L Elaborazione del Linguaggio Naturale e i Linguaggi di Markup. - dalla struttura al contenuto -
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- Agnello Cuomo
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1 L Elaborazione del Linguaggio Naturale e i Linguaggi di Markup - dalla struttura al contenuto -
2 Sommario L Elaborazione del Linguaggio Naturale e i linguaggi di markup Il markup e i linguaggi di markup Annotazione linguistica di testi: XML (extensible Markup Language) Esempi di testi annotati Definizione di ontologie: RDF (Resource Description Framework) OWL (Ontology Web Language)
3 L Elaborazione del Linguaggio Naturale e i linguaggi di markup (LdM) ELN per LdM annotazione automatica di testi mediante tecniche di Elaborazione del Linguaggio Naturale LdM per ELN annotazione linguistica di testi; rappresentazione del contenuto per recupero dell informazione;
4 I linguaggi di markup con markup si intende marcatura, annotazione ( to mark up = segnare ) i linguaggi di markup (LdM) sono utilizzati per rappresentare un documento marcando alcuni suoi elementi costituenti; Tramite il markup è possibile strutturare un testo e permettere l accesso ai suoi contenuti.
5 Rappresentazione di dati strutturati Con i LdM è possibile dare una struttura all informazione e renderla più facilmente recuperabile ed interpretabile: titolo autore Il Signore degli Anelli, di John Ronald Reuel Tolkien, Bompiani. editore
6 XML - extensible Markup Language XML (come HTML) è un sottoinsieme di SGML (Standard Generalized Markup Language); in XML tutto ciò che è compreso tra parentesi angolate è un etichetta, o tag; XML è estensibile : consente di definire i propri tag, contrariamente ad HTML che fornisce solo tag statici (<body>, <p>, <bold>, </bold>, ecc.).
7 Esempio di markup XML Il Signore degli Anelli, di John Ronald Reuel Tolkien, Bompiani. markup XML <biblioteca> <libro> <titolo> Il Signore degli Anelli </titolo> <autore> John R. R. Tolkien </autore> <editore> Bompiani </editore> </libro> </biblioteca>
8 XML - DTD Per definire la struttura di un documento XML è necessario creare uno schema chiamato DTD (Document Type Definition) al quale il documento XML sarà associato. Nel nostro caso: uno o più elementi <!DOCTYPE biblioteca [ <!ELEMENT biblioteca (libro+)> <!ELEMENT libro (titolo, autore+, editore)> <!ELEMENT titolo (#PCDATA)> <!ELEMENT autore (#PCDATA)> <!ELEMENT editore (#PCDATA)> ]> uno ed un solo elemento
9 I Linguaggi di markup per l annotazione linguistica di testi E possibile annotare un testo a diversi livelli: tipografico o fonologico; lessicale; morfologico; sintattico; semantico; pragmatico.
10 Annotazione sintattica (1) es: Frodo sedette su una roccia. Frase Sint.Nom Sint.Ver Nome Verbo Sint.Prep Frodo sedette Prep Sint.Nom su Art Sostant. una roccia <Frase> <Sint.Nom> <Nome> Frodo </Nome> </Sint.Nom> <Sint.Verb> <Verbo> sedette </Verbo> <Sint.Prep> <Prep> su </Prep> <Sint.Nom> <Art.> una </Art.> <Sostant.> roccia </Sostant.> </Sint.Nom> </Sint.Prep> </Sint.Verb> </Frase>
11 Annotazione sintattica (2) Possibile su due tipi di informazione: categorie: annotazione di stringhe in base alla categoria sintattica (sintagma nominale, sintagma preposizionale, ecc.) dipendenze: relazioni tra elementi annotati che riflettono i loro ruoli sintattici (soggetto, oggetto)
12 Annotazione sintattica (3) In base alle categorie sintattiche: The big dog chased the cat S NP VP Art Adj N V NP The big chased dog Art N the cat [[NP The big dog NP] [VP chased [NP the cat NP] VP]]
13 Annotazione sintattica (4) In base alle dipendenze: The big dog chased the cat The big dog chased the cat 1. The 3 2. big 3 3. dog Subj 4 4. chased Main V 5. the 6 6. cat Obj 4
14 Un esempio di annotazione XML: testi letterari (1) Obiettivo: realizzare un sistema per l estrazione di conoscenza da un testo letterario; E necessario costruire una base di conoscenza che contenga: una metarappresentazione del testo; una ontologia del contesto semantico. Testo in esame: La Divina Commedia.
15 Un esempio di annotazione XML: testi letterari (2) Il sistema deve essere capace di rispondere a domande di questo tipo: Quanti e quali sono i ghibellini e quanti e quali i guelfi presenti nella Cantica Inferno della Divina Commedia? Quante e quali figure della mitologia classica vengono evocate nell Inferno? Classificare l atteggiamento di Dante verso un personaggio in base alle caratteristiche del personaggio.
16 La Base di Conoscenza narrazioni dialoghi topografia personaggi metarappresentazione del testo ontologia
17 La meta-rappresentazione del testo narrazione dialogo <Narrazioni> <Canto> I </Canto> <TestoNarrazione> Nel mezzo del cammin mi ritrovai per una selva Quando vidi costui nel </TestoNarrazione> <Inizio> <Verso> 1 </Verso> <Carattere> 1 </Carattere> </Inizio> <Fine> <Verso> 64 </Verso> <Carattere> 36 </Carattere> </Fine> <Dialogo> <PersonaggiDialogo> <Nome> Dante </Nome> <Nome> Virgilio </Nome> </PersonaggiDialogo> <Inizio> </Inizio> <Fine> </Fine> <SegmentiDialogo> <Segmento> <ChiParla> Dante </ChiParla> <AChi> Virgilio </AChi> <Testo> Miserere di me qual che tu sii, od ombra od omo certo! </Testo> <Inizio> < /Inizio> <Fine> </Fine> </Segmento>
18 L ontologia: schema NOME COGNOME NOTO COME TIPO (Storico / Letterario / Creatura) Storico: - EPOCA (es. Medioevo, Antichità Greca, ecc.) - CATEGORIA (es. Politico, Ecclesiastico, ecc.) - SOTTOCATEGORIA (es. Capo Ghibellino, ecc.) - POSIZIONE POLITICA (es. Guelfo, Ghibellino, ecc.) - NOTE BIOGRAFICHE (avvenimenti, ecc.) -NOTE Letterario: - AMBITO DI APPARTENENZA (es. Mitologia classica, Bibbia, ecc.) -CATEGORIA - SOTTOCATEGORIA -NOTE Creatura: - RUOLO - SIGNIFICATO ALLEGORICO
19 L ontologia: XML <Table> <Personaggi> <Personaggio> <Nome> Manente </Nome> <Cognome> degli Uberti </Cognome> <NotoCome> Farinata </NotoCome> <Tipo> Storico </Tipo> <Epoca> Medioevo </Epoca> <Categoria> Politico </Categoria> <Sottocategoria> Capo ghibellino </Sottocategoria> <PosizionePolitica> Ghibellino </PosizionePolitica> <NoteBiografiche> <Episodio> <Data> 1239 </Data> <Avvenimento> diventa capo del partito ghibellino </Avvenimento> <Luogo> Firenze </Luogo> </Episodio>.. </Personaggio> <Personaggio> <Nome> Ulisse </Nome> <NotoCome> Ulisse </NotoCome> <Tipo> Letterario </Tipo> <AmbitoAppartenenza> Mitologia classica </AmbitoAppartenenza> <Categoria> Eroe greco </Categoria> <Caratteristica> Re di Itaca </Caratteristica> </Personaggio> <Personaggio> <NotoCome> Lonza </NotoCome> <Tipo> Creatura </Tipo> <Ruolo> ostacolare l ascesa di Dante al colle della salvezza </Ruolo> <SignificatoAllegorico> lussuria </SignificatoAllegorico> </Personaggio>
20 Limiti di XML rappresentazione della semantica limitata: alla struttura (ad albero) del documento, alla marcatura degli elementi (le foglie). XML permette di descrivere risorse e renderle leggibili da una macchina (machine readable) ma non comprensibili (machine understandable).
21 RDF modello generale per fare delle "asserzioni semantiche" su oggetti Web; sintassi basata su XML; un oggetto Web (pagina, documento, ecc.) è detto risorsa ed è identificabile tramite un URI (Uniform Resource Identifier);
22 RDF - asserzioni i dati sono descritti da asserzioni ; un asserzione è composta da : una risorsa (pagina web, un intero sito, un libro, o qualunque cosa dotata di URI); una proprietà (titolo, data, tipo, ecc.); un valore (stringa, numero, un altra risorsa, ecc.)
23 RDF - esempio (1) Supponiamo di modellare questa asserzione: La persona di nome Marino Franzosi, franzosi@cicap.org, è autore di autore nome Marino Franzosi franzosi@cicap.org
24 risorsa (URI del sito) RDF - esempio (2) autore proprietà risorsa (e valore) (URI dell autore) proprietà nome proprietà Marino Franzosi franzosi@cicap.org valore valore
25 Schemi RDF (RDF-S) permettono di specificare quali proprietà possono comparire nelle asserzioni RDF; specificano le relazioni tra proprietà; dichiarano classi di risorse; permettono di rappresentare reti semantiche sul web in cui: nodi: URI archi: rdfs:class rdfs:property rdfs:subclassof
26 Reti semantiche sul web Class subclassof Cirillo è un gatto è felino Property Primo passo verso creazione di ontologie sa miagolare regno animale zoologi appartiene studiato da
27 OWL (Web Ontology Language) è un linguaggio per definire ontologie sul web ontologia: rappresentazione della natura degli oggetti analizzati e delle relative interrelazioni; permette di esplicitare e rendere elaborabile automaticamente l informazione contenuta nei documenti; è basato sulla Logica Descrittiva; è un evoluzione del precedente DAML+OIL.
28 OWL e il Semantic Web Semantic Web permette di rappresentare proprietà e caratteristiche più complesse per classi e relazioni OWL più vincoli permette la modellazione di oggetti (risorse) e la specifica di relazioni tra di essi. fornisce la sintassi per documenti strutturati: nessuna rappresentazione del significato RDF XML più vincoli
29 Documenti XML, RDF e OWL Non tutti i documenti XML sono documenti RDF, perché non rispettano certe restrizioni sintattiche; Analogamente non tutti i documenti RDF sono documenti OWL; Tutti sono comunque documenti XML sintatticamente corretti. documenti OWL documenti RDF documenti XML
30 Esempio di definizione di ontologia con OWL si vuol definire una ontologia di vini, a partire dalle seguenti classi di base (root classes): Winery (Cantina) Region (Regione) Consumable thing (Cosa consumabile)
31 OWL: classi di base <owl:class rdf:id= Winery"/> <owl:class rdf:id= Region"/> <owl:class rdf:id= ConsumableThing"/> il nome della classe assegno un nome alla classe sto definendo una classe OWL Thing classe più generale Winery Region ConsumableThing
32 OWL: sottoclassi <owl:class rdf:id="potableliquid"> <rdfs:subclassof rdf:resource="#consumablething" />... </owl:class> La classe PotableLiquid è definita come sottoclasse di ConsumableThing : ConsumableThing PotableLiquid
33 OWL: individui Gli individui sono i membri delle classi; Possiamo introdurre un individuo dicendo che è membro di una certa classe: es: CentralCoastRegion è membro della classe Region : <Region rdf:id="centralcoastregion" /> Region CentralCoastRegion
34 Ontologia ottenuta (1) Thing ConsumableThing Winery Region PotableLiquid CentralCoastRegion
35 Classi importate In OWL è possibile importare ontologie, supponiamo di importare l ontologia food nella quale sia stata definita la classe Grape (uva) in qualche modo e: 1. Definiamo WineGrape come sottoclasse di Grape e 2. Definiamo l individuo CabernetSauvignonGrape come membro della classe WineGrape : <owl:class rdf:id="winegrape"> <rdfs:subclassof rdf:resource="&food;grape" /> </owl:class> <WineGrape rdf:id="cabernetsauvignongrape" /> Classe Grape dell ontologia importata food
36 Ontologia ottenuta (2) Thing ConsumableThing Winery Region Grape PotableLiquid CentralCoastRegion WineGrape CabernetSauvignonGrape
37 1 a definizione di vino <owl:class rdf:id="wine"> <rdfs:subclassof rdf:resource="potableliquid"/>... </owl:class> La classe Wine è definita come sottoclasse di PotableLiquid : PotableLiquid Wine
38 Ontologia ottenuta (3) Thing ConsumableThing Winery Region Grape PotableLiquid CentralCoastRegion WineGrape Wine CabernetSauvignonGrape
39 OWL: proprietà and Una proprietà OWL è una relazione binaria; ogni proprietà è specificata da un dominio (domain) e un codominio (range) Es: definiamo la proprietà madefromgrape per associare vini ad uva da frutta: <owl:objectproperty rdf:id="madefromgrape"> <rdfs:domain rdf:resource="#wine"/> <rdfs:range rdf:resource="#winegrape"/> </owl:objectproperty> nome della proprietà dominio codominio è possibile definire delle sottoproprietà, ad es. madefromgrape potrebbe essere una sottoproprietà di madefrom.
40 2 a definizione di vino A questo punto è possibile definire il vino come un liquido potabile prodotto da almeno un tipo di uva da vino : and <owl:class rdf:id="wine"> <rdfs:subclassof rdf:resource="potableliquid"/> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty rdf:resource="#madefromgrape"/> <owl:mincardinality rdf:datatype="&xsd;nonnegativeinteger"> 1 </owl:mincardinality> </owl:restriction> </rdfs:subclassof>... </owl:class> classe senza nome (anonymous) che rappresenta l insieme delle cose con almeno una proprietà madefromgrape
41 La classe Wine Thing ConsumableThing Winery Region Grape PotableLiquid WineGrape Wine madefromgrape
42 Con OWL è possibile inoltre Dotare le proprietà di caratteristiche (transitività, simmetria, inversione, ecc.); Dotare le proprietà di restrizioni (di valore, di numero, ecc.); Dichiarare relazioni di equivalenza tra individui; Definire classi complesse (unione, intersezione, complemento, disgiunzione, ecc.) Utilizzare l ontologia come Base di Conoscenza dotata di meccanismi di inferenza.
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