Ngữ pháp hình thức có thểđược phân loại bởi khả năng phát sinh của chúng: tập các ngôn ngữ mà chúng có thể trình bày. Chomsky (1957) mô tả bốn lớp của ngữ pháp hình thức suy luận. Các lớp này được sắp xếp trong một trật tự thứ bậc, trong đó mỗi lớp có thểđược mô tả bởi ít nhất một lớp có quyền, giống như việc có thể thêm vài ngôn ngữ vào. Dưới đây là danh sách các lớp theo cấp bậc từ trên xuống dưới:
Ngữ pháp đệ quy liệt kê sử dụng quy luật không giới hạn: kích thước của quy luật viết lại có thể chứa số lượng bất kì biểu tượng terminal và không đầu cuối. Ngữ pháp này là tương đương với máy Turing.
Ngữ pháp nhạy ngữ cảnh được giới hạn chỉ ở bên phải và phải chứa ít nhất một số biểu tượng ở phía bên trái. Tên “nhạy ngữ cảnh” xuất phát từ một thực tế là một quy luật tương tự như
ASB→AXB có nghĩa là một S có thểđược viết lại như là một X trong ngữ cảnh của một A có trước và một sự kéo theo B.
Trong ngữ pháp phi ngữ cảnh ở phía bên phải chứa một biểu tượng nonterminal đơn. Vì vậy mỗi quy luật cho phép viết lại không đầu cuối ở bên phải trong bất kì ngữ cảnh nào.
Ngữ pháp thông thường là lớp được giới hạn nhất. Ngữ pháp thông thường là tương
đương trong máy có số trạng thái hạn chế. Chúng không phù hợp lắm cho ngôn ngữ lập trình, vì chúng không thể xây dựng được cách trình bày giống như sự cân bằng của dầu mở và đóng ngoặc
đơn.
Đểđưa ra cho các bạn một ý tưởng ngôn ngữ nào được điều khiển bởi lớp nào, ngôn ngữ
anbn (một chuỗi n bản sao của a kéo theo bởi một số lượng tương tự của b) có thểđược phát sinh bởi ngữ pháp phi ngữ cảnh, nhưng không phải là ngữ pháp thông thường. Ngôn ngữđó yêu cầu một ngữ pháp nhạy ngữ cảnh, trong khi ngôn ngữ a*b* (một sự phối hợp của bất kì một số của a theo sau bởi một số bất kì của b) có thểđược mô tả bởi một trong 4 lớp trên. Một bảng tóm tắt của 4 lớp:
Lớp Quy luật ví dụ Ngôn ngữ ví dụ
Ngữ pháp liệt kê đệ quy AB→C Bất kì Nhạy ngữ cảnh AB→BA anbncn Ngữ cảnh tự do S→ a S b anbn Thông thường S→ a S a*b*
Vấn đề nói và nghe.
Mục đích: Bằng cách này hay cách khác người nói quyết định rằng sẽ có một số cái mà nó
đáng để nói với người nghe. Điều này thường bao gồm cảđức tin và mục đích của người nghe vì thế khi nói sẽ có sự tác dụng ao ước. Trong ví dụ của chúng ta người nói có mục đích cho người nghe biết wumpus không còn sống nữa.
Sự phát sinh: Người nói sử dụng kiến thức về ngôn ngữ để quyết định xem nói như thế
nào. Trong nhiều cách sẽ khó khăn hơn việc lật ngược vấn đề của sự hiểu biết (ví dụ như phân tích và chuyển thành nghĩa). Sự phát sinh này không bị ép nhiều như sự hiểu biết trong trí tuệ
nhân tạo, chủ yếu bởi vì con người chúng ta hay băn khoăn khi nói với máy, nhưng lại không bị
kích động khi chúng nói lại. Bây giờ chúng ta chỉ cho rằng người nghe có thể chọn từ “the wumpus is dead”.
Tổng hợp: Hầu hết các ngôn ngữđều căn cứ vào dạng hệ thống phân tích đầu ra của trí tuệ
nhân tạo trên màn hình hoặc trên giấy. Tổng hợp lời nói đang được phát triển rộng rãi và một vài hệ thống đã bắt đầu nghe tiếng người. Chi tiết của kí pháp không quan trọng, điều này có nghĩa là âm thanh được phân tích rất khác với từđược nhân vật phát sinh. Mặc dù các từ phải đi liền với nhau, đây là một đặc điểm của việc nói nhanh.
Nhận thức. Bình thường là lời nói, bước nhận thức được gọi là nhận dạng lời nói, khi nó được
đưa ra máy in, nó được gọi là nhận dạng đặc điểm quang học. Cả hai đều chuyển đến người quan tâm. Chẳng hạn, chúng ta cho rằng người nghe nhận thức được âm thanh và thu lại hoàn toàn lời nói.
Phân tích. Chúng ta phân tích chúng thành hai phần chính: cách hiểu về cú pháp (hay phân tích cú pháp) và sự giải thích về ngữ nghĩa. Sự giải thích về ngữ nghĩa bao gồm cả việc hiểu nghĩa của từ và hợp nhất kiến thức của tình huống hiện tại (cũng được gọi là sự giải thích thực tế).
Phân tích cú pháp từ. Xuất phát từ cụm từ Latin par orationis, hoặc “part of speech” và ám chỉ
sự chuyển nhượng một phần của lời nói (danh từ, động từ) đến mỗi từ trong câu và nhóm các từ
trong cụm từ.
Một cây phân tích từ loạilà một cây mà bên trong các nút tương ứng với các cụm từ, liên kết với các ứng dụng của quy luật ngữ pháp, và các nút lá tương úng với các từ. Nếu chúng ta định nghĩa số lượng của một nút như là một danh sách tất cả các lá ở bên dưới của nút đó theo thứ tự từ trái sang phải. Khi đó, chúng ta có thể nói rằng ý nghĩa của một cây phân tích từ loại là mỗi nút, với nhãn X xác định số lượng của nút đó là một cụm từ của phạm trù X.
Giải thích ngữ nghĩa là quá trình rút ra ý nghĩa của một lời nói của một sự diễn đạt trong một sự
trình diễn ngôn ngữ. Chúng ta sử dụng logic như sự trình diễn ngôn ngữ, nhưng sự trình diễn ngôn ngữ khác không được sử dụng.
Giải thích thực tế là một phần của sự giải thích về ngữ nghĩa mà nó mang tình huống hiện thời vào bảng mô tả.
Chuyển thành ý nghĩa. Hầu hết các người nói đều không cố ý nói đa nghĩa, nhưng hầu hết lời nói
đều có nhiều sự giải thích hợp lí. Giao tiếp làm việc bởi vì người nghe đã làm việc định hình một nghĩa mà người nghe hầu như chắc chắn truyền đạt. chú ý rằng đây là lần đầu tiên chúng sử dụng từ hầu như chắc chắn và việc chuyển thành ý nghĩa này là tiến trình đầu tiên mà nó phụ thuộc rất nhiều vào lý do không chắc chắn. Phân tích sự giải thích có thể: nếu có nhiều hơn một sự giải thích được tìm thấy, khi đó việc chuyển thành ý nghĩa sẽ chọn lấy một ý nghĩa tốt nhất.
Hợp nhất.
Về tổng thể, một nhân vật có thể tin vào mọi thứ mà anh ta nghe thấy, nhưng một người thông minh sẽ xem xét từ W và xuất phát từ sự giải thích Pi như là một phần thêm vào của các bằng chứng được cân nhắc kỹ lưỡng với tất cả các bằng chứng khác chống lại Pi.
Chú ý rằng nó chỉ làm nên câu để sử dụng ngôn ngữ khi các nhân vật giao tiếp với người (a) hiểu được ngôn ngữ thông thường, người (b) có một ngữ cảnh mà nó căn cứ vào cuộc hội thoại
đó, và người (c) ít nhất có một phần lý trí. Giao tiếp không làm việc khi các nhân vật hoàn toàn không hợp lí,bởi vì không có cách nào để dự báo một nhân vật không hợp lí sẽ phản ứng lại một lời nói hành động.
Nghiên cứu của chúng ta về trung tâm giao tiếp là cách mà một niềm tin của nhân vật thay
đổi vào từ và trở lại với niềm tin và kiến thức cơ bản của một nhân vật khác. Có hai cách để xem xét quá trình này:
Mô hình bản tin mã hóa
Mô hình bản tin mã hóanói rằng người nói xác định một nhận định P trong ý nghĩ và mã hóa gợi ý này vào trong từ (hoặc kí hiệu) W. Người nghe sau đó sẽ cố gắng mã hóa bản tin W để
lấy lại nguyên bản P (ví dụ như mã Morse). Dưới mô hình này ý nghĩa ở trong đầu người nói, bản tin mà nó được chuyển đi mà người nghe nhận được tất cả ý nghĩ có số lượng tương tự. Khi chúng không giống nhau thì nguyên nhân là do tiếng ồn trong khi giao tiếp hoặc một lỗi trong khi mã hay giải mã.
Mô hình tình huống giao tiếp
Hạn chế của bản tin mã hóa dẫn đến mô hình tình huống giao tiếp, là mô hình cho rằng ý nghĩa của một bản tin phụ thuộc vào cả từ ngữ và cả tình huống mà trong đó các từđược phát âm. Trong mô hình này, chỉ cần trong một phép tính tình huống, các hàm mã và giải mã đã thêm vào một đối sốđiển hình cho một tình huống mới. Bản mô tả cho sự việc mà những từ tương tự có thể
có rất nhiều nghĩa cho những tình huống khác nhau.
Mô hình tình huống ngôn ngữ chỉ ra một nguồn của giao tiếp không thành công: nếu như
người nói và người nghe có những ý tưởng khác nhau của tình huống hiện thời có thể, khi đó bản tin có thể không được thông qua như ý định.
4.1.4 Giao tiếp sử dụng ngôn ngữ hình thức
Hầu hết các đối tượng giao tiếp thông qua ngôn ngữ hơn là thông qua truy cập trực tiếp
đến kiến thức cơ sở. Hình 4.1 cho một sơđồ giao tiếp kiểu này. Đối tượng có thể thực hiện hành
động mà nó sinh ra ngôn ngữ, với đối tượng khác có thể nhận biết được. Ngôn ngữ giao tiếp bên ngoài có thể khác so với ngôn ngữ mô tả bên trong, mỗi đối tượng có thể có ngôn ngữ bên trong khác nhau. Chúng không cần thiết phải đồng ý trên bất kì một kí hiệu bên trong nào miễn là mỗi một đối tượng có thể vẽ một bản đồđáng tin cậy từ ngôn ngữ bên ngoài đến kí hiệu bên trong của chính nó.
Hình 4.1 Hai đối tượng giao tiếp với ngôn ngữ
Một ngôn ngữ giao tiếp bên ngoài mang theo vấn đề tổng hợp và giao tiếp, và nhiều nỗ
lực trong xử lý ngôn ngữ tự nhiên dẫn đến việc quyết định một thuật toán cho hai bước trên. Nhưng vấn đề khó khăn nhất của giao tiếp với ngôn ngữ vẫn là vấn đề: sự phù hợp kiến thức cơ
bản của những đối tượng khác nhau. Đối tượng A nói như thế nào và làm sao đối tượng B dịch
được trạng thái phụ thuộc chủ yếu trên những gì mà A và B thực sự tin tưởng (bao gồm những gì mà chúng tin và niềm tin lẫn nhau của chúng). Điều này có nghĩa là những đối tượng mà chúng có
nhận thức KB Hành động Reasoning Agent A Hành động nhận thức KB Reasoning Agent B Ngôn ngữ
cùng ngôn ngữ bên trong và bên ngoài sẽ có một thời gian dễ dàng để tổng hợp và phân tích, nhưng chúng vẫn phải tìm hiểu để quyết định phải nói với nhau như thế nào.
Trong phần này chúng ta xem xét việc phát triển từ lĩnh vực trò chơi sang các hệ thống thực có hiệu quả trong các công việc về ngôn ngữ. Chúng ta cũng đã thấy một vài kĩ thuật dịch các câu từ một tập hợp tiếng Anh đơn giản. ác vấn đềđó là:
Các ứng dụng thực tế: các công việc về ngôn ngữ tự nhiên được chứng minh có hiệu quả. Xử lý bài luận: vấn đề nắm bắt đoạn văn có nhiều câu.
Hiệu quả của việc phân tích ngữ pháp: các thuật toán phân tích cú pháp và dịch các câu nhanh.
Tăng cường về thuật ngữ: quan tâm tới các từ không thường dùng hoặc không biết. Tăng cường về ngữ pháp: quan tâm tới các ngữ pháp phức tạp.
Dịch theo nghĩa: một số vấn đề cần dịch theo nghĩa hơn là dịch theo các hàm đơn giản. Ngữ nghĩa: cách chọn phép dịch đúng.
Chúng ta bắt đầu xem xét các hệ thống đã thành công trong việc đưa ngôn ngữ tự nhiên vào ứng dụng thực tế. Các hệ thống này đều có chung hai tính chất: một là chúng đều tập chung vào một lĩnh vực nhất định chứ không cho phải là tất cả, hai là chúng chỉ tập chung vào một nhiện vụ cụ thể chứ không đòi hỏi hiểu toàn bộ ngôn ngữ.