SymCSN : a Neuro-Symbolic Model for Flexible Knowledge Representation and Inference

SymCSN : 유연한 지식 표현 및 추론을 위한 기호-연결주의 모델

  • 노희섭 (숭실대학교 정보과학대학 컴퓨터학부) ;
  • 안홍섭 ((주)zoi comm. (zoi communication inc.) 연구세부분야 : 인공지능) ;
  • 김명원 (숭실대학교 정보과학대학 컴퓨터학부)
  • Published : 1999.12.01

Abstract

Conventional symbolic inference systems lack flexibility because they do not well reflect flexible semantic structure of knowledge and use symbolic logic for their basic inference mechanism. For solving this problem. we have recently proposed the 'Connectionist Semantic Network(CSN)' as a model for flexible knowledge representation and inference based on neural networks. The CSN is capable of carrying out both approximate reasoning and commonsense reasoning based on similarity and association. However. we have difficulties in representing general and structured high-level knowledge and variable binding using the connectionist framework of the CSN. In this paper. we propose a hybrid system called SymCSN(Symbolic CSN) that combines a symbolic module for representing general and structured high-level knowledge and a connectionist module for representing and learning low-level semantic structure Simulation results show that the SymCSN is a plausible model for human-like flexible knowledge representation and inference.

기존의 기호주의 적 추론 시스템은 경직성 문제로 인하여 유연성을 결여하고 있다. 이는 기호주의 적 지식표현 체계가 지식의 유연한 의미구조를 충분히 반영하고 있지 못할 뿐 아니라 추론 방법도 논리를 바탕으로 하기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 우리는 최근 인공 신경 망에 기반 한 유연한 지식표현과 추론을 위한 연결주의 적 의미 망(CSN)을 제안한 바 있다. CSN은 인간의 유사성과 연관성에 기반 하여 근사 추론과 상식추론을 수행할 수 있다. 그러나 CSN 모델에서는 상위개념간의 관계를 표현하는 데 있어서 단순한 전향 신경 망을 이용함으로써 상위개념간의 일반적이고 구조화된 관계를 표현하거나 변수의 표현 및 바인딩의 어려움과 같은 문제점이 있었다. CSN모델의 이런 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 상위개념간의 일반적이고 구조화된 지식표현을 가능하게 하고 추론이 용이한 기호주의 표현 체계와 이 표현 체계 안에서 의미구조를 표현하고 학습할 수 있는 연결주의 학습 모델인 CSN을 결합한 기호-연결주의 통합 시스템 SymCSN(Symbolic CSN)을 제안하고, 실험을 통하여 제안한 시스템이 인간과 유사한 유연한 지식표현과 추론을 위한 모델임을 보인다.

Keywords

References

  1. Communication of ACM v.31 no.2 Connectionist Expert Systems S. Gallant
  2. Psychological Review 88 An interactive activation model of context effects in letter perception: part 1. An account of basic findings McClelland, J. L.;Rumelhart, D. E.
  3. Computational architecture integrating neural and symbolic proces A Perspective on the State of the Art A Two-Level Hybrid Architecture for Structuring Knowledge for Commonsense Reasoning Ron Sun
  4. 한국정보과학회 논문지 v.24 no.6 유연한 추론을 위한 연결주의적 지식표현 구조 김영분;민창우;김명원
  5. Psychological Review v.95 no.2 The Role of Knowledge in Discourse Comprehension: A Construction-Integration Model Kintsch, W.
  6. 일반언어학 이론 Roman Jakobson
  7. 인지심리학: 신경회로망적 접근 Martindale, C.
  8. IJCAI A Hybrid Rule-based System: How Variables are Involved in Connectionist Rule-based System Fukumi Kozato
  9. PC AI magazine no.Sep/Oct Prolog Under the Hood: An Honest Look Dennis Merritt
  10. Journal of Memory and Language v.31 Weak Contextual Constraints in Text and Word Priming Sharkey, A. J. C.;Sharkey, N. E.
  11. Rule-Based Expert Systems Buchanan, B. G.;Shortliffe, E. H.
  12. IEEE Transactions on Neural Networks v.9 no.5 Symbolic Connetionism in Natural Language Disambiguation Samuel W.;K. Chan;J. Franklin
  13. Computational Architectures Integrating Neural and Symbolic Processes A Structured Connectionist Approach to Inferencing and Retrieva Lange, T.