Formalism for knowledge

Apresentação em tema: "Formalism for knowledge"— Transcrição da apresentação:

1 Formalism for knowledge
By Terry Winograd Trabalho elaborado por: Maria de Fatima S. O. Barbosa Disciplina: Linguagem e Tecnologia Profa. Violeta Quental

2 Formalism for knowledge
By Terry Winograd Terry Winograd is Professor of Computer Science at Stanford University, where he directs the program on human-computer interaction. His SHRDLU program done at the MIT AI Lab was one of the early explorations in natural language understanding by computers. In: Thinking Reading in cognitive Science Edited by P.N.Johson –Laird and P.C. Wason

3 Formalism for knowlege
By Terry Winograd In: Prof. Winograd iniciou seus primeiros avanços no campo da Inteligência Artificial com o Programa SHRDLU, uma interface em língua natural, um sistema de análise de texto. Nela há uma simulação de um robô virtual, denominado SHRDLU, a partir do teclado de um terminal da época, que interage com pessoas através de diálogos escritos em inglês cumprindo ordens de manipulação de um conjunto de objetos em um micromundo virtual. SHRDLU utiliza o sistema gramatical de Halliday, o qual enfatiza as escolhas limitadas e altamente estruturadas, elaboradas na produção da estrutura sintática, abstraindo as características que são importantes para exprimir significado.

4 A pesquisa de Terry Winograd (MIT - 1972)
Winograd percebeu que a melhor maneira para experimentar com complexos modelos de linguagem era escrever um programa, o qual poderia atualmente entender linguagem dentro de alguns domínios. Terry Winograd e o político chileno Fernando Flores desenvolveram juntos uma interpretação não representacional da linguagem, adotando uma perspectiva pragmática que visa reexaminar as estruturas lingüísticas motivadoras da ação. Os atos ilocucionários formam o campo de estudos para o qual está voltada a pesquisa atual de Winograd e Flores.

5 Inteligência Artificial (IA)
Em uma perspectiva de simulação de operações cognitiva citam-se, entre outras, dedução, memória de posições e ações, constatação de possibilidade ou impossibilidade de certas operações, pedido de informações suplementares para solução de certas ambigüidades da comunicação nos diálogos durante as trocas de turnos entre os interlocutores pessoas ou máquinas. uma aplicação prática através de um software desenvolvido em CLISP e Java com fontes disponíveis para estudo.

6 Inteligência Artificial (IA)
A Inteligência Artificial é: uma ciência que procura estudar e compreender o fenômeno da inteligência; um ramo da engenharia que procura construir instrumentos para apoiar a inteligência humana. A IA busca reproduzir o modo como os seres humanos pensam, com o objetivo de modelizar esse pensamento em processos computacionais, tentando assim construir um corpo de explicações algorítmicas dos processos mentais humanos.

7 Inteligência Artificial (IA)
Os fenômenos cognitivos são descritos tanto em nível biológico, químico físico, quanto em nível representacional, uma vez que os sistemas físicos considerados representam informações, tornando-se também eles estados cognitivos. Ciência Cognitiva é a alcunha genérica para um conjunto de esforços interdisciplinares visando a compreender a mente e sua relação com o cérebro humano. Desse esforço fazem parte as seguintes grandes áreas: as neurociências, a psicologia, a lingüística, a filosofia e a inteligência artificial (IA).

8 HISTÓRIA DA INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL
Apesar de relativamente recente como Inteligência Artificial, esta ciência é a realização de um sonho do homem que remonta à Antiguidade Clássica. No Renascimento, e com a expansão de um espírito prático e quantitativo, surge a mecânica e, com ela, (e com o aperfeiçoamento do mecanismo do relógio) uma nova concepção do homem. Imprescindíveis para o avanço da IA foram os trabalhos dos matemáticos dos séculos XVII a XIX. No séc. XIX, surge a figura de Alan Turing mas só em 1956 é que a Inteligência Artificial começa a ser reconhecida como ciência. Mais informações sobre a história dessa ciência:

9 CIÊNCIAS COGNITIVAS In: A construção de uma nova ciência dos fenômenos constitutivos dos aparelhos e os comportamentos psicobiológicos e das interações entre estes aparelhos e os comportamentos humanos (no que se refere também às suas formas altamente simbólicas, tais como as linguagens e as culturas). Com o objetivo de compreender a inteligência humana, as ciências cognitivas têm a finalidade de descrever, explicar, e, eventualmente, simular as principais disposições e capacidades do espírito humano - linguagem, raciocínio, percepção, coordenação motora e planificação. O método aplicado é o de escrever programas que copiem e reproduzam os modos como o ser humano pensa, fala, compreende, aprende, procurando-se elaborar uma réplica da inteligência humana, o que sugere o caráter totalizante das ciências cognitivas.

10 O NASCIMENTO DAS CIÊNCIAS COGNITIVAS
1936: o lógico A. Turing concebe o primeiro modelo matemático do computador programável; 1943: surge a primeira cibernética como expressão do projeto de redução materialista, do mental ao físico, impulsionado por N. Wiener e W. McCulloch; 1950: apogeu da lógica matemática que constrói os conceitos e os instrumentos necessários para os novos cálculos cibernéticos; reformulação do conceito de "máquina inteligente", do ponto de vista filosófico; 1956: realização do "Symposium on Information Theory" organizado pelo MIT e com a participação de diversos psicólogos e lingüistas que trabalharam para incluir as suas teorias numa simulação de processos cognitivos em computador; realização do "Encontro de Darmouth", onde é oficialmente declarado o nascimento da inteligência artificial; início da consideração do objeto cognição para o qual diferentes disciplinas vão procurar conteúdos e orientações específicas;

11 O NASCIMENTO DAS CIÊNCIAS COGNITIVAS
1960: J. Bruner e G. Miller fundam, em Harvard, o "Center for Cognitive Studies"; edição da obra "Plans and the Structure of Behavior" de Miller, Glitchell e Galanter, que vem pôr em causa o behaviorismo clássico dos trabalhos psicológicos, propondo a sua substituição pela abordagem cibernética; 1967: U. Neisser publica a obra "Cognitive Psychology" defendendo uma nova abordagem psicológica; Newell e Simon afirmam que o computador pode fornecer o modelo dos funcionamentos do espírito humano; 1969: Von Neumann conquista a reputação desenvolvendo a teoria dos autômatos, o que impulsiona um rápido desenvolvimento das ciências cognitivas;

12 O NASCIMENTO DAS CIÊNCIAS COGNITIVAS
Anos 70: promoção de centros interdisciplinares, revistas, congressos e trabalhos que dão corpo às ciências cognitivas; estabelecimento de uma rede de investigadores e intercâmbios internacionais; Anos 80: a inteligências artificial perde importância perante as neurociências e em proveito de novas representações de fenômenos humanos provenientes das diversas contribuições da filosofia, semântica cognitiva e da antropologia.

13 CIÊNCIAS COGNITIVAS: HISTÓRIA DA CIÊNCIA LINGUÍSTICA
Mundo semita/mundo helênico: aparecimento das noções de transcrição fonética e de sílaba; Idade Média: construção de novos alfabetos adaptados às línguas que até aqui não tinham escrita; Séculos XV/XVI: multiplicação das gramáticas descritivas, dos dicionários e das reflexões sobre as línguas; Séculos XVII/XVIII: enriquecimento do catálogo das línguas recenseadas e fundação dos princípios do comparativismo;

14 CIÊNCIAS COGNITIVAS: HISTÓRIA DA CIÊNCIA LINGUÍSTICA
: aparece o termo, e avança-se com a idéia de gramática comparada, que é vista como a fundadora da "ciência" do lingüístico; 1875: a lingüística começa a ser vista como a ciência das mudanças lingüísticas e a sua vocação deveria ser histórica; Século XIX: descoberto do sânscrito que fornece as bases essenciais para a gramática comparada das línguas indo-européias; Século XX: a lingüística é apresentada como uma ciência social cujo objetivo primeiro é analisar o funcionamento dos sinais lingüísticos.

15 CIÊNCIAS COGNITIVAS: ESTATUTO COGNITIVO DA LINGUAGEM
A linguagem é um sistema de comunicação motivado por um sistema de representação simbólica dos conhecimentos sobre as coisas, os acontecimentos, as situações e as ações, daí o seu lugar central nos fenômenos de cognição. A abordagem cognitiva dos fenômenos de linguagem não pode fundamentar-se num modelo estritamente resultante da gramática, no sentido das relações sintáticas, ignorando o sentido e as relações do sujeito com a língua. [...] O fato de que a sintaxe e a semântica são motivadas por um contexto pragmático também não pode ser negligenciado.

16 CIÊNCIAS COGNITIVAS: ESTATUTO COGNITIVO DA LINGUAGEM
O estatuto cognitivo da linguagem implica: a modelização dos processos pelos quais a linguagem consegue criar e comunicar os conhecimentos, e, a inferência da natureza dos procedimentos que têm em vista organizar e desenvolver os nossos conhecimentos.

17 A teoria de Winograd In: Thinking Reading in cognitive Science Edited by P.N.Johson –Laird and P.C. Wason Ao desenvolver um sistema para representar o conhecimento em um programa de computador, há determinadas questões a serem encaradas. A primeira questão é sobre controle. Dado um conjunto de fatos e procedimentos, como ele decide o que fazer a seguir (partindo de/) em qualquer ponto. A próxima questão é aprendizagem – a adição de novos conhecimentos. É importante que o conhecimento seja modular. Finalmente, devemos nos preocupar com a construção (building) do sistema. Devemos escolher entre estruturas complexas de várias partes, ou uma estrutura operando em um simples modo uniforme.

18 A teoria de Winograd: Cálculo predicado (predicate calculus)
In: Thinking Reading in cognitive Science Edited by P.N.Johson –Laird and P.C. Wason Nesse sistema, um pequeno número de tipos de estrutura possíveis são usados de forma bem geral para descrever o conhecimento sem se preocupar com o domínio particular. Através do uso de um pequeno esquema de manipulações lógicas, fatos podem ser combinados para responder questões e solucionar problemas. Existe uma ligação direta entre fazer perguntas e achar soluções para o problema. De frente a um problema, tal qual a construção de determinada estrutura eu posso redigir uma pergunta como: “Há uma série de possíveis ações cujo resultado final é o arranjo desejado?”. A fim de responder à pergunta, o sistema usualmente operará revelando que seqüência de passos deve ser feita.

19 A teoria de Winograd: Cálculo predicado (predicate calculus)
In: Thinking Reading in cognitive Science Edited by P.N.Johson –Laird and P.C. Wason O conjunto de argumentos pode ser visto como um tipo de procedimento de combinação, onde o caso particular é colocado em correspondência com uma fórmula geral. Uma ‘resposta automática’ diz: ‘Para qualquer número x, eu sei como elevá-lo ao quadrado’. Para responder à questão ‘Quanto é ao quadrado?’, o sistema relaciona o número ao x, então começa o procedimento. Como resultado da aplicação de um procedimento, uma sequência específica de procedimentos adicionais a ele pode ser chamada de subprocedimentos. De acordo com a forma como axiomas são postos em tais sistemas, eles podem somente achar a prova ao elaborar uma seqüência de procedimentos. Há atualmente diversas pessoas pesquisando sobre formalismos que são chamados frames .

20 A teoria de Winograd: Cálculo predicado (predicate calculus)
In: Thinking Reading in cognitive Science Edited by P.N.Johson –Laird and P.C. Wason Winograd pretende mostrar os caminhos nos quais atividades como o teorema que prova o cálculo predicado e o cálculo numérico fazem praticamente a mesma coisa. Segundo ele, programas são eficientes ‘às custas de’ pouca generalidade, enquanto representações como cálculo predicado são bem gerais às custas de pouca eficiência. Linguagens PLANNER-like Um dos maiores desenvolvimentos em IA é a programação de linguagens que nos dá alguns benefícios de uma representação mais flexível (ver Bobrow and Raphael, 1974). Há diversas linguagens-PLANEJADORAS, tais como: MICRO-PLANNER (Sussman, Winograd, and Charniak, 1972), uma implementação de parte de suas idéias; CONNIVER (McDermott and Sussman, 1972), um descendente próximo do MICRO- PLANNER, e QA4-QLISP (Rulifson, Waldinger, and Dirksen, 1968), uma proposta bem similar desenvolvida no Instituto de Pesquisa de Stanford.

21 A teoria de Winograd: Cálculo predicado (predicate calculus)
In: Thinking Reading in cognitive Science Edited by P.N.Johson –Laird and P.C. Wason Segundo Winograd, “algumas pessoas (geralmente treinadas em matemática) consideram cálculo predicado um modo muito natural de expressar as coisas, enquanto outros consideram bem difícil” (p. 65). Portanto ... Sugestão de leitura: Conhecimento e interação: fronteiras entre o agir humano e inteligência artificial Disponível em: