意味ネットワークとは

いみねっとわーくsemantic network別名 セマンティックネットワーク

1行定義

意味ネットワークとは、概念をノード(節点)、概念どうしの関係をラベル付きのリンク(矢印)で表し、知識をグラフの形で表現する方法のことです。

くわしく

意味ネットワークは、人間の知識を「概念」と「概念どうしの関係」に分けて、図のように表す知識表現の方法です。1960年代にクィリアンが、人間の記憶のしくみを説明するモデルとして提案しました。

しくみ

概念をノード(節点)として置き、関係をラベル付きのリンク(矢印)で結びます。たとえば「スズメ」から「鳥」へis-aのリンクを、「翼」から「鳥」へpart-ofのリンクを引きます。こうして知識を、コンピュータがたどれるグラフの形にします。

関係の種類で推論が変わる

よく使う関係は次の3つです。

  • is-aの関係:「AはBの一種」という上位と下位の関係です。推移律が成り立ち、上位概念の性質が下位概念に引き継がれます(継承)。
  • part-ofの関係:「AはBの一部」という部分と全体の関係です。部分は全体の性質をそのまま引き継ぐわけではありません。推移律も、関係の種類によっては成り立たないことがあります。
  • has-aの関係:「AはBを持つ」という関係です。part-ofを全体の側から見た向きとして使われることもあります。

継承があるため、「鳥は飛べる」を「鳥」に一度書くだけで、下位のすべての鳥に当てはめられます。同じ知識を何度も書かずに済むのが利点です。一方で、「ペンギンは飛べない」のような例外は、個別に書き分ける必要があります。

周辺の概念との関係

意味ネットワークは知識表現の基本的な考え方の1つで、第2次AIブームのエキスパートシステムの研究にもつながりました。概念の定義と関係を厳密に決めて共有する取り組みはオントロジーへ、ウェブ上のデータに意味を付ける取り組みはセマンティックWebへと発展しています。ただし、知識を人が書き込む方式なので、扱う知識が増えるほど書く手間が膨らみます。これは知識獲得のボトルネックの問題とも重なります。

覚え方

「is-aは種類で継承あり、part-ofは部品で継承なし」と覚えます。

G検定での出題

ノードとリンクがそれぞれ何を表すか、is-aの関係・part-ofの関係で性質の継承や推移律がどう成り立つかが問われます。オントロジーなど他の知識表現との関係も問われます。

混同しやすい用語

用語意味
オントロジーある分野の概念と概念どうしの関係を明確に定義し、人やコンピュータが知識を共有・再利用できるようにした体系

◯×チェック

  1. 意味ネットワークでは、リンクに「is-a」「part-of」などのラベルを付けて、概念どうしの関係の種類を区別する。

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    答え ◯ 正しい

    関係の種類によって成り立つ推論が変わるため、リンクの意味をラベルで明示します。

  2. 意味ネットワークでは、上位概念に書いた性質を、is-aの関係をたどって下位概念に引き継がせることができる。

    答えを見る

    答え ◯ 正しい

    「鳥は飛べる」を鳥に書けば、「スズメは鳥の一種」から「スズメは飛べる」を導けます。これを性質の継承と呼びます。

  3. 意味ネットワークは、大量の文章から統計的に学習した数値のベクトルで、単語の意味を表す方法である。

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    答え × 誤り

    それは分散表現(単語埋め込み)の説明です。意味ネットワークは、人が概念と関係を記号で書き表す知識表現です。

練習問題

意味ネットワークの問題(3問)
  1. 意味ネットワークの関係と性質
  2. part-of関係と推移律
  3. 知識表現の方法の見分け

AIで作成 人による確認:未 誤りを報告

出典と作成について

作成:ウカトレ編集部(AIで作成し、別のAIが一次資料と照合。手順は編集方針)

公開日: 最終更新日: 最終確認日:

対応シラバス:シラバス第1.4版 技術4

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