2.- Grafos Conceptuales

Los grafos conceptuales (conceptual graphs), propuestos por Sowa (1984), se diferencian de las redes IS-A en que los arcos no están etiquetados, y los nodos son de dos tipos:

1. Nodos de concepto, que pueden representar tanto una entidad como un estado o proceso.
2. Nodos de relación, que indican cómo se relacionan los nodos de concepto.

Por tanto, son los nodos de relación los que hacen el papel de enlaces entre las entidades.

Existen dos notaciones para los grafos conceptuales, la forma lineal (textual) y los diagramas o display form, que presentan tres tipos de elementos notacionales:

1. rectángulos, que marcan los nodos de concepto,
2. círculos, que marcan los nodos de relación,
3. flechas direccionadas, que marcan los arcos.

La Figura 4.15 muestra estos tipos de notaciones.                  

Como mostraremos en el siguiente capítulo, este tipo de modelado conceptual debe mucho al modelo de Entidad/Relación de Chen (Chen 1976). 

La intención del uso de los grafos conceptuales para la representación del lenguaje natural es mencionada por el propio Sowa, quien dedica un capítulo completo de su obra a la aplicación de su esquema al análisis del lenguaje. La representación semántica de la frase "man biting dog" que nos muestra en el capítulo introductorio es indicativo del uso que se le puede dar (Figura 4.16) (Sowa 1984:8). Sowa apunta que sus grafos conceptuales ponen el énfasis en la representación semántica (en el sentido lingüístico de la palabra).

Una gran ventaja del esquema de Sowa es que permite restringir la generación de representaciones sin sentido por medio de lo que él denomina grafos canónicos. Tomando como base la conocida frase de Chomsky

"Colorless green ideas sleep furiously" (Chomsky 1957),

representada por el grafo [SLEEP] (AGNT) [IDEA] (COLOR) [GREEN], establece la idea de canon, que está basada en la noción de jerarquía de tipos, según la cual existe una función tipo que proyecta conceptos sobre un conjunto C cuyos elementos son etiquetas de tipo. Esta función corresponde a los arcos IS-A que vimos anteriormente. El canon contiene la información necesaria para derivar otros grafos canónicos y tiene cuatro componentes:

1. Una jerarquía de tipos T
2. Un conjunto de indicadores de individuos I
3. Una relación de conformidad: que relaciona etiquetas en T con indicadores en I
4. Un conjunto finito de grafos conceptuales B, llamado base canónica, que contiene todos las etiquetas de tipos en T y todos los referentes, ya sea en I o en el referente genérico *

Las reglas de formación que permiten que un grafo canónico se derive de otro son las de copia, unión, restricción y simplificación. Además un grafo puede convertirse en canónico mediante otros dos procesos:

1. Perception: un grafo es canónico si es construido por el assembler mediante un icono sensorial.
2. Insight: se pueden concebir los grafos conceptuales arbitrarios como canónicos.

La relación de conformidad es también relevante, porque se refiere al concepto type/token, que Sowa representa mediante la notación t::i, donde el indicador individual i está relacionado con el tipo t.

La frase de Chomsky sería bloqueada por los cánones:

De este modo se pueden generar grafos bastante complejos para representar conceptos. Como ejemplo, exponemos el grafo de transacción (Sowa 1984:110) (Figura 4.17).

El que inicia la transacción es un customer, que es el receptor de un acto de give y el agente de otro give. El objeto de la transacción es una entity, que es el objeto del primer give. El instrumento de la transacción es money, que es también el objeto del segundo give. La fuente de la transacción es un seller que es el agente de un give y el receptor del otro.

Sowa advierte que las reglas canónicas de formación no son reglas de inferencia. La formación de reglas únicamente asegura las restricciones de selección semánticas, que Sowa basa en las teorías de Katz y Fodor (1963), pero no garantiza la verdad o falsedad de las aserciones. Para incorporar la lógica a la teoría de grafos conceptuales, se usa un operador que proyecta los grafos conceptuales sobre fórmulas de cálculo de predicados de primer orden (Hodgson 1991).

El canon es por tanto un sistema extremadamente flexible para representar el conocimiento y, específicamente, el conocimiento lingüístico. De hecho, el sistema de representación léxica que más éxito ha tenido hasta el presente, las estructuras de rasgos, comúnmente usadas en los formalismos gramaticales modernos, pueden ser consideradas como una especialización de los grafos canónicos de Sowa específicamente aplicadas a la representación del lenguaje. Su implementación, normalmente en Lisp, también guarda muchas similitudes. 

No deberíamos finalizar la exposición de este apartado sin mencionar un esquema de representación anterior, que si bien no ha tenido la misma repercusión que los grafos conceptuales, contiene la base que, junto con las ideas de las redes semánticas, usó Sowa para su esquema. Estamos hablando de las redes de dependencia conceptual (CD: Conceptual Dependency).

Esta notación fue desarrollada por Schank (Schank 1975) desde finales de los años 60. Al igual que en los grafos conceptuales, la idea central detrás de la CD es crear una representación canónica de una frase, en este caso basándose en ciertos primitivos semánticos. En la teoría original tan sólo se contemplaban siete primitivos, que incluían cinco acciones físicas: move, propel, ingest, expel y grasp y dos cambios de estado: ptrans (transferencia física en el espacio) y mtrans (transferencia mental de información). La frase "John threw a ball to Mary" es representada del modo siguiente (Schank 1975:51):

Esta teoría está enteramente basada en los primitivos semánticos, que son las entidades básicas usadas para describir el mundo. Las dificultades, por tanto, son las mismas que presentan todas las teorías lingüísticas basadas en primitivos: la naturaleza totalmente arbitraria de los primitivos escogidos y la falta de sistematicidad en su uso y adopción. Al igual que en otras teorías lingüísticas basadas en primitivos semánticos, el número de éstos tendió a crecer, en el caso de Schank hasta 40. Tampoco él se salva de la sospechosa similitud entre algunos primitivos y lexemas concretos, como por ejemplo want.

La teoría original de Schank evolucionó para incluir unidades de memoria más desarrolladas, llamadas scripts (Schank & Abelson 1977). Un script es una secuencia de esquemas que "cuenta una historia", el ejemplo tradicional es el del restaurante: entrar, pedir la comida, pagar al camarero, etc., serían los esquemas que conforman el script. Los scripts, sin embargo, tienen mucho en común con la notación que estudiamos a continuación, los esquemas de marcos.