Einführung in die Wissensrepräsentation

In ihren Anfängen (Ende der 50er bis Ende der 60er Jahre) beschäftigte sich die Künstliche Intelligenz (KI) überwiegend mit domänenunabhängigen Verfahren zur Lösung von Problemen (unter den Begriff Problemlösungsverfahren fassen wir im folgenden auch Erkennungs- und Verstehensprozesse). Mit Domänenunabhängigkeit (oder Diskursbereichsunabhängigkeit) meinen wir dabei, daß ein Verfahren nicht für einen spezifischen Anwendungsfall zugeschnitten ist. Somit werden über die Vorgabe der für eine zu lösende Aufgabe relevanten Objekte und Operatoren hinaus keine Annahmen über eine spezielle Anwendungsdomäne gemacht. Trotz beachtlicher Anfangserfolge¹ kam es bald zu einer gewissen Stagnation: Komplexere Aufgabenstellungen waren mit den bis dahin entwickelten Ansätzen nicht zu lösen. Man erkannte schließlich, daß es unrealistisch ist, die Domänenunabhängigkeit für Systeme zur Lösung komplexerer Probleme aufrechtzuerhalten, da die zu betrachtenden Suchräume viel zu groß sind, um mit allgemeinen und wenig zielgerichteten Verfahren in akzeptabler Zeit (oder überhaupt) abarbeitbar zu sein. So umfaßt der Suchraum des Damespiels, das eine noch vergleichsweise einfache Problemklasse darstellt, schon etwa 10⁴⁰ Zustände (nach (Samuel 63)). Die Größe eines Suchraums läßt sich nur durch Bereitstellung domänenspezifischen, also für eine spezielle Anwendung relevanten Wissens verkleinern. Dadurch können bestimmte Pfade im ursprünglichen Suchraum als irrelevant erkannt und ausgeschlossen werden.

Dieses Kapitel befaßt sich mit Repräsentationsformaten, die als nicht-objektzentriert bezeichnet werden können. Damit ist gemeint, daß die zu einem Konzept vorliegenden Aussagen über die Gesamtrepräsentation verteilt und nicht jeweils zentral in einer Konzeptbeschreibung zusammengefaßt sind.

Frame-artige Repräsentationsformate haben ihren Ursprung im Schema-Begriff der Kognitionspsychologie und gehen damit ebenso wie semantische Netze zurück auf kognitionspsychologische Modelle menschlichen Gedächtnisses —jedoch auf schema-artige und nicht auf die assoziativen Modelle, die semantischen Netzen zugrunde liegen. Unter einem Schema versteht man ein Modell für eine Gedächtnisstruktur, das nicht allein Assoziationen zwischen Begriffen berücksichtigt, sondern dem Phänomen stereotypischer Erinnerungsmuster besonders Rechnung trägt. Die dabei zugrundeliegende These, daß menschliche Kognitionsleistungen durch innere Ordnungstendenzen gesteuert werden, stammt ursprünglich aus der Gestalttheorie und wurde später von der Kognitionspsychologie wiederaufgenommen (vgl. Kap.4.5).