UE 102 cours n

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UE 102 cours n2

• Réseaux sémantiques

Par Sahbi SIDHOM MCF. Université Nancy
2 Équipe de recherche SITE LORIA sahbi.sidhom_at_lo
ria.fr
2
Plan

1. Introduction
2. Connaissances (Knowledge)
3. Fonctionnement
4. Applications
5. Exemple de projet
6. Réalisations, projets évaluations

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Réseaux sémantiques

• III. Fonctionnement

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Modèle des graphes conceptuels

• Le modèle des graphes conceptuels est un modèle
  de représentation de connaissances du type
  réseaux sémantiques qui a donné lieu à un certain
  nombre de travaux depuis son introduction par
  John F. Sowa en 1984.
• L'une des particularités de ce modèle est de
  permettre de représenter des connaissances sous
  forme graphique.

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Graphe conceptuel

• un graphe conceptuel est un graphe biparti
  étiqueté, les deux classes de sommets étant
  étiquetés respectivement par des noms de
  concepts et des noms de relations
  conceptuelles entre ces concepts.
• Une telle représentation graphique des
  connaissances permet à des utilisateurs de
  comprendre, créer ou modifier directement des
  objets de ce type, de façon beaucoup plus simple
  (en comparaison avec une représentation sous
  forme de formules logiques).

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Réseau sémantique
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Définition

• Le réseau sémantique est un outil qui simule
  notre représentation de la mémoire.
• C'est un modèle qui montre comment,
• 1) l'information pourrait être représentée en
  mémoire et
• 2) comment on pourrait accéder à ces informations.

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Explication

• Notre mémoire est représentée comme un bassin de
  donnée contenant des concepts, des événements,
  des sensations, ...
• Tous ces éléments forment un immense réseau en
  interrelation.
• Un réseau sémantique est composé de
• noeuds  dont les interrelations sont établies par
  des pointeurs  étiquetés. Les noeuds sont les
  différents types d'information en mémoire. A ces
  noeuds peuvent être associées des propositions,
  énoncés qui caractérisent les propriétés
  s'appliquant au noeuds du réseau
• pointeurs dont l'étiquette associée au pointeur
  indique quel est le type de relation entre deux
  noeuds.

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• Désigne un ensemble de mots représentant des
  objets ou concepts, reliés entre eux en fonction
  de critères sémantiques particuliers
• Par exemple, pour exprimer qu'un chat est un
  espèce de la classe des animaux, on crée un
  réseau sémantique formé des mots chat et animal
  qui seront liés par une relation nommée sorte de
  (le réseau pourrait alors avoir cette forme
• 'chat' --sorte de --gt 'animal').
• Ainsi, dans sa plus simple expression, un réseau
  sémantique est constitué de deux mots (dits
  noeuds) qui sont liés par une relation orientée
  (dit arc) dont la signification relève de la
  connaissance du monde.
• Autrement dit, il s'agit d'un graphe orienté,
  formé de noeuds reliés par des arcs qui expriment
  les relations sémantiques entre les noeuds.

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Exemple

• Le réseau sémantique est un graphe où
• noeuds concepts
• arcs (orientés) liens entre les concepts

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Illustration (complète)
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Illustrations (simplifiées)
Marie
sourire_à
Gaston
Femme
élément_de
Homme
élément_de
Marie
sourire_à
Gaston
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grippe
Maladies virales
maladies
angine
Maladies infectieuses
Virus H5N1
otite
Homme
oiseau
vivants
souris
Animal
singe
porc
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Représentation

• Le réseau sémantique peut être réprésenté sous
  forme XML
• ltconcept id"terme"gt     ltdefinitiongt...lt/definit
  iongt     ltlien type"typeLien"
  reference"concept"/gt
• lt/conceptgt

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• ltconcept id"siège"gt     ltdefinitiongtmeuble qui
  sert à s'asseoirlt/definitiongt lt/conceptgt
• ltconcept id"fauteuil"gt     ltdefinitiongtsiège
  confortable avec un dossier et deux
  accoudoirslt/definitiongt     ltlien type"est un"
  reference"siège" /gt lt/conceptgt
• ltconcept id"repose-pieds"gt    
  ltdefinitiongtpetit meuble sur lequel on pose les
  pieds quand on est assislt/definitiongt     ltlien
  type"accessoire de" reference"fauteuil" /gt
  lt/conceptgt
• ltconcept id"coussin"gt     ltdefinitiongtobjet en
  tissu rembourrélt/definitiongt     ltlien
  type"partie de" reference"repose-pieds" /gt    
  ltlien type"accessoire de" reference"lit" /gt
  lt/conceptgt
• ltconcept id"lit"gt     ltdefinitiongtmeuble qui
  sert à dormirlt/definitiongt lt/conceptgt

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Utilisation

• Dans l'exemple ci-dessus, seuls la représentation
  de concepts  était simulée.
• Cependant on pourrait aussi utiliser les réseaux
  sémantiques pour représenter des événements ou
  des actions.
• Pour extraire de l'information à parti d'un tel
  réseau on pourrait partir de n'importe quel
  noeud. Il suffirait de faire les bons choix aux
  différents carrefours pour relier les autres
  noeuds pertinents pour l'information que l'on
  désire obtenir.
• A ce point il faudrait introduire les notions
  d'interprète  et moniteur , ce qui est hors du
  cadre de ce concept

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• Les réseaux sémantiques servent à représenter
  divers types de connaissances dans divers domaine
  par le biais des relations.
• Les réseaux sémantiques les plus connus sont ceux
  qui mettent en jeu des relations de type
• générique vers un spécifique (on parle de
  taxinomie ou taxonomie), ou du type
• tout ou partie de (ou méronymie), mais on en
  trouve également d'autres qui décrivent des
  situations particulières, par exemple,
• sert à,
• fait en,
• etc.

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Application

• Comment lire un réseau sémantique ?
• choisir un mot ou une expression qui vous attire.
  Ex groupe ou communauté de pratique
• parcourir les liens qui partent de cette
  expression vers d'autres expressions
• former des phrases ou des énoncés avec les
  expressions et les liens. Exemple en suivant le
  lien de couleur verte groupe ou communauté de
  pratique possède intelligence collective
• explorer tous les liens et les expressions dans
  l'ordre qui vous plaira
• discuter de vos interprétation sur le forum avec
  vos collègues

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Réseaux sémantiques

• IV. Applications

20
RS1 figure géométrique
21
RS2 fruit
22
RS3 KM
23
Réseaux sémantiques

• V. Exemple de projet
• Recherche en Traitement de lInformation
  Médicale

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Représentation de concepts médicaux pour la
recherche d'information

• Introduction
• La représentation des connaissances et les moyens
  de les stocker, les mettre à jour et y accéder
  constituent des
• domaines de recherche actifs en intelligence
  artificielle. Les structures de données proposées
  pour résoudre ces
• problèmes sont variées. Parmi elles, on peut
  citer les ."frames" 13, les scripts 18, les
  dépendances
• conceptuelles 17 , les réseaux sémantiques 23
  et les graphes sémantiques 20.
• ___
• 13 Minsky MA. A Framework for Representing
  Knowledge. In The Psychology of Computer Vision,
  Winston P ed. New York Mc Graw Hill, 1975.
• 17 Schank RC. Conceptual Information
  Processing. North-Holland, 1975.
• 18 Schank RC. Scripts, Plans, Goals and
  Understanding. Erlbaum, 1977.
• 20 Sowa J. Conceptual Structures -information
  processing in mind and machine. Readings,
  Massachussetts
• Addison Wesley, 1984.
• 23 Woods WA. Whats in a Link ? In
  Foundationsfor Semantic Networks. Academic Press,
  1975 35-82.

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Réseaux sémantiques vs. Thésaurus

• Un réseau sémantique est un graphe dont les nœuds
  représentent des concepts et dont les arcs
  traduisent des relations sémantiques entre des
  concepts.
• Contrairement à la possibilité de faire
  apparaître un terme dans plusieurs contextes d'un
  même thesaurus, un concept est défini de façon
  unique dans un réseau sémantique.
• Toute la connaissance relative à un concept est
  factorisée au niveau du nœud qui le représente.

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• Cette connaissance est exprimée par des attributs
  propres aux nœuds et par les relations qui les
  associent.
• Cette connaissance peut être explicitée
• sous forme déclarative, par l'énumération des
  propriétés d'un nœud et des relations qui
  l'associent à d'autres nœuds,
• sous forme procédurale, par des programmes qui,
  lorsqu'ils s'exécutent, traduisent le
  comportement du concept.
• A chaque concept ne sont plus associées que les
  connaissances qui lui sont caractéristiques au
  sein de son type sémantique. Les types
  sémantiques peuvent être organisés
  hiérarchiquement.

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Exemple de relations sémantiques

• Virus CAUSES Pathologic Function
• Congenital Abnormality AFFECTS Physiologic
  Function
• Therapeutic or Preventive Procedure TREATS
  Pathologic Function
• Diagnostic Procedure MEASURES Physiologic
  Function
• Diagnostic Procedure DIAGNOSES Pathologic
  Function

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Navigation entre concepts
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Schéma de requête
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Avantages

• Ceci permet de pousser encore plus loin le niveau
  d'abstraction déjà atteint.
• Dans ce cas, la connaissance relative à un type
  est constituée par la connaissance qui lui est
  associée et par la connaissance héritée des types
  qui lui sont supérieurs dans la hiérarchie.

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• Article
• http//www.cybermed.jussieu.fr/Broussais/InforMed
  /InforSante/Volume5/pdf5/5-1.pdf
• Liste de termes
• http//www.sciences.univ-nantes.fr/info/perso/per
  manents/daille/TALN/lterm1.html88