جستجوي پيشرفته | کتابخانه مجازی الفبا

مفهوم «شناخت» و «استدلال» هسته‏ی علوم‏شناختی و هوش‏مصنوعی است. برخی از علوم مانند فلسفه، منطق، روان‏شناسی، عصب‏شناسی و غیره همواره به‏دنبال این هستند که دریابند این فرآیندها دقیقاً چگونه در ذهن انسان انجام می‏شوند. آنچه که قطعی است یا دست‏کم توسط مشاهدات تجربی تایید می‏شود این است که مفهوم شناخت در طبیعت همواره با مفاهیم «یادگیری» و «تکامل» درآمیخته است. طبق مشاهدات طبیعی، بیشتر جانداران درابتدای زندگی شناخت کمی از خود و دنیای اطراف خود دارند. اما در طول زمان به نوعی تکامل شناختی دست می‌یابند. این مفهوم بسیار حیاتی است زیرا هیچ مدل شناختی کاملی از جهان در ابتدای زندگی جانداران دراختیار آنان نیست و هیچ راه مستقیمی هم برای دستیابی سریع به آن وجود ندارد. بلکه شناخت باید در طول زمان حاصل شود. این پایان‏نامه براساس مفهوم تکامل شناختی که در طبیعت وجود دارد، یک مدل/چارچوب کلی برای یادگیری و تکامل شناختیِ پیشکارها/سیستم‏های هوشمند مصنوعی پیشنهاد و ارائه می‌دهد. زیربنای تئوریک مدل چند فرضیه‏ی شناختی است که در این رساله پیشنهاد می‏شود. هسته مرکزی این چارچوب نیز یک دستگاه مختصاتی مفهومی چندبُعدی است که پیشنهاد شده و ذهن مجازی پیشکار را شکل می‏دهد. فرآیند یادگیری مفهومی به‏صورت بدون ناظر و توسط الگوریتم‏های خوشه‏بندی مفهومی و الگوریتم‏های پیشنهادی این رساله جهت ساخت و تکامل آنتولوژی انجام می‏شود. در نهایت ارزیابی‏های عملی مدل/چارچوب نتایج مطلوبی را نشان داد.

وب امروزی اطلاعات را به‌صورت پراکنده و بدون درنظر‌گرفتن معنایشان در وب‌سایت‌های مختلف قرار داده است. اگر شخصی بخواهد به‌دنبال کالا و یا مفهوم خاصی در وب بگردد، باید به وب‌سایت‌های مختلف مراجعه کرده و اطلاعات آن‌ها را با هم مقایسه کند. اگر بتوان اطلاعات موجود در وب در زمینه‌ای خاص را به‌صورت یکپارچه و معنادار در کنار یکدیگر قرار داد، در وقت و هزینه‌ی کاربر صرفه‌جویی می‌شود. برای انجام این کار باید ابتدا اطلاعات موجود در وب استخراج شده و سپس به‌صورت یکپارچه در کنار یکدیگر قرار گیرند. این رساله برای استخراج اطلاعات، از وب‌سرویس‌ها و برای یکپارچه‌سازی آن‌ها از وب‌معنایی استفاده کرده است. این رساله به‌طور خاص از آنتولوژی استفاده کرده و آنتولوژی کتاب را تهیه کرده است. بدین‌صورت که ابتدا یک آنتولوژی اولیه ساخته شده است. سپس اطلاعات موجود در وب در مورد کتاب از طریق وب‌سرویس‌ها استخراج شده و در قالب یک آنتولوژی ذخیره شده است. در مرحله‌ی بعد این آنتولوژی‌ها باید با یکدیگر تطبیق یابند تا یک آنتولوژی یکپارچه ساخته شود. جهت انجام این‌کار باید مشابهت‌های معنایی، رشته‌ای و ساختاری این آنتولوژی‌ها درنظرگرفته شود. این رساله برای بررسی مشابهت معنایی و رشته‌ای از اطلاعات زمینه‌ای (فرهنگ‌لغت‌هایی) مثل ویکی‌پدیا، وُردنِت، گوگل و غیره استفاده کرده و برای بررسی مشابهت ساختاری از درختِ این آنتولوژی‌ها استفاده کرده است. در نهایت، آنتولوژی یکپارچه‌ی نهایی ساخته و نمونه‌سازی می‌شود.

سیستم‌های خبره از جمله سیستم‌های مطرح شده در هوش مصنوعی هستند که هدف آنها، تبدیل دانش افراد خبره در حوزه‌ای خاص، به یک سیستم کامپیوتری می باشد. این سیستم‌ها عموما بصورت منفرد طراحی شده و مورد استفاده واقع می‌شوند. همچنین حوزه دانشی که هر یک از این سیستم‌ها پوشش می‌دهد، محدود و مشخص است و سیستم خبره نمی‌تواند به سوالات خارج از حوزه دانش خود، پاسخ دهد. از این‌رو، برقراری ارتباط بین سیستم‌های خبره، نقش بسیار مهمی در استفاده از حوزه وسیع‌تری از دانش که توسط چند سیستم خبره پوشش داده شده‌اند، دارد.در این پایان‌نامه، یک سیستم توزیع شده مبتنی بر عامل ارایه شده است که با استفاده از آن می‌توان بین چند سیستم خبره مبتنی بر قانون که در حوزه‌های مرتبط و مشابه فعالیت می‌کنند، ارتباط برقرار کرد. در این سیستم، با طراحی پروتکل‌هایی برای توزیع تکنیک‌های استنتاج پیش‌رو و پس‌رو بین چند سیستم خبره، این امکان فراهم می‌شود که سیستم‌های خبره بتوانند برای پاسخ به پرسش‌های خود، از دانش سیستم‌های خبره دیگر نیز استفاده کنند. همچنین، برای استاندارد سازی نمایش دانش در کل سیستم، از Ontology استفاده شده است.سیستم طراحی شده و پروتکل‌های آن، مبتنی بر استاندارد FIPA بوده و در محیط JADE پیاده‌سازی شده‌اند. همچنین، برای پیاده‌سازی Ontology از ابزار Protégéاستفاده شده و خروجی آن بصورت فایل‌های JavaBean در محیط JADE مورد استفاده قرار گرفته‌اند.برای آزمون سیستم، از دو سیستم خبره تنظیم برنامه سفر که با استفاده از Jess پیاده سازی شده‌اند، استفاده شده است و نتایج بدست آمده نشان داده است که سیستم‌های خبره توانسته‌اند با استفاده از سیستم ارایه شده در این کار، از دانش سیستم‌های خبره دیگر برای حل مسایل خود استفاده کنند.

نیاز به معنا بخشیدن به محتویات وب، به‌گونه‌ای که برای ماشین‌های مختلف قابل فهم باشد، ایده اصلی ظهور وب معنایی است. اما با طراحی آنتولوژی‌ها، توسط افراد و سازمان‌های مختلف در حوزه‌های گوناگون، سطحی از ناهمگونی اطلاعات به سیستم تحمیل شده است که با تطبیق صحیح آنتولوژی‌ها می‌توان این مشکل وب‏معنایی را نیز حل کرد. با وجود تحقیقات بسیاری که در سال‌های اخیر در زمینه‌ی تطبیق خودکار آنتولوژی‌ها انجام شده، چالش بزرگ تعامل میان آنتولوژی‌ها در شرایط گوناگون همچنان به قوت خود باقی است. این پایان‌نامه در پی یافتن روش‌هایی برای افزایش کارایی سیستم‌های موجود در شرایط مختلف است. این تحقیق متشکل از دو بخش است. در پژوهش اول با استفاده از روش ترکیبی یادگیری ماشین، آدابوست، سیستم‌های موفق تطبیق با یکدیگر ترکیب می‌شوند؛ بدین ترتیب تطبیق‌گرهای مختلف نقاط ضعف یکدیگر را پوشش می‌دهند. نتایج ناشی از پژوهش افزایش دقت و کارایی این روش را نسبت به بهترین تطبیق‌گرهای مجزا نشان می‌دهد. در پژوهش دوم از دامنه‌ی گسترده‌ی اطلاعاتی ویکی‌پدیا، به‏عنوان منبع زبانی، استفاده شده است. به این صورت که سیستم با افزایش دامنه‌ی اطلاعاتی هر تطبیق‌گر در حوزه‏های گوناگون، سعی در بهبود نتایج آن دارد. در این پژوهش نیز کارایی هر سیستم نسبت به قبل افزایش یافته است.

ایده اصلی وب معنایی، ایجاد فراداده‌هایی است که داده را شرح می‌دهند تا کامپیوترها را قادر به پردازش معنی اشیا کنند. هدف از وب معنایی این است که ماشین‌ها نیز همانند انسان‌ها سندها را درک کرده و تفسیر کنند. یکی از مولفه‌های اصلی وب معنایی، آنتولوژی است، که نسبت به سایر مولفه‌ها از قدرت بیان بیشتری برخوردار است. آنتولوژی، مجموعه‌ای از واژگان مشترک را برای محققانی تعریف می‌کند که نیاز به اشتراک‌گذاری اطلاعات در یک دامنه دارند. امروزه استفاده از آنتولوژی در وب افزایش یافته است. بسیاری از آنتولوژی‌های معروف، اندازه بزرگی دارند. اندازه بزرگ این آنتولوژی‌ها باعث کاهش سرعت و کارایی در استفاده‌مجدد، استنتاج، نگهداری و هماهنگی سیستم‌های توزیع‌شده می‌شود. راه‌حل این مساله، پیمانه‌‌ای کردن آنتولوژی می‌باشد. پیمانه‌ای کردن آنتولوژی، بخش مهمی از مهندسی آنتولوژی است که برای کاهش پیچیدگی و اندازه آنتولوژی، یا آن را به کل قطعات تشکیل‌دهنده می‌شکند (تقسیم‌بندی آنتولوژی) و یا اینکه فقط بخش کوچکی از آن را استخراج می‌کند (استخراج پیمانه). هدف از این پژوهش ارائه رهیافتی برای پیمانه‌ای کردن آنتولوژی به پیمانه‌هایی درست، کامل و متصل به هم است، به صورتی که کاربر بتواند بر اساس نیازهای برنامه کاربردی تنظیماتی را در پیمانه‌ای کردن اعمال کند.رهیافت ارائه‌شده در این پژوهش روی تقسیم‌بندی آنتولوژی تمرکز دارد. برای داشتن قطعه‌های کامل، ابتدا یک استنتاج مقدماتی روی آنتولوژی انجام شده و سپس حاصل آن به Pato، که ابزاری برای تقسیم‌بندی است، داده می‌شود. به دلیل انجام استنتاج مقدماتی، نتیجه تقسیم‌بندی، پیمانه‌هایی مرتبط و نیمه‌کامل است. بنابراین، قضایای کامل‌کننده به آن‌ها اضافه می‌شود. سپس پیمانه‌ها توسط زبان آنتولوژی پیمانه‌ای P-DL به هم متصل می‌شوند. به این ترتیب، پیمانه‌های حاصل، پیمانه‌هایی متصل و کامل با اندازه مناسب هستند. هرچند استنتاج روی آنتولوژی‌های بزرگ عملی وقت‌گیر است، اما فقط یکبار صورت می‌گیرد و در عوض مزایای زیادی به همراه دارد که توسط دیگر روش‌ها تامین نمی‌شوند. برای ضمانتِ این ادعا، روش ارائه‌شده و روش‌های قبلی به صورت تئوری و عملی ارزیابی شده و نشان داده می‌شود که این روش باعث می‌شود که آنتولوژی به‌طور متعادلی بخش‌بندی شود و پیمانه‌های حاصل مانند یک آنتولوژی خودشمول، توسط ابزارهای زیادی استفاده شوند.

پیش‌نیاز وب‌معنایی که با هدف ایجاد ارتباط و تعامل مستقیم ماشین‌ها بدون دخالت بشر طرح شد، وجود مقدار زیادی آنتولوژی و داده‌های حاشیه‌نویسی است. با وجود پیشرفت‌های قابل‌توجه در ابزارها و راه‌حل‌های نیمه‌خودکار، به‌میزان کافی از نیروی انسانی و هوش افراد برای ساخت آنتولوژی، حاشیه‌نویسی داده‌ها در انواع بعدها و قالب‌ها و تنظیم کردن اجزای مفهومی در آنتولوژی‌های متعدد، نیاز است. سری بازی‌های هدف‌دار برای استفاده‌ی مجانی از وقت، هوش و توانایی افراد برای نخستین بار به‌وسیله‌ی لوئیس ون آهِن (در سال 2002) ارائه شد. ایده‌ی استفاده از بازی‌های هدف‌دار در درست کردن وب‌معنایی، به‌وسیله‌ی کاترینا سیورپائس (در سال 2006) مطرح شد. سیورپائس، چند بازی‌ را برای حاشیه‌نویسی معنایی در دامنه‌های مختلف، ارائه داده است. این رساله، به‌دنبال آن است که به‌طور گسترده‌تری از بازی‌های هدف‌دار در ساخت وب‌معنایی استفاده کند؛ بنابر‌این، به‌بررسی آنتولوژی و آنتولوژی فازی، حاشیه‌نویسی داده‌ها بر‌اساس آنتولوژی‌های‌ موجود و تنظیم اجزای مفهومی در آنتولوژی‌ها می‌پردازد. با بررسی مراحل تولید آنتولوژی و آنتولوی متغیر زبانی فازی، مراحلی که انجام‌شان نیازمند نیروی انسانی بودند، شناسایی و بازی‌هایی برای انجام برخی از این مراحل، پیشنهاد می‌شود. در نهایت، یکی از بازی‌های پیشنهادی با نام واژه‌معنا (LingoGame) که برای پیدا کردن مقادیر متغیرهای زبانی است، پیاده‌سازی و نتایج حاصل از آن، بررسی می‌شود.

داده‌کاوی که به عنوان استخراج دانش از پایگاه داده‌ها نیز شناخته می‌شود، روالی برای استخراج دانش ناشناخته از مقدار زیادی داده است. کاوش اسناد بر اساس روش‌های داده کاوی به استخراج اطلاعات و دانش از اسناد می‌پردازد. خوشه‌بندی اسناد یکی از مهمترین روش‌های کاوش اسناد است که دسته‌بندی بدون سرپرست اسناد به گروه‌های مختلف می‌باشد.سیستم‌های رایج بازیابی اطلاعات و خوشه‌بندی اسناد بر کلمات کلیدی استوار می‌باشند. با توجه به اینکه کلمات کلیدی مختلف می‌توانند برای توصیف یک مفهوم استفاده شوند، این سیستم‌ها می‌توانند نتایج نادرست و ناقصی راایجاد نمایند. همچنین روابط معنایی ممکن است بین کلمات موجود باشد که شناسایی آنها نیاز به استخراج دانش دامنه مورد نظر دارد. مهمترین گام‌ها در خوشه‌بندی اسناد نحوه‌ی نمایش اسناد و معیار اندازه‌گیری شباهت بین آنها است.این تحقیق بر بهبود کارایی خوشه‌بندی اسناد تمرکز دارد. الگوریتم خوشه‌بندی اسناد در سه گام پیشنهاد شده است: نمایش اسناد، اندازه‌گیری شباهت بین اسناد، سیستم استنتاج فازی به منظور اندازه‌گیری شباهت نهایی بین اسناد. در نهایت پس از انجام این سه گام، با استفاده از الگوریتم خوشه‌بندی پایین به بالا خوشه‌بندی اسناد صورت می‌پذیرد. در گام اول، اسناد بر اساس دانش دامنه به صورت یک گراف آنتولوژی نمایش داده می‌شوند. این روش بر خلاف روش مبتنی بر کلمات کلیدی، بر مفاهیم دامنه استوار می‌باشد و یک سند را بر اساس مفاهیم موجود در آن، به صورت زیرگرافی از آنتولوژی دامنه نمایش می‌دهد. مفاهیم استخراج شده گره‌های گراف را تشکیل می‌دهند. برای هر گره با توجه به فرکانس مفهوم، وزن محاسبه می‌گردد. روابط موجودبین مفاهیم سند، یال‌های گراف و میزان این ارتباط اوزان یال‌ها را مشخص می‌نماید. در گام دوم برای هر سند بر اساس نمایش گرافی استخراج شده از مرحله‌ی اول، مفاهیم کلی و جزئی و یال‌های اصلی مشخص می‌گردند. شباهت بین هر جفت از اسناد در سه مقدار و بر اساس این سه عامل محاسبه می‌شود. در گام سوم سیستم استنتاج فازی با سه ورودی و یک خروجی طراحی شده است. ورودی‌ها مفاهیم کلی، مفاهیم جزئی و یال‌های اصلی می‌باشند و خروجی میزان شباهت بین دو سند است. مجموعه‌ای از قوانین فازی برای موتور استنتاج فازی در نظر گرفته شده است که بر اساس سه شباهت ورودی مقدار شباهت نهایی را تخمین می‌زند. در نهایت بر اساس ماتریس شباهت اسناد، الگوریتم خوشه‌بندی سلسله مراتبی پایین به بالا به منظور خوشه‌بندی اسناد اعمال می‌گردد. برای ارزیابی الگوریتم پیشنهادی، نتایج با نتایج حاصل از روش‌های naïve Bayes ، دو الگوریتم مبتنی بر هستان شناسی و یک الگوریتم آماری مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که روش پیشنهاد شده مقادیر F-measure و Accuracy را بهبود می‌دهد. همچنین مقادیر FP و Error به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.

هستی شناسی مدلی برای نمایش یک دامنه است و برای استدلال درمورد اشیا و روابط بین آنها در همان دامنه به کار می‌رود. هستی شناسی معمولا شامل مفاهیم، روابط بین مفاهیم، نمونه‌ها و ویژگی‌های مفاهیم است. در سالیان گذشته تعداد هستی شناسی‌های موجود به شدت افزایش یافته است. وجود این سطح از تنوع، مسئله ادغام و استفاده مجدد از اطلاعات را مطرح می‌نماید. اگرچه که با بررسی دقیق‌تر هستی شناسی‌ها می‌بینیم که بسیاری از آنها با یکدیگر دارای همپوشانی هستند، اما استفاده از چهارچوب‌های کاری متفاوت، زبان‌های متنوع، و از همه مهمتر زوایای دید مختلف برای توسعه و ایجاد آنها باعث می‌شود تا کشف این شباهت‌ها و به طور کلی روابط بین مفاهیم مطرح شده در هریک از آنها ساده نباشد. آنچه به عنوان راه حل برای این مشکل مطرح می‌شود، تطابق هستی شناسی است. اصل این کار بر کشف مطابقت‌های بین مفاهیم و روابط آنها در هستی شناسی‌های مختلف و ایجاد نگاشت بین آنها استوار است. در این مطالعه استفاده از استنتاج فازی در کنار هستی شناسی سطح بالای وردنت در تطابق، امکان سنجی شده و نتایج حاکی از این است که استنتاج فازی می‌تواند به عنوان گزینه‌ای برای روش‌های تطابق در نظر گرفته شود.

با افزایش روزافزون کاربران اینترنت، این بستر به منبعی غنی از اطلاعات تبدیل شده و با همگانی شدن آن، بیان نظرات و عقاید کاربران در مورد کالا‌ها، سازمان‌ها و اشخاص با سادگی بیشتری انجام می‌شود. با توجه به تحقیقاتی که در سال 2009 انجام گرفت، موثرترین عامل در تصمیم‌گیری مشتریان در خرید الکترونیک، نظرات ارائه شده توسط کاربران در مورد کالا‌ها می‌باشد. ولی با افزایش نظرات کاربران در مورد کالا‌ها تصمیم‌گیری و نتیجه‌گیری از نظرات مشکل شده است. در این پایان نامه مدل جدیدی از نظرکاوی ارائه شده است. در این مدل بر خلاف کارهای گذشته، برای کلمات بیان کننده احساسات، شدت گرایش تعیین می‌شود و در شناسایی گرایش شخص نسبت به یک کالا لحاظ می‌شود. همچنین در این مدل روشی برای تخصیص وزن به ویژگی‌ها ارائه شده است. کارایی مدل پیشنهادی بر روی مجموعه داده تهیه شده از وب سرویس آمازون ارزیابی و با سایر مدل‌ها مقایسه شده است. خلاصه‌سازی با استفاده از مدل پیشنهادی دارای جزئیات دقیق‌تر و کامل‌تر نسبت به مدل‌های گذشته می‌باشد و همچنین شناسایی رتبه کالا از نظرات با استفاده از این مدل نسبت به سایر مدل‌های با دقت بالاتری انجام می‌شود.

در سال‌های اخیر، تکنیک‌های فیلتر محتوایی دانش‌محور مبتنی‌بر پایگاه دانش و آنتولوژی به‌ روش‌هایی کارا و قابل‌قبول برای فیلتر اطلاعات تبدیل شده‌اند. در این تحقیق از ساختار آنتولوژی و پایگاه‌دانش‌های ویکی‌پدیا، وردنت و BNC برای عمل فیلتر اسناد، بهبود نمایش اولویت‌های کاربری و محتوای اسناد و محاسبه شباهت معنایی استفاده می‌شود. همچنین سامان‌دهی علایق کاربری و محتوای اسناد در پروفایل‌ها امکان استخراج دانش درباره‌ی علایق احتمالی کاربران و محتوای اسناد را با استفاده از آنتولوژی و پایگاه‌دانش فراهم می‌آورد. این تحقیق روشی نوین و منحصر‌به‌فرد در ساختار ترکیب خبرگان برای فیلتر اسناد ارائه می‌کند و مجموعه‌ای از بهترین و کاراترین روش‌های فیلتر را پیاده‌سازی و با هم یکپارچه می‌کند. ارزیابی سیستم در دو مرحله ارزیابی روش‌های محاسبه شباهت معنایی و روش‌های فیلتر محتوایی با استفاده از مجموعه داده‌های میلر- چارلز و 20Newsgroup انجام می‌شود. نتایج ارزیابی، همبستگی زیاد روش‌های محاسبه‌ی شباهت معنایی میان مفاهیم را با قضاوت بشر نشان می‌دهد. روش‌ مبتنی‌بر ویکی‌پدیا با میزان همبستگی 0.779 نه‌تنها از دیگر روش‌های پیاده‌سازی شده بهتر عمل می‌کند بلکه از روش‌های مشابه و شناخته‌شده‌ای مانند CODC با میزان همبستگی 0.693 و روش ESA با میزان همبستگی 0.58 بهتر عمل می‌کند. به‌علاوه در ارزیابی روش‌های فیلتر دانش‌محور ملاحظه می‌شود که روش مبتنی‌بر آنتولوژی با نرخ صحت و کارآیی98.9 و 98 درصد و روش مبتنی‌بر ویکی‌پدیا با نرخ صحت و کارآیی98.2 و 96 درصد نتایجبهتری نسبت به دیگر روش‌های مشابه و شناخته شده مانند NB-SVM Hybrid دارند. همچنین نتایج ارزیابی روش مبتنی‌بر ساختار ترکیب خبرگانبا نرخ صحت و کارآیی 99.4 و 98.9 درصد نشان می‌دهد کهاین روش نه‌تنها از تک‌تک روش‌های پیاده‌سازی شده کارآیی و صحت بالاتری دارد، بلکه می‌تواند خطاهای عمل فیلتر را تصحیح کند. براساس این نتایج، سیستم پیاده‌سازی شده می‌تواند به‌عنوان رویکرد جدیدی در فیلتر محتوایی و به‌عنوان چارچوبی برای استفاده در کاربردهای فیلتر اطلاعات استفاده شود.