《框構(gòu)架與對(duì)象箱》課件

框構(gòu)架與對(duì)象箱認(rèn)知科學(xué)與人工智能的橋梁探索信息組織與知識(shí)表達(dá)的核心機(jī)制什么是"框構(gòu)架"定義用于存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化知識(shí)的認(rèn)知模板起源源自認(rèn)知心理學(xué)及人工智能研究認(rèn)知作用組織信息、指導(dǎo)理解、促進(jìn)記憶框構(gòu)架的主要類型1內(nèi)容框架專注于知識(shí)內(nèi)容的組織方式2結(jié)構(gòu)框架關(guān)注信息之間的邏輯關(guān)系3概念框架抽象概念間的關(guān)聯(lián)與邊界框構(gòu)架的理論基礎(chǔ)Minsky框理論(1974)定義框架為認(rèn)知的基本單元概念圖譜展示知識(shí)間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)化記憶模型記憶以關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形式存儲(chǔ)框構(gòu)架中的"激活"機(jī)制信息輸入外部信息觸發(fā)框架識(shí)別匹配篩選確定最相關(guān)的框架模式激活傳播相關(guān)知識(shí)點(diǎn)被連鎖激活框構(gòu)架與記憶短時(shí)記憶框架提供組織結(jié)構(gòu)信息編碼知識(shí)整合入現(xiàn)有框架長時(shí)記憶結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)便于提取信息檢索框架作為檢索線索框構(gòu)架如何影響理解先驗(yàn)知識(shí)激活已有框架被調(diào)用提供解釋基礎(chǔ)填補(bǔ)信息空白新聞理解案例標(biāo)題激活事件框架讀者自動(dòng)補(bǔ)充背景促進(jìn)快速理解框構(gòu)架與語言語義解析句法結(jié)構(gòu)映射到認(rèn)知框架隱喻理解概念框架間的映射轉(zhuǎn)換修辭識(shí)別特定語言模式觸發(fā)特定框架框構(gòu)架與問題解決問題識(shí)別匹配到相應(yīng)問題框架方案檢索調(diào)用類似問題的解決方案知識(shí)遷移框架間映射實(shí)現(xiàn)類比推理方案驗(yàn)證基于框架評(píng)估解決方案框構(gòu)架的局限性認(rèn)知盲點(diǎn)框架外信息易被忽略思維定勢(shì)固有框架阻礙創(chuàng)新思考框架依賴偏見過度依賴導(dǎo)致信息扭曲"對(duì)象箱"概念介紹定義面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示法將信息封裝為對(duì)象單元包含屬性與方法發(fā)展歷程源自O(shè)OP思想應(yīng)用于認(rèn)知建模發(fā)展為知識(shí)表示標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象箱的基本結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)表示獨(dú)立知識(shí)單元屬性描述節(jié)點(diǎn)特征鏈接節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系定義節(jié)點(diǎn)間交互方式對(duì)象箱與對(duì)象導(dǎo)向面向?qū)ο笏枷雭碓茨M現(xiàn)實(shí)世界結(jié)構(gòu)信息隱藏與封裝繼承與多態(tài)性類與對(duì)象映射類定義知識(shí)模板對(duì)象為具體實(shí)例繼承關(guān)系構(gòu)建知識(shí)層次對(duì)象箱的認(rèn)知功能1信息歸納相關(guān)特征集合成單一對(duì)象2狀態(tài)記錄表示事物當(dāng)前特性3動(dòng)作存儲(chǔ)對(duì)象可執(zhí)行操作的集合4關(guān)系映射構(gòu)建對(duì)象間交互網(wǎng)絡(luò)對(duì)象箱與知識(shí)圖譜知識(shí)單元組織形成結(jié)構(gòu)化信息網(wǎng)絡(luò)概念表示抽象概念的形式化描述事件建模時(shí)序事件與參與者關(guān)系實(shí)體關(guān)聯(lián)現(xiàn)實(shí)實(shí)體間的多維關(guān)系對(duì)象箱與推理機(jī)制歸納推理從實(shí)例生成規(guī)則演繹推理應(yīng)用規(guī)則推導(dǎo)結(jié)論自動(dòng)化處理基于對(duì)象關(guān)系自動(dòng)推導(dǎo)對(duì)象箱與類比源域選擇選取已知對(duì)象結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)映射建立對(duì)象間對(duì)應(yīng)關(guān)系關(guān)系遷移將源域關(guān)系應(yīng)用于目標(biāo)域推理驗(yàn)證檢驗(yàn)類比結(jié)果合理性對(duì)象箱的靈活性適應(yīng)性可擴(kuò)展性重構(gòu)能力兼容性動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)象箱的弱點(diǎn)與挑戰(zhàn)計(jì)算挑戰(zhàn)大規(guī)模運(yùn)算復(fù)雜度高實(shí)時(shí)處理能力受限存儲(chǔ)開銷大兼容性問題跨領(lǐng)域知識(shí)整合困難異構(gòu)系統(tǒng)互操作復(fù)雜標(biāo)準(zhǔn)化不足框構(gòu)架和對(duì)象箱的關(guān)系共同點(diǎn)結(jié)構(gòu)化知識(shí)表示、支持推理、層次化組織區(qū)別框架偏靜態(tài)模板、對(duì)象箱強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)交互互補(bǔ)性框架提供骨架、對(duì)象箱填充內(nèi)容融合趨勢(shì)混合系統(tǒng)整合兩者優(yōu)勢(shì)框構(gòu)架的主要應(yīng)用領(lǐng)域認(rèn)知心理學(xué)解釋人類信息處理機(jī)制教育與課堂教學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化呈現(xiàn)與組織人工智能知識(shí)表示與智能推理基礎(chǔ)對(duì)象箱的主要應(yīng)用領(lǐng)域自然語言處理語義理解與知識(shí)提取專家系統(tǒng)領(lǐng)域知識(shí)的形式化表達(dá)語義網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)化知識(shí)庫構(gòu)建教學(xué)例子：閱讀理解文章前置知識(shí)激活相關(guān)框架核心信息提取對(duì)應(yīng)到框架槽位關(guān)鍵信息組織形成對(duì)象箱節(jié)點(diǎn)知識(shí)整合理解連接已有知識(shí)網(wǎng)絡(luò)案例分析：沙盤模擬框架激活場(chǎng)景框架設(shè)定環(huán)境角色框架定義行為事件框架推動(dòng)情節(jié)對(duì)象箱表示角色作為對(duì)象實(shí)例資源屬性動(dòng)態(tài)變化交互關(guān)系實(shí)時(shí)更新AI系統(tǒng)中的知識(shí)表達(dá)框構(gòu)架模型結(jié)構(gòu)化知識(shí)組織對(duì)象箱模型動(dòng)態(tài)對(duì)象關(guān)系網(wǎng)絡(luò)規(guī)則系統(tǒng)邏輯規(guī)則與推理引擎數(shù)據(jù)庫與對(duì)象箱建模實(shí)體-關(guān)系建?；A(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)象關(guān)系映射數(shù)據(jù)庫到對(duì)象層轉(zhuǎn)換對(duì)象箱表示層知識(shí)的結(jié)構(gòu)化呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展機(jī)制新數(shù)據(jù)的自動(dòng)整合框構(gòu)架與腳本事件序列組織按時(shí)間順序排列的行為模板預(yù)期管理基于腳本預(yù)測(cè)后續(xù)行為自動(dòng)摘要生成提取符合腳本關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)信息圖像識(shí)別中的對(duì)象箱視覺特征提取識(shí)別圖像基本元素對(duì)象構(gòu)建組合特征形成對(duì)象屬性分配確定對(duì)象特性關(guān)系識(shí)別確定對(duì)象間位置關(guān)系醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng)智能問答系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例一：天氣信息整理數(shù)據(jù)采集傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)收集氣象數(shù)據(jù)框架匹配匹配氣象模式識(shí)別天氣類型對(duì)象箱組織對(duì)象化表示各區(qū)域天氣狀態(tài)案例二：購物推薦引擎1用戶偏好框架根據(jù)歷史行為構(gòu)建興趣模型2商品對(duì)象箱屬性化表示產(chǎn)品特征3匹配算法計(jì)算框架與對(duì)象相似度4個(gè)性化推薦生成符合用戶興趣的商品列表案例三：故事理解與生成情節(jié)框架分析識(shí)別故事結(jié)構(gòu)與主題匹配常見敘事模式提取關(guān)鍵情節(jié)點(diǎn)角色對(duì)象箱人物特征與動(dòng)機(jī)表示角色關(guān)系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建狀態(tài)變化動(dòng)態(tài)追蹤案例四：社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析人物對(duì)象箱表示社交網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)體關(guān)系框架定義人際交往模式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)整體關(guān)系拓?fù)浞治?中心性指標(biāo)計(jì)算影響力與地位案例五：教育知識(shí)建模學(xué)科框架知識(shí)體系整體結(jié)構(gòu)2主題層次知識(shí)點(diǎn)間的從屬關(guān)系概念對(duì)象箱具體知識(shí)單元的表示教學(xué)工具一：知識(shí)樹根節(jié)點(diǎn)核心概念對(duì)應(yīng)框架分支節(jié)點(diǎn)子框架展示層次結(jié)構(gòu)葉節(jié)點(diǎn)對(duì)象箱表示具體知識(shí)點(diǎn)連接關(guān)系展示知識(shí)間邏輯聯(lián)系教學(xué)工具二：思維導(dǎo)圖中心主題主要分支次級(jí)分支關(guān)鍵詞圖像符號(hào)編程實(shí)現(xiàn)：Python中的框構(gòu)架classFramework:def__init__(self,name):=nameself.slots={}

defadd_slot(self,key,value):self.slots[key]=value

defget_slot(self,key):returnself.slots.get(key)

classEventFrame(Framework):def__init__(self,name):super().__init__(name)self.actors=[]self.time=Noneself.location=None編程實(shí)現(xiàn)：Python中的對(duì)象箱classObjectBox:def__init__(self,id,type_name):self.id=idself.type=type_nameself.attributes={}self.relations=[]

defadd_attribute(self,name,value):self.attributes[name]=value

defadd_relation(self,target_id,relation_type):self.relations.append((target_id,relation_type))

defmatch_pattern(self,pattern):#模式匹配邏輯pass框構(gòu)架與對(duì)象箱的可視化方法跨學(xué)科融合案例研究方法社會(huì)網(wǎng)絡(luò)建模文化框架提取行為模式分析研究數(shù)據(jù)社交媒體互動(dòng)記錄問卷調(diào)查結(jié)果人類學(xué)實(shí)地觀察教學(xué)設(shè)計(jì)：課堂互動(dòng)框架構(gòu)建環(huán)節(jié)學(xué)生分組討論建立主題框架案例分析環(huán)節(jié)應(yīng)用框架解讀實(shí)際問題對(duì)象箱協(xié)作環(huán)節(jié)共同完善知識(shí)對(duì)象網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐案例：企業(yè)知識(shí)管理文檔框架建立結(jié)構(gòu)化組織企業(yè)文檔知識(shí)點(diǎn)對(duì)象化將經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可檢索對(duì)象關(guān)系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建連接相關(guān)知識(shí)節(jié)點(diǎn)智能檢索應(yīng)用基于框架與對(duì)象精準(zhǔn)查詢實(shí)踐案例：數(shù)字博物館1展品信息采集建立標(biāo)準(zhǔn)化框架2對(duì)象化表示創(chuàng)建富媒體知識(shí)對(duì)象3關(guān)系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建連接相關(guān)歷史背景4跨域知識(shí)整合關(guān)聯(lián)不同學(xué)科視角框構(gòu)架最新研究動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)框架自適應(yīng)調(diào)整的框架模型神經(jīng)框架基于腦科學(xué)的框架理論跨語言框架多語言環(huán)境下的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對(duì)象箱前沿進(jìn)展知識(shí)圖譜算法高效大規(guī)模圖處理方法大模型訓(xùn)練預(yù)訓(xùn)練模型中的知識(shí)表示分布式對(duì)象箱云端協(xié)作知識(shí)管理未來發(fā)展趨勢(shì)1智能融合框架與對(duì)象箱動(dòng)態(tài)結(jié)合2自學(xué)習(xí)系統(tǒng)自動(dòng)構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)3人機(jī)共生人類與AI協(xié)同知識(shí)構(gòu)建重要理論人物與團(tuán)隊(duì)Marvin