールとしての有向非巡回グラフは、何世紀も前に遡ります。記録に残る最も古い使用例は、紀元後 3 世紀のギリシャの哲学者ポルピュリオスによるアリストテレスのカテゴリーに関する解説です。
コンピュータの歴史において、命題計算のための「セマンティックネット」は、1956年にケンブリッジ言語研究ユニットのリチャード・H・リチェンスによって、自然言語の機械翻訳のための「インターリングア」として初めてコンピュータに実装されましたが、[5]この研究とケンブリッジ言語研究ユニットの重要性は遅れて認識されました。
セマンティック ネットワークは、 Victor Yngveのデモンストレーションに触発されて、一階述語論理をベースにしてRobert F. Simmons [6]と Sheldon Kleinによっても独立に実装されました。「この研究の流れは、1960年に句構造文法を使用して構文的に整形式のナンセンス文を生成するアルゴリズムの説明を発表した計算言語学会の初代会長 Victor Yngve によって始まりました。Sheldon Klein と私は 1962 年から 1964 年頃にこの技術に魅了され、テキストに出現する単語の意味的依存関係を尊重することで、生成されたものの意味を制御する方法へと一般化しました。」[7]他の研究者、特に M. Ross Quillian [8]やSystem Development Corporationの他の研究者は、1960 年代初頭に SYNTHEX プロジェクトの一環として彼らの研究に貢献しました。システム開発コーポレーションのこれらの出版物は、「セマンティックネットワーク」という用語の最近の派生語のほとんどがその背景として引用している。その後の著名な研究は、アラン・M・コリンズとクイリアン（例えば、コリンズとクイリアン[9] [10]コリンズとロフタス[11]クイリアン[12] [13] [14] [15]）によって行われた。さらに2006年後半には、ヘルマン・ヘルビッヒがMultiNetを完全に説明した。[16]
1980年代後半、オランダのフローニンゲン大学とトゥエンテ大学の2つの大学が共同でナレッジグラフと呼ばれるプロジェクトを開始しました。これはセマンティックネットワークですが、グラフ上の代数計算を容易にするために、エッジが限られた関係のセットからしか得られないという制約が追加されています。[17]その後の数十年間で、セマンティックネットワークとナレッジグラフの区別は曖昧になりました。[18] [19] 2012年に、Googleはナレッジグラフにナレッジグラフという名前を付けました。
セマンティックリンクネットワークは、セマンティックソーシャルネットワーキングの方法として体系的に研究されました。その基本モデルは、セマンティックノード、ノード間のセマンティックリンク、ノードとリンクのセマンティクスとセマンティックリンクの推論ルールを定義するセマンティックスペースで構成されています。体系的な理論とモデルは2004年に発表されました。[20]この研究の方向性は、1998年の効率的なモデル検索のための継承ルールの定義[21]とアクティブドキュメントフレームワークADFにまで遡ることができます。[22] 2003年以降、研究はソーシャルセマンティックネットワーキングに向けて発展しました。[23]この研究は、セマンティックネット（ネットワーク）の応用や単純な拡張ではなく、ワールドワイドウェブとグローバルソーシャルネットワーキングの時代における体系的なイノベーションです。その目的と範囲は、セマンティックネット（またはネットワーク）のものと異なります。[24]セマンティックリンクネットワークでは、推論と進化のルールと暗黙のリンクの自動検出が重要な役割を果たします。[25] [26]最近、サイバー・フィジカル・ソーシャル・インテリジェンスをサポートするために開発されました。[27]一般的な要約方法を作成するために使用されました。[28]自己組織化セマンティックリンクネットワークは、多次元カテゴリ空間と統合され、多次元抽象化と自己組織化セマンティックリンクを備えた高度なアプリケーションをサポートするセマンティックスペースを形成しました[29] [30]セマンティックリンクネットワークは、テキスト要約アプリケーションを通じて理解と表現に重要な役割を果たすことが検証されています。[31] [32]セマンティックリンクネットワークは、サイバースペースからサイバーフィジカルソーシャルスペースに拡張されました。競争関係と共生関係、および進化する社会におけるそれらの役割は、新しいトピックであるサイバーフィジカルソーシャルインテリジェンスで研究されました[33]
より特殊な意味ネットワークは、特定の用途のために作成されています。たとえば、2008年にFawsy Bendeckの博士論文では、意味的類似性ネットワーク（SSN）が形式化されました。SSNには、意味的類似性の表現と計算を簡素化するための特殊な関係と伝播アルゴリズムが含まれています。[34]
意味ネットワークの基礎
セマンティック ネットワークは、相互に関連する一連の概念として理解するのが最も適切な知識がある場合に使用されます。
セマンティック ネットワークのほとんどは認知に基づいています。これらはアーク (スポーク) とノード (ハブ) で構成され、分類階層に編成できます。異なるセマンティック ネットワークをブリッジ ノードで接続することもできます。セマンティック ネットワークは、活性化の拡散、継承、およびプロト オブジェクトとしてのノードというアイデアに貢献しました。
共起ネットワークとしても知られる意味ネットワークを構築するプロセスの1つには、テキスト内のキーワードを識別し、共起頻度を計算し、ネットワークを分析してネットワーク内の中心となる単語とテーマのクラスターを見つけることが含まれます。[35]
言語学では
言語学の分野では、意味ネットワークは人間の心が関連する概念をどのように処理するかを表します。通常、意味ネットワーク内の概念は、意味的関係または連想的関係のいずれかを持ちます。
意味関係にある場合、2 つの概念は、同義語、反義語、上位語、下位語、全義語、部分語、換喩、多義語のいずれかの意味関係によって結び付けられます。これらは唯一の意味関係ではありませんが、最も一般的な関係の一部です。
関連性がある場合、2 つの概念は、一緒に出現する頻度に基づいてリンクされます。これらの関連性は偶然のものであり、個々の意味については、それらが互いに関連付けられることを強制するものは何もなく、単に通常関連付けられるというだけです。この例としては、豚と農場、豚と飼い葉桶、豚と泥などがあります。豚は野生の場合もあるため、豚の意味については農場と関連付けられることを強制するものは何もありませんが、豚が農場で非常に頻繁に見つかるという事実は、偶然の関連関係を生み出します。これらの主題関係は、意味ネットワーク内で一般的であり、自由連想テストで注目すべき結果です。
最初の単語が与えられると、最も関連が深い概念の活性化が始まり、関連の少ない概念へと広がっていきます。この例としては、最初の単語「pig」が「mammal」、次に「animal」、そして「breathes」を誘導するなどが挙げられます。この例は、分類上の関係が意味ネットワーク内に内在していることを示しています。最も関連が深い概念は通常、意味的類似性スコアの決定要因である意味的特徴を共有しています。類似性スコアが高い単語はより密接に関連しているため、意味ネットワーク内で近い単語である可能性が高くなります。
これらの関係は、プライミングを通じて脳に示唆されます。プライミングでは、対象の単語が表示される前に、同じ関係の以前の例が表示されます。プライミングが意味ネットワークのリンクに与える影響は、単語に対する反応時間の速さで確認できます。プライミングは、意味ネットワークの構造と、どの単語が元の単語に最も密接に関連しているかを明らかにするのに役立ちます。
意味ネットワークの混乱は意味障害につながる可能性がありますが、これは意味性認知症とは異なります。
脳内
脳内にも意味関係の物理的な現れが存在します。カテゴリ固有の意味回路は、異なるカテゴリに属する単語が脳全体の異なる場所にある回路で処理されることを示しています。たとえば、顔や口に関連付けられた単語（なめるなど）の意味回路は、脚や足に関連付けられた単語（蹴るなど）とは脳の別の場所にあります。これは、Friedemann Pulvermüller [要出典]によって発表された2013年の研究の主要な結果です。これらの意味回路は、脳の感覚運動領域に直接結びついています。これは、具体化された言語処理のサブトピックである具体化された意味論として知られています。
脳に損傷が生じると、意味ネットワークの正常な処理が妨げられ、心の中の意味ネットワークでどのような関係が優勢になるかという好みが生じる可能性があります。
例
Lispの場合
次のコードは、連想リストを使用したLisp プログラミング言語のセマンティック ネットワークの例を示しています。
( setq *database* ' ((カナリア(鳥である) (色黄色) (大きさ小さい)) (ペンギン(鳥である) (動き泳ぐ)) (鳥(脊椎動物である) (翼がある) (繁殖産卵))))
「カナリア」型に関するすべての情報を抽出するには、assoc「カナリア」というキーを持つ関数を使用します。[36]
ワードネット
セマンティック ネットワークの例として、英語の語彙データベースであるWordNetがあります。これは、英語の単語をsynsetsと呼ばれる同義語のセットにグループ化し、短く一般的な定義を提供し、これらの同義語セット間のさまざまな意味関係を記録します。定義されている最も一般的な意味関係には、メロニミー(A が B の一部である場合、A は B のメロニムである)、ホロニミー (B が A を含む場合、B は A のホロニムである)、ハイポニミー(またはトロポニミー) (A は B に従属し、A は B の一種である)、ハイパーニミー(A は B の上位である)、シノニミー(A は B と同じであることを示す)、およびアントニミー(A は B の反対であることを示す) があります。
WordNetの特性はネットワーク理論の観点から研究されており、ロジェのシソーラスや単語連想タスクから作成された他の意味ネットワークと比較されています。この観点から、これら3つはスモールワールド構造です。[37]
その他の例
チャールズ・サンダース・パースの存在グラフやジョン・F・ゾーヴァの関連する概念グラフなどの意味ネットワークを使用して論理的記述を表現することも可能である。[1]これらは標準的な一階述語論理と同等かそれ以上の表現力を持っている。WordNetや他の語彙ネットワークやブラウジングネットワークとは異なり、これらの表現を使用する意味ネットワークは信頼性の高い自動論理演繹に使用できる。一部の自動推論システムは、処理中にネットワークのグラフ理論的特徴を活用している。
セマンティック ネットワークの他の例としては、Gellishモデルがあります。Gellish EnglishとそのGellish English 辞書は、概念と概念名の関係のネットワークとして定義される形式言語です。Gellish English は自然英語の形式サブセットであり、Gellish Dutch はオランダ語の形式サブセットですが、複数の言語が同じ概念を共有しています。その他の Gellish ネットワークは、Gellish 言語で表現される知識モデルと情報モデルで構成されます。Gellish ネットワークは、物事間の (バイナリ) 関係のネットワークです。ネットワーク内の各関係は、関係タイプによって分類される事実の表現です。各関係タイプ自体は、Gellish 言語辞書で定義されている概念です。関連する各物事は、概念または概念によって分類される個々の物事のいずれかです。概念の定義は、定義モデル (定義ネットワーク) の形式で作成され、これらが一緒になって Gellish 辞書を形成します。Gellish ネットワークは、Gellish データベースに文書化でき、コンピューターで解釈可能です。
SciCrunch は、科学リソースの共同編集ナレッジ ベースです。ソフトウェア、ラボ ツールなどの明確な識別子 (研究リソース ID、RRID) を提供し、RRID 間およびコミュニティ間のリンクを作成するオプションも提供します。
カテゴリー理論に基づく意味ネットワークのもう 1 つの例は、オログです。ここで、各型はオブジェクトであり、一連のものを表します。また、各矢印は射であり、関数を表します。意味を制約するために、 可換図も規定されています。
社会科学では、共起ネットワークを指すのに意味ネットワークという用語が使われることがある。[38] [39]基本的な考え方は、文章単位（例えば文）内で共起する単語は、互いに意味的に関連しているというものである。共起に基づくつながりを利用して意味ネットワークを構築することができる。このプロセスには、テキスト内のキーワードの特定、共起ネットワークの構築、ネットワークを分析してネットワーク内の中心となる単語やテーマのクラスターを見つけることが含まれる。これは、大規模なテキストやビッグデータを分析するのに特に有用な手法である。[40]
ソフトウェアツール
また、語彙 知識工学に使用されるソフトウェアツールセットと接続された精巧なタイプの意味ネットワークも存在します。例えば、 Stuart C. Shapiro [41]のSemantic Network Processing System ( SNePS )や、Hermann Helbig [42]のMultiNetパラダイムは、特に自然言語表現の意味的表現に適しており、いくつかのNLPアプリケーションで使用されています。
セマンティック ネットワークは、盗作検出などの特殊な情報検索タスクで使用されます。セマンティック ネットワークは階層関係に関する情報を提供し、意味圧縮を使用して言語の多様性を減らし、使用される単語のセットに関係なくシステムが単語の意味を一致できるようにします。
2012 年に Google が提案したナレッジ グラフは、実際には検索エンジンにおけるセマンティック ネットワークの応用です。
埋め込み形式を通じて低次元空間で意味ネットワークなどのマルチリレーショナルデータをモデル化すると、エンティティの関係を表現したり、テキストなどの媒体から関係を抽出したりする際にメリットがあります。これらの埋め込みを学習するには、ベイジアンクラスタリングフレームワークやエネルギーベースのフレームワークを使用するなど、多くのアプローチがあり、最近ではTransE [43]（NeurIPS 2013）が使用されています。知識ベースデータの埋め込みのアプリケーションには、ソーシャルネットワーク分析や関係抽出などがあります。
参照
その他の例
- 認知ネットワーク技術
- レキシペディア
- オープンコグ
- オープンマインドコモンセンス（OMCS）
- スキーマ.org
- セマンティックコンピューティング
- スノーメッドCT
- ユニバーサル ネットワーキング ランゲージ(UNL)
- ウィキデータ
- フリーベース
参考文献
- ^ ab John F. Sowa (1987). 「セマンティックネットワーク」。Stuart C Shapiro (編)。人工知能百科事典。2018年10月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年4月29日閲覧。
- ^ Poon、Hoifung、Pedro Domingos。「教師なしセマンティック解析」 Wayback Machineで2019年2月7日にアーカイブ。2009年自然言語処理における経験的手法に関する会議の議事録：第1巻-第1巻。計算言語学協会、2009年。
- ^ Sussna, Michael. 「大規模なセマンティックネットワークを使用したフリーテキストインデックスの単語意味の曖昧さ解消。 」 Wayback Machineで2021年9月21日にアーカイブ。情報および知識管理に関する第2回国際会議の議事録。ACM、1993年。
- ^ セゲブ、エラド（2022）。社会科学における意味ネットワーク分析。ロンドン：ラウトレッジ。ISBN 9780367636524. 2021年12月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年12月5日閲覧。
- ^ Lehmann, Fritz; Rodin, Ervin Y. 編 (1992)。人工知能におけるセマンティックネットワーク。現代応用数学とコンピュータサイエンスの国際シリーズ。第 24 巻。オックスフォード、ニューヨーク: Pergamon Press。p . 6。ISBN 978-0080420127. OCLC 26391254。
コンピューター用の最初のセマンティック ネットワークは、1956 年にケンブリッジ言語研究ユニットの RH Richens によって自然言語の機械翻訳用の中間言語として作成された Nude でした。
- ^ Robert F. Simmons (1963). 「合成言語動作」.データ処理管理. 5 (12): 11–18.
- ^ シモンズ、「Themes From 1972」Wayback Machineで2019年9月1日にアーカイブ、ACLアンソロジー、1982年
- ^ Quillian, R. 概念情報を表現するための表記法：意味論と機械的な英語の言い換えへの応用 SP-1395、System Development Corporation、サンタモニカ、1963年。
- ^ Allan M. Collins; MR Quillian ( 1969 ). 「意味記憶からの検索時間」。言語学習および言語行動ジャーナル。8 (2): 240–247. doi :10.1016/S0022-5371(69)80069-1。
- ^ Allan M. Collins; M. Ross Quillian ( 1970). 「カテゴリーのサイズは分類時間に影響するか?」言語学習と言語行動ジャーナル。9 (4): 432–438。doi :10.1016/S0022-5371(70)80084-6。
- ^アラン・M・コリンズ、エリザベス・F・ロフタス（1975 年）。「意味処理の活性化拡散理論」心理学評論。82 （6）：407-428。doi ： 10.1037 /0033-295x.82.6.407。S2CID 14217893 。
- ^ Quillian, MR (1967). 単語概念: 基本的な意味能力の理論とシミュレーション. 行動科学, 12(5), 410–430.
- ^ Quillian, MR (1968). 意味記憶. 意味情報処理, 227–270.
- ^ Quillian, MR (1969). 「教えられる言語理解者：言語のシミュレーションプログラムと理論」Communications of the ACM . 12 (8): 459–476. doi : 10.1145/363196.363214 . S2CID 15304609.
- ^ Quillian, R. 意味記憶。未発表の博士論文、カーネギー工科大学、1966年。
- ^ Helbig, H. (2006). 知識表現と自然言語の意味論(PDF) . ISBN 978-3540244615. 2017年8月30日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2018年3月19日閲覧。
- ^ James, P. (1992). 「ナレッジグラフ」(PDF)。Van de Riet, RP (編) 著。知識工学における言語的手段。Elsevier Science Publishers。p. 98。ISBN 978-04448839402016年8月11日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。 引用章からの注記:著者名 P. James は、オランダのフローニンゲン大学とトゥウェンテ大学の共同プロジェクトとして開始された「ナレッジ グラフ」プロジェクトに参加した、または現在も参加している研究者グループの仮名です。Alstein、de By、Edens、および Miltenburg は、このプロジェクトに貢献した学生でした。プロジェクトの過程で、プロジェクト グループのメンバーは、RR Bakker、H. van den Berg、C. Hoede、MAW Houtsma、HJ Smit、FN Stokman、PH de Vries、および M. Willems でした。
- ^ Hulpus, Ioana; Prangnawarat, Narumol (2015). 「リンクされたデータにおけるパスベースの意味的関連性と、単語とエンティティの曖昧さ解消へのその利用」。セマンティック ウェブ – ISWC 2015: 第 14 回国際セマンティック ウェブ カンファレンス、米国ペンシルバニア州ベスレヘム、2015 年 10 月 11 ～ 15 日、議事録、パート 1。国際セマンティック ウェブ カンファレンス2015。Springer International Publishing。p. 444。ISBN 9783319250076。
- ^ McCusker, James P.; Chastain, Katherine (2016年4月). 「ナレッジグラフとは何か?」. authorea.com . 2021年6月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年6月15日閲覧。
[「ナレッジグラフ」という用語の]使用法は進化している。
- ^ H. Zhuge、Knowledge Grid、World Scientific Publishing Co. 2004年。
- ^ H. Zhuge「柔軟なモデル検索のための継承ルール」意思決定支援システム22(4)(1998)379–390
- ^ H. Zhuge「アクティブ電子文書フレームワークADF：モデルとツール」情報と管理41(1):87–97 (2003)
- ^ H.Zhuge と L.Zheng、「ランキング セマンティックリンク ネットワーク」、WWW 2003
- ^ H.Zhuge、「セマンティックリンクネットワーク」、『ナレッジグリッド：サイバーフィジカル社会に向けて』、World Scientific Publishing Co. 2012年。
- ^ H. Zhuge、L. Zheng、N. Zhang、X. Li、「自動的な意味関係検出アプローチ」WWW 2004: 278–279。
- ^ H. Zhuge、「セマンティックリンクネットワークにおけるコミュニティと新たなセマンティクス：発見と学習」、IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering、21(6)(2009)785–799。
- ^ H.Zhuge、「サイバー・フィジカル・社会知能のための空間を通じたセマンティックリンク：方法論」、人工知能、175（2011）988–1019。
- ^ H. Zhuge、「サイバーフィジカル社会における多次元要約」、Morgan Kaufmann、2016年。
- ^ H. Zhuge、「Webリソース空間モデル」、Springer、2008年。
- ^ H.ZhugeとY.Xing、「サイバーフィジカル社会におけるリソース管理のための確率的リソース空間モデル」、IEEE Transactions on Service Computing、5(3)(2012)404–421。
- ^ X. Sun および H. Zhuge、「セマンティックリンクネットワーク上の強化ランキングによる科学論文の要約」、IEEE ACCESS、2018 年、doi :10.1109/ACCESS.2018.2856530。
- ^ M.Cao、X.Sun、H. Zhuge、「因果関係のリンクが科学論文の核心を表現することへの貢献—セマンティックリンクネットワークの役割」、PLOS ONE、2018年、doi :10.1371/journal.pone.0199303。
- ^ H. Zhuge、「人間・機械・自然の共生に関するサイバー・フィジカル・ソーシャル・インテリジェンス」、Springer、2020年。
- ^ Bendeck, Fawsy (2008). WSM-P ワークフローセマンティックマッチングプラットフォーム。ミュンヘン: Verl. Dr. Hut. ISBN 9783899638547. OCLC 501314022.
- ^ セゲブ、エラド（2022）。社会科学における意味ネットワーク分析。ロンドン：ラウトレッジ。ISBN 9780367636524. 2021年12月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年12月5日閲覧。
- ^ Swigger, Kathleen. 「Semantic.ppt」。2013年5月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月23日閲覧。
- ^ Steyvers, M.; Tenenbaum, JB (2005). 「意味ネットワークの大規模構造: 統計分析と意味成長モデル」.認知科学. 29 (1): 41–78. arXiv : cond-mat/0110012 . doi :10.1207/s15516709cog2901_3. PMID 21702767. S2CID 6000627.
- ^ Wouter Van Atteveldt (2008). セマンティックネットワーク分析：メディアコンテンツの抽出、表現、クエリのテクニック(PDF)。BookSurge Publishing。2021年11月28日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2021年11月28日閲覧。
- ^ Segev, Elad (2020). 「テキストネットワーク分析：国際ニュースとソーシャルメディアにおける一般的なテーマとバイアスの検出」。社会学コンパス。14 (4). doi :10.1111/soc4.12779. S2CID 212890998。2021年12月5 日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年12月5日閲覧。
- ^ セゲブ、エラド（2022）。社会科学における意味ネットワーク分析。ロンドン：ラウトレッジ。ISBN 9780367636524. 2021年12月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年12月5日閲覧。
- ^ “Stuart C. Shapiro”. 2006年8月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年8月29日閲覧。
- ^ “Hermann Helbig”. 2006年5月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年3月14日閲覧。
- ^ Bordes, Antoine; Usunier, Nicolas; Garcia-Duran, Alberto; Weston, Jason; Yakhnenko, Oksana (2013), Burges, CJC; Bottou, L.; Welling, M.; Ghahramani, Z. (eds.)、「Translating Embeddings for Modeling Multi-relational Data」(PDF)、Advances in Neural Information Processing Systems 26、Curran Associates, Inc.、pp. 2787–2795、2018年 12 月 20 日時点のオリジナルからアーカイブ(PDF) 、 2018 年11 月 29 日取得
さらに読む
- Allen, J. および A. Frisch (1982)。「セマンティック ネットワークとは何か」。ACL第 20 回年次会議議事録、トロント、pp. 19–27。
- John F. Sowa、Alexander Borgida (1991)。意味ネットワークの原理：知識の表現の探求。
- Segev, E. (編) (2022).社会科学における意味ネットワーク分析。ニューヨーク: Routledge。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、セマンティック・ネットワークに関連するメディアがあります。
- ジョン・F・ソーワ著「セマンティック・ネットワーク」
- 「セマンティックリンクネットワーク」ハイ・ズゲ著