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<title>Redes semánticas</title>
<meta name="description" content="Redes semánticas">
<meta name="author" content="Alejandro Villar Fernández">
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# semántica
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- **Redes semánticas**
- Minería de textos y minería web
- Ontologías
- Linked Data
- Análisis de redes complejas
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# Redes semánticas
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### Redes semánticas
- Introducción a la IA y a las redes semánticas
- Definición
- Representación de conocimiento
- Predicados n-arios
- Acciones
- Inferencia
- Graphviz
- Ejercicios
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## introducción a la IA
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## objetivos de la IA
- modelar
- formalizar
- programar
- implementar
máquinas soporte capaces de interactuar de forma no trivial con el medio.
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<script type="text/template">
¿diferencia con la computación convencional?
><!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" -->todo lo que sepamos definir de forma clara, completa, precisa e inequívoca es computable. (Leibniz)<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" -->
</script>
</section>
<section data-id="1" data-markdown>
<script type="text/template">
>Los problemas propios de la IA son aquellos para los que, en la actualidad, sólo se dispone de descripciones poco claras, incompletas, imprecisas y con alto grado de dudas y errores potenciales, debidos a su complejidad.
ej: percepción, razonamiento creativo, lenguaje natural, aprendizaje...<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" -->
</script>
</section>
<section data-id="1" data-markdown>
<script type="text/template">
## La Gran Hipótesis
en un número corto de años (ahora ya más de 60), iba a ser posible sintetizar los procesos cognitivos y conseguir "inteligencia general en máquinas"
</script>
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<section data-id="1" data-markdown>
<script type="text/template">
## ¿La Gran Hipótesis?
Quizá fue excesivo, ya que se ignoraron:
- el carácter general y precientífico del término (¿qué es inteligencia?)
- las diferencias entre el "conocer humano" y el conocimiento que hemos sido capaces de hacer residir en máquinas
</script>
</section>
<section data-id="1" data-markdown>
<script type="text/template">
## visiones de la IA
- IA como ciencia: busca una teoría computable del conocimiento humano.
- IA como ingeniería: presenta objetivos más claros y alcanzables (ej: la ingeniería del conocimiento).
</script>
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## paradigmas de la IA
</script>
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<section data-id="1" data-markdown>
<script type="text/template">
## paradigma simbólico
considera que el conocimiento puede representarse usando descripciones declarativas en lenguaje natural, formadas por hechos y reglas de inferencia.
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<section data-id="1" data-markdown>
<script type="text/template">
## paradigma situado
enfatiza el hecho de que toda percepción y toda acción están estructuralmente acopladas a través de sensores y efectores concretos a un medio externo e interno también concretos.
no hay proceso inferencial sino respuestas inmediatas desde esquemas precalculados.
</script>
</section>
<section data-id="1" data-markdown>
<script type="text/template">
## paradigma conexionista
el problema de representación del conocimiento se realiza mediante el uso de líneas numéricas etiquetadas para la entrada y salida de una red neuronal, y el problema de la inferencia se resuelve mediante un clasificador numérico de naturaleza paramétrica en el que el valor de dichos parámetros se ajusta mediante un algoritmo de aprendizaje supervisado o no supervisado.
</script>
</section>
<section data-id="1" data-markdown>
<script type="text/template">
## paradigma híbrido
la mayor parte de los problemas que resuelve la IA son de naturaleza híbrida.
</script>
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<section data-id="1" data-markdown>
<script type="text/template">
## introducción a las redes semánticas
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### modelos de representación del conocimiento
- conceptual
- formal
- computable
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ¿qué es formalizar?
- representar simbólicamente...
- organizar...
- determinar métodos de inferencia adecuados para...
... los conocimientos de un dominio
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### tipos de formalismos
- basados en conceptos: tripletas, marcos
- basados en relaciones: lógica, **redes semánticas**
- basados en acciones: sistemas de producción, guiones
</script>
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</section>
<section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## definición
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
>formalismo de representación del conocimiento basado en **relaciones**
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
>un grafo orientado formado por nodos y arcos unidireccionales, ambos etiquetados
([Quillian, Semantic Memory](http://www.jimdavies.org/summaries/quillian1968.html))
<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" -->
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### componentes:
- nodos: conceptos, entidades, clases, instancias, valores
- arcos: relaciones entre conceptos e instancias, propiedades
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### características:
- falta de terminología adecuada y universalmente aceptada
- atractivo gráfico e intuitiva interpretación
- representan un conjunto restringido de la lógica de predicados
</script>
</section>
</section>
<section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
## representación de conocimiento
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
>La base de la representación del conocimiento en redes semánticas consiste en modelar los conocimientos relativos a un objeto o concepto mediante pares **atributo-valor**
- nodo origen = objeto o concepto<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" -->
- arco = atributo<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" -->
- nodo destino = valor del atributo<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" -->
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
#### arcos descriptivos
> describen propiedades de entidades y conceptos, y relaciones entre ellos
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
#### arcos estructurales
> enlazan las entidades o conceptos formando la arquitectura o estructura de la red.
ejemplos: subclase-de, instancia, parte-de
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
#### arcos estructurales
- **generalización** (*subclass_of*): relación de una clase con otra más general, formando una red de nodos por especialización de conceptos.
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
#### arcos estructurales
- **instancia** (*instance_of*): liga un objeto concreto con su tipo genérico.
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
#### arcos estructurales
- **agregación** (*has_a*): liga un objeto a sus componentes.
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ejercicio 1
- las personas son mamíferos
- una persona tiene nariz
- Pedro es una persona
- Pedro estudia ciencia de datos
¿cómo se incluiría que Pedro es un varón?
</script>
</section>
</section>
<section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ¿Cómo representar predicados n-arios?
por ejemplo, una relación de compraventa de un reloj entre Pepe y Luis<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
*Pepe compra a Luis un reloj por 45 €.*<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### Representación de predicados no binarios
- Un nuevo objeto representa al predicado de aridad mayor que dos
- Nuevos predicados binarios describen las relaciones entre este nuevo objeto y sus argumentos
<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
</script>
</section>
</section>
<section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ¿Cómo representar acciones?
Ej: "pepe vio un museo"
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ¿Cómo representar acciones?
**Problemas desde el punto de vista de la inferencia**
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### Representación de acciones
Adaptación de conceptos de la [gramática de casos de Fillmore](http://linguistics.berkeley.edu/~syntax-circle/syntax-group/spr08/fillmore.pdf):
verbo + frases nominales relacionadas con casos
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### casos
- Agente: persona que realiza el evento.
- Contra-agente: fuerza o resistencia contra la que se ejecuta la acción.
- Objeto: entidad movida, cambiada, cuya posición o existencia se considera.
- Resultado: entidad consecuencia de la acción.
- Instrumento: estímulo o causa física de un evento.
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### casos (II)
- Origen: lugar del que procede el evento.
- Propósito: motivo por el que se ejecuta la acción.
- Lugar: sitio en el que se desarrolla la acción.
- Tiempo: fecha o momento en el que tiene lugar la acción.
- Sujeto: entidad que recibe, acepta o experimenta el efecto de la acción.
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### modalidad
características que presenta el verbo:
- tiempo en el que se ha desarrollado la acción (pasado, presente, futuro).
- voz: activa, pasiva.
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### representación
a través de <!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->**nodos situación o suceso**<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --> que tienen como atributos:<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
- conjunto de casos<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
- conjunto de modalidades<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ejemplo
> Luis sabe que Pepe vio El Prado en Madrid
<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" height="75%" width="75%"-->
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ejercicio 2
- Juan le dio un libro a María
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ejercicio 3
>Miguel fue a clase cuando Cristina le avisó por email.
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ejercicio 4
>Fernando impartió clases de linked open data a sus alumnos en la Facultad de Físicas el viernes.
</script>
</section>
</section>
<section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### inferencia de conocimiento
> extracción de conocimiento nuevo a partir de hechos considerados como ciertos
ejemplo:<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
si Pipo es un perro y los perros son mamíferos, entonces Pipo es un mamífero<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
</script>
</section>
</section>
<section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### inferencia por equiparación
> Un fragmento de red, apunte o consulta se equipara con una red semántica si dicho apunte se puede asociar con un fragmento de dicha red.
ejemplo de consulta:<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
*¿Existe algún varón que viera un museo en Madrid?*<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### Pasos
1. Construcción
2. Cotejo
3. Equiparación
4. Respuesta
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### Construcción y cotejo
- Se construye un apunte que responda a la pregunta.
- Estará formado por nodos constantes, nodos variables y arcos etiquetados.
- Se superpone el apunte sobre la red semántica.
<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --><!-- .element height="40%" width="40%" -->
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### Equiparación
- Los nodos variables se ligan a los constantes hasta encontrar una equiparación perfecta
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### Respuesta
- La respuesta es el fragmento de red semántica con los valores con los que se rellenan los nodos variables.
</script>
</section>
</section>
<section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### inferencia por herencia de propiedades
> Permite que nodos específicos de una red accedan a propiedades definidas en otros nodos utilizando los arcos *instancia* y *subclase-de*
- Favorece la compartición de propiedades, evitando la repetición de propiedades en la base de conocimiento.<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
- Se utiliza en sistemas que razonan dirigidos por la meta o por los datos.<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### inferencia por herencia de propiedades (II)
¿Es Dumbo de color gris?
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### inferencia por herencia de propiedades (III)
Funciona muy bien con propiedades que presentan excepciones en sus valores: se hereda el valor de la propiedad del nodo más cercano al de partida.
<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" -->
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### inferencia por herencia de propiedades (IV)
Origina problemas si se han formalizado mal los conocimientos:
- Si no se han distinguido nodos instancia de nodos concepto.
- Si la etiqueta que da nombre al nodo o al arco tiene una semántica diferente al conocimiento que se quiere representar.
- Si el arco está en sentido contrario.
- Si no se han representado situaciones o acciones utilizando nodos situación.
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### inferencia por herencia de propiedades (V)
<!-- .element: height="75%" width="75%"-->
</script>
</section>
</section>
<section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### referencias
- [Inteligencia Artificial. Técnicas, métodos y operaciones (José T. Palma Méndez y Roque Marín Morales)](https://www.amazon.es/INTELIGENCIA-ARTIFICIAL-TECNICAS-METODOS-APLICACIONES/dp/8448156188)
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
<!-- .slide: style="font-size:30px" -->
### ¿Cómo generar un PDF con las diapositivas?
- Abrir un navegador Chrome
- Introducir la URL de la presentación y añadirle el parámetro `print-pdf`. Ejemplo:
https://masterdatascience-UIMP-UC.github.io/semantic-networks/index.html?print-pdf
- Seleccionar la opción `imprimir` de Chrome
- Seleccionar el Destino `Guardar como PDF`
- Cambiar al layout `Apaisado`
- Cambiar los márgenes a `Ninguno`
- Activar la opción `gráficos de fondo`
- Pinchar en Guardar
</script>
</section>
</section>
<section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### graphviz
software de visualización de datos open source
- formato `dot`: para grafos dirigidos
- [descarga](https://www.graphviz.org/download/)
- [descarga Windows](https://graphviz.gitlab.io/_pages/Download/Download_windows.html)
- ruta Windows: `C:\Program Files (x86)\Graphviz2.38\bin\dot.exe`<!-- .element: style="font-size: 20px;" -->
dot -Tsvg graph.dot -o graph.svg
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### graphviz
digraph ejemplo {
node [style="rounded,filled,bold", shape=box, fontname="Nimbus", color="lightgray"];
edge [fontname="Nimbus" weight=2, fontsize=12]
A -> B [ label = "profesión" ];
A [label="pepe"];
B [label="informático"];
}
</script>
</section>
</section>
<section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ejercicio 5
>El perro es un animal mamífero y como tal su sangre es caliente y su piel está recubierta de pelo. Tres características importantes de cualquier perro son que una de sus partes es el rabo, su sonido es el ladrido y sus hijos son los cachorros. Pipo es un perro. Un perro famoso es Lassie, que es un pastor alemán y además actor de televisión.
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ejercicio 6
>El gato se está rascando la oreja derecha con su pata delantera.
</script>
</section>
<section data-markdown>
<script type="text/template">
### ejercicio 7
>El Banco Santander tiene su establecimiento sede en la Comunidad Autónoma de Cantabria. Una de sus empleadas se llama Ana, y es una mujer con mucho carácter. Su padre, Emilio, falleció en Madrid en 2014.
</script>
</section>
</section>
<section>
<div>
<a href="https://masterdatascience.ifca.es/"><img alt="" src="./img/logo_3.png" style="max-width: none; max-height: none; color: rgb(255, 153, 0); vertical-align:middle;" /></a>
<p style="font-size:20px; text-align:center; margin-top: 1em"><span style="font-weight: bold;"><a href="https://github.com/masterdatascience-UIMP-UC/semantic-networks">Acceso al repositorio con la presentación</a></span></p>
<p style="font-size:20px; text-align:center; margin-top: 1em"><span style="font-weight: bold;">URL de la presentación: <a href="https://masterdatascience-UIMP-UC.github.io/semantic-networks/">https://masterdatascience-UIMP-UC.github.io/semantic-networks/</a></span></p>
<p style="font-size:20px; text-align:center; margin-top: 1em"><span style="font-weight: bold;">Alejandro Villar Fernández</span></p>
<p style="font-size:20px; text-align:center; margin-top: 1em"><span style="font-weight: bold;"><a href="mailto:[email protected]">[email protected]</a></span></p>
</div>
</section>
</div>
</div>
<script src="lib/js/head.min.js"></script>
<script src="js/reveal.js"></script>
<script>
// Full list of configuration options available at:
// https://github.com/hakimel/reveal.js#configuration
Reveal.initialize({
controls: true,
progress: true,
history: true,
center: true,
transition: 'slide', // none/fade/slide/convex/concave/zoom
// Optional reveal.js plugins
dependencies: [
{ src: 'lib/js/classList.js', condition: function() { return !document.body.classList; } },
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{ src: 'plugin/highlight/highlight.js', async: true, condition: function() { return !!document.querySelector( 'pre code' ); }, callback: function() { hljs.initHighlightingOnLoad(); } },
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],
keyboard: {
67: function() { RevealChalkboard.toggleNotesCanvas() }, // toggle notes canvas when 'c' is pressed
66: function() { RevealChalkboard.toggleChalkboard() }, // toggle chalkboard when 'b' is pressed
46: function() { RevealChalkboard.clear() }, // clear chalkboard when 'DEL' is pressed
8: function() { RevealChalkboard.reset() }, // reset chalkboard data on current slide when 'BACKSPACE' is pressed
68: function() { RevealChalkboard.download() }, // downlad recorded chalkboard drawing when 'd' is pressed
}
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