Ein semantisches Netz ist ein formales Modell von Begriffen und ihren Beziehungen (Relationen). Es wird in der Informatik und künstlichen Intelligenz zur formalen Repräsentation von Wissen genutzt. Gelegentlich spricht man auch von einem Wissensnetz. Meist wird ein semantisches Netz durch einen verallgemeinerten Graphen repräsentiert. Die Knoten des Graphen stellen dabei die Begriffe dar. Beziehungen zwischen den Begriffen werden durch die Kanten des Graphen realisiert. Welche Beziehungen erlaubt sind, wird in unterschiedlichen Modellen sehr unterschiedlich festgelegt, den meisten Beziehungstypen wohnt jedoch ein kognitiver Aspekt inne. Semantische Netze wurden in den frühen 1960ern von dem Sprachwissenschaftler M. Ross Quillian als Repräsentationsform von semantischem Wissen vorgeschlagen. Thesauri, Taxonomien und Wortnetze sind Formen von semantischen Netzen mit eingeschränkter Menge von Relationen.
Lexikalisch-semantische Relationen
Die Relationen zwischen einzelnen Graphenknoten können unter anderem sein:
- Hierarchische Relationen
- Vererbungsrelation: z.B. ist 'Hund' ein Unterbegiff zu 'Säugetier', 'Säugetier' ist ein Unterbegriff zu 'Tier'. Diese Relation ist transitiv und asymmetrisch. Manche semantische Netze erlauben multiple Vererbung. So kann 'Banane' als Unterbegriff sowohl von 'Südfrucht' als auch von 'Plantagenpflanze' modelliert werden. Für den Term Oberbegriff wird auch der Ausdruck Hyperonym verwendet, für den Term Unterbegriff auch der Ausdruck Hyponym.
- Instanzrelation: diese Relation verbindet Individuen mit Klassen; z.B. ist Bello eine Instanz der Klasse Hund. Diese Relation ist asymmetrisch und nicht transitiv.
- Partitive Relation (Meronymie): z.B. ist Bellos Fell ein Teil von ihm. Die hierzu konverse Relation nennt man Holonymie, z.B. enthält eine Erbsensuppe Erbsen, eine Menge besteht aus Elementen, ein Fenster enthält das Material Glas. Diese Relation ist asymmetrisch. Auch gilt nicht notwendigerweise, dass 'a' das Holonym zu 'b' ist, wenn 'b' das Meronym zu 'a' ist. Die Transitivität dieser generischen Relation ist nicht immer gegeben. Roger Chaffin hat aber gezeigt, dass Relationen, dass Unterklassen der partitiven Relation, z.B. die Element-Gruppe-Relation, durchaus transitiv sind (Vorlage:Lit.
- Synonymie: diese Relation modelliert die Bedeutungsgleichheit von Ausdrücken; z.B. hat 'Handy' die gleiche Bedeutung wie 'Mobiltelefon'. Die Relation der Synonymie ist eine Äquivalenzrelation, da sie reflexiv (x ist mit x synonmym), symmetrisch (wenn x mit y synonym ist, dann auch y mit x) und transitiv (wenn x mit y synonym und y mit z, dann ist auch x mit z synonym) ist.
- Antonymie: diese Relation modelliert den Bedeutungsgegensatz von Ausdrücken: z.B. sind 'tot' und 'lebendig' antonym. Diese Relation ist symmetrisch, aber nicht reflexiv und nicht transitiv.
- Kausation: diese Relation verbindet verbale Begriffe (Ereignisse, Zustände). Ein Ereignis verursacht ein anderes; z.B. verursacht töten (als Handlung einer Person) sterben. Diese Relation ist nicht symmetrisch, aber transitiv.
- Eigenschaft: die einstellige Eigenschaftsrelation verbindet Prädikate mit den Objekten, die im Wertebereich dieser Prädikate liegen (P(x)); z.B. ist Bellos Fell wuschelig.
Probleme der Modellierung
Polysemie und Homonymie spielen bei der Modellierung von semantischen Netzen eine untergeordnete Rolle, da es um Beziehungen zwischen Begriffen geht. Ein polysemes (oder homonymes) Lexem wird zwei oder mehreren Begriffen zugeordnet bzw. liegt im lexikalischen Wertebereich zweier oder mehrerer Begriffe. Es ist allerdings eine in der Praxis oft schwierige Frage, wie vielen und welchen Begriffen ein Lexem zuzuordnen ist.
Ein weitaus größeres Problem für die Modellierung semantischer Netze stellen lexikalische Lücken dar. Dies sind Begriffe, denen in einer natürlichen Sprache kein einfaches lexikalisches Zeichen als Wert zugeordnet werden kann. Ein bekanntes Beispiel ist der Begriff 'nicht mehr durstig'.
Das WWW als semantisches Netz
Nach Tim Berners-Lee soll über den als Hypertext organisierten Teil des Internets (WWW) ein semantisches Netz ("Semantic Web") gespannt werden. Die Inhalte der Ressourcen, die diesen Hypertext bilden, sollen mit Metadaten beschrieben werden. Diese Ressourcenbeschreibung soll mit Hilfe eines Resource Description Framework (RDF) erfolgen. Als Modellierungssprache soll die Web Ontology Language (OWL) verwendet werden. Das Ziel ist, dass die Ausdrücke, die in den Metadaten verwendet werden, mit wohldefinierten und damit auch maschinell interpretierbaren Bedeutungen versehen werden. Dies würde z.B. die inhaltsbezogene Informationssuche ermöglichen. Dabei sollen nicht alle Begriffe global in einer komplexen Ontologie erfasst werden, sondern es soll ein eher loses Netz aus dezentralen spezialisierten Ontologien entstehen.
Mögliche Formate zur Repräsentation semantischer Netze sind RDF, RDF-Schema, OWL und Topic Map.
Siehe auch
Konzept für semantische Erweiterung der Wikipedia auf RDF Basis
ziel dieser anwendung ist es, das gesammelte wissen der wikipedia in eine vom rechner verarbeitbare form zu überführen. das konzept ist innerhalb eines seminars enstanden.
Literatur
- M. Ross Quillian: Word Concepts: A Theory and Simulation of Some Basic Semantic Capabilities. In: Behavioral Science 12: S. 410-430, 1967
- M. Ross Quillian: Semantic Memory. In: Marvin Minsky (Hrsg.): Semantic Information Processing. Cambridge, Mass.: MIT Press 1968
- J. Sowa: Principles of Semantic Networks. Morgan Kaufmann, San Mateo, 1991
- Roger Chaffin: The Concept of a Semantic Relation. In: Adrienne Lehrer, Eva Fedde Kittay (eds.): Frames, Fields, and Contrasts. New Essays in Semantic and Lexical Organization.. Hillsdale:Erlbaum Assoc. 1992, S. 253-288.
Weblinks
- http://www.conx.biz/file_upload/semantische_netze.ppt - Basis-Infos über Semantische Netze
- http://pi7.fernuni-hagen.de/helbig/multinet.html - Infos über das Konzept des Semantischen Netzes "MultiNet"