JPH01147627A - 質問応答装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、前向き推論制御方式や後向き推論制御方式
による質問応答装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の質問応答装置では、ルールの優先順位は予め最初
に設定され、推論の実行途中では変更することができな
いようになっている。したがって、ルールの優先順位が
動的に変化するような問題を解決するためには、通常の
事実の外に優先順位変更制御用の特別な事実を作って、
見掛は上優先順位が変化するようにしている。また、ル
ールの削除は質問応答装置に対するコマンドレベルでは
行うことができるが、ルールのアクションレベルでは行
うことができないようになっている。したがって、特定
の場合に限ってのみ使われないようなルールがある場合
には、上記ルールの優先順位変更の場合と同様に、ルー
ル削除制御用の特別な事実を作って見掛は上ルールが削
除されたようにしている。そのため、ルールのデパック
を行う際にルールを削除する事はできる。ところが、−
度削除されたルールは復旧することができないようにな
っている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このように、従来の前向き推論を行う質問応答装置では
、ルールの優先順位を推論の実行途中で変更するような
場合や、ルールを削除するような場合には、見掛上優先
順位が変化したりルールが削除されたようにするために
、通常の事実の外にルール優先順位変更制御用、ルール
削除制御用の特別な事実を作らなければならず面倒であ
るという問題がある。また、−度削除されたルールを復
旧することができないので、削除されたルールを用いて
推論を再度実行する場合には、もう−度ルールの作成か
ら実行しなければならず煩しいという問題がある。また
、前向き推論と後向き推論を併用する質問応答装置では
、後向き推論でのアクションに前向き推論のルールの優
先順位を変化さけたりルールの削除／復旧を行えるもの
は無い。

そこで、この発明の目的は、前向き推論ルールや後向き
推論ルールに、前向き推論ルールの優先順位変更指令や
ルールの削除・復旧指令を直接記述することにより、前
向き推論ルールの優先順位変更やルールのデパックや削
除したルールによる推論の再実行を容易に実行できる質
問応答装置を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明は、前向き推論制御
方式で用いる前向き推論ルールや後向き推論制御方式で
用いる後向き推論ルールを格納したルールメモリと、事
実を格納したワーキングメモリと、上記前向き推論ルー
ルに従って上記ワーキングメモリに対する事実の追加・
削除を行う前向き推論制御部や上記後向き推論ルールに
従って探索を行う後向き推論制御部を有する質問応答装
置において、上記ルールメモリに格納された前向き推論
ルールに、優先度が付加され、上記ルールメモリに格納
された前向き推論ルールや後向き推論ルールの所定のル
ールに、前向き推論ルールに付加されている優先度の変
更、ルールの削除およびルールの復旧のいずれかの動作
をさせる指令が付加されていて、上記前向き推論制御方
式では、前向き推論制御部によって前向き推論ルールの
優先度の変更、ルールの削除およびルールの復旧を可能
にし、また、前向き推論制御方式と後向き推論制御方式
とによる場合には、後向き推論制御部によって前向き推
論ルールの優先度の変更、ルールの削除およびルールの
復旧を可能にしたことを特徴としている。

〈作用〉 質問応答装置に前向き推論制御方式で用いる前向き推論
ルールや後向き推論制御方式で用いる後向き推論ルール
および事実が入力されて、ルールメモリとワーキングメ
モリとに格納される。その際に、上記前向き推論ルール
は優先度が付加されて上記ワーキングメモリに格納され
ている。さらに、必要に応じて前向き推論制御部や後向
き推論ルールの所定のルールに、前向き推論ルールに付
加されている優先度の変更、ルールの削除およびルール
の復旧のいずれかの動作を指示する指令が付加されて上
記ルールメモリに格納されている。

したがって、前向き推論ルールや後向き推論ルールのア
クションによって、簡単に前向き推論ルールの優先度の
変更、ルールの削除およびルールの復旧処理を実行する
ことができる。

すなわち、この発明によれば、上記前向き推論制御方式
による場合には、前向き推論制御部によって曲向き推論
ルールの優先度の変更、ルールの削除およびルールの復
旧が可能になる。また、上記前向き推論制御方式と後向
き推論制御方式とによる場合には、後向き推論制御部に
よって前向き推論ルールの優先度の変更、ルールの削除
およびルールの復旧が可能になるのである。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は前向き推論制御機構と後向き推論制御機構を併
せ持つ質問応答装置（以下、単に質問応答装置と言う）
の構成図である。上記質問応答装置ｌは全体の制御部２
．前向き推論部３．後向き推論部４およびワーキングメ
モリ５を有する。

上記全体の制御部２は、後に述べるように質問応答動作
の開始や終了、前向き／後向きの推論制御、入力データ
の解析１本質問応答装置１に対するコマンドの処理およ
び推論によって得られたルールの実行時におけるアクシ
ョンの処理などの制御を行う。

すなわち、入力処理部６は、図示しないプログラム作成
装置で別途編集された事実・ルールを含むファイルを読
み込んで解析し、このファイルの内容を事実、前向き推
論ルール、後向き推論ルール。

本質問応答装置１に対するコマンドに分類する。

そして、分類した結果が事実の場合にはワーキングメモ
リ５に、前向き推論ルールの場合は前向き推論部３のル
ール記憶部１１に、後向き推論ルールの場合は後向き推
論部４のルール記憶部１２に格納する一方、コマンドの
場合はコマンド処理部７を呼び出す。そうすると、上記
コマンド処理部７は、コマンドの内容に応じて、推論の
開始、ワーキングメモリ５のメモリ内容の表示および戦
略の特定等の外部から質問応答装置ｌに対する命令の処
理を行う。例えば推論の開始コマンドが入力された場合
は、推論の制御部ｌＯを呼び出して推論を始める。外部
関数処理部８は推論の実行中に外部の関数が呼び出され
た場合の処理を行う。アクション処理部９は後に詳述す
るように前向き推論、後向き推論の実行中に行われるア
クションの処理を行う。

上記前向き推論部３は、ワーキングメモリ５に記憶され
た事実とルール記憶部１１に記憶されたルールとの照合
を行い、条件が成立したルールと対応する事実の組とか
ら成る競合集合を作成して競合集合記憶部１３に記憶す
る。そして、競合解決によって競合集合の中から１つの
ルールを選択し、この選択されたルールの結論部のアク
ションを実行する。

上記後向き推論部４は、後向き推論のルール記憶部１２
に記憶されたルールに従って目標を設定し、ワーキング
メモリ５を参照して目標が成立しているかを調べる。

上記のような構成の質問応答装置１を用いて質問応答を
実行する場合は、次のような手順で行う。

（１）図示しないプログラム作成装置によって、事実や
ルールから成るファイルを作成する。

（２）このファイルの内容を質問応答装置ｌで解析し、
記憶装置（第１図のルール記憶部１１．１２およびワー
キングメモリ５）に格納する。

（３）上記各記憶装置１１，１２．５に記憶した事実や
ルールを用いて後に詳述するようにして推論を実行する
。正しく動作しない場合は（１）に戻る。

本発明は、上記手順（１）においてどのような構文を用
いて知識のファイルを作成する。か、（２）においてど
のように変換してルール記憶部１１，１２やワーキング
メモリ５に格納するか、（３）においてどのようにして
推論を実行するかに関するものである。

（Ａ）　　知識の構文 上記知識には事実とルールか有る。以下、この事実とル
ールの各々の構文について説明する。本実施例における
確信度は、−１００から１００までの整数値で表される
。

第１表に知識ファイル中の事実の構文の例を示す。

第１表 第１表に示した４つの事実の例において、最初の事実は
“熱が有る”で事実のパターン（後に詳述）を表し、“
；”で事実の終わりを示している。“：”の前に数字が
無ければその事実の確信度は！００であり確定した事実
として扱われる。２番目の事実は“病名は風邪です”と
いう事実の確信度が８０であることを示している。３番
目の事実は“病名は肺炎です”という事実の確信度が−
５０であることを示している。確信度が負の数の場合は
事実が否定されている事を表す。４番目の事実は３番目
の事実を否定形で表現したものである。先頭の“！”が
否定であることを示す。３番目の事実と４番目の事実は
全く同等に扱われる。

事実に対する存在の型は無い。事実に対する存在／無い
は後述するようにルールの条件部内の各条件につけられ
て、その条件が成立するか否かの判断に用いられる。

次に、第２表に知識ファイル中のルールの構文の一例を
示す。

一以下余白一 第２表 ルールは、ルール名“く風邪の診断〉“１優先順位“１
００”１条件部“もし〜”、結論部“ならば〜”および
確信度“８０”からなり、一つのルールの終わりは“；
“である。このルールの優先順位は１００である。本実
施例における優先順位は−３２７６８から３２７６７の
値をとることが可能であり、記述を省略した場合は０で
ある。したがって第２表のルールは、優先順位を省略し
た外のルールより優先される。確信度は省略可能であり
、省略された場合には上述のように１００とみなされる
。第２表の例での確信度は８．０である。ルールの確信
度が８０であるという意味は、“条件部の各条件にマツ
チしたワーキングメモリ５の事実の確信度のうち最も低
い確信度が１００の場合に、新しく追加される事実の確
信度が８０である”と言うことである。上記ルールの３
番目の条件に付加されている記号“−”は、”病名は風
邪です”という事実がワーキングメモリ５に記憶されて
いないならば、この条件が真であることを示している。

（Ｂ）　　記憶方法 上述のような構文構造を有する事実およびルールは、第
１図の入力処理部６による入力処理によって、事実はワ
ーキングメモリ５に、ルールはルール記憶部１１または
１２に格納される。

先ず、事実のワーキングメモリ５への記憶方法について
説明する。例えば第１表に例示した４つの事実は、第２
図に示す構造で記憶する。本実施例の質問応答装置１で
は、メモリを効率良く利用するため、事実の格構造を別
途記憶する領域を設けている。そして、ワーキングメモ
リ５の格構造の欄には、実際の格構造を格納している領
域の対応する格構造の配列番号を割り当てている。さら
に、ワーキングメモリ５には確信度、フラグおよびポイ
ンタを割り当てる。

第２図において、最初の欄の洛構造ｌは“〜が有る”と
いう事実の構造を示し、格構造２は“〜は〜です”とい
う事実の構造を示す。実際のワーキングメモリ５上では
、上述のように対応する格構造の領域の配列番号が入っ
ている。２番目の欄の確信度には実際の値が入っている
。３番目の欄のフラグはワーキングメモリ５内の各要素
が肯定か否定かを表現するためのフラグであり、このフ
ラグはビット単位で意味付けされている。最後の欄のポ
インタには格体言の配列番号（またはアドレス）が入っ
ている。

次に、ルールのルール記憶部１１または！２への記憶方
法について説明する。例えば、第２表に示したルールを
第３図に示す構造でルール記憶部ＩＩ、１２に記憶する
。本実施例ではルールも事実と同様に、メモリを効率良
く利用するためにルールの条件部および結論部を別領域
に記憶し、条件部と結論部の欄には上記別領域の対応す
る条件部と結論部の位置を示すポインタを格納している
。

ここでは、ルールの中心となる構造のみを示している。

また、第１図では前向き推論と後向き推論のルール記憶
部１１．１２の領域を別々に図示しているが、実際には
前向き推論と後向き推論で領域を共有し、第３図の２番
目の欄に示すタイプによって前向き推論ルールと後向き
推論ルールとを区別するようにしている。また、上記ル
ールが削除されているかどうかを示すフラグを構造中の
最上位の欄に持っている。これは、ビットフラグであり
、領域は上記タイプと共通の領域を用いることができる
。

次に、ルールの条件の記憶方法について説明する。第４
図に条件の記憶構造を示す。これは、第３図のルールの
構造において、条件のポインタが指している先の領域の
構造である。条件の構造も第２図の事実の構造と同じよ
うに、格体言が別領域に別けて記憶されている。条件の
構造の最初の欄は条件の型を示している。上記型はメモ
リ上ではビットごとに意味付けされている。“否定”は
上述の事実の場合の否定と同じである。“存在”はこの
条件にマツチするような事実がワーキングメモリ５上に
存在するならば、この条件が成立する事を示す。一方、
“無い“は、この条件にマツチするような事実がワーキ
ングメモリ５上に無いならば、この条件が成立する事を
示す。格構造とポインタの欄は上述の事実の場合と同じ
である。評価式の欄は条件中に変数が用いられ、変数に
対する制約が有る場合に用いられる。実際に評価式の欄
に格納する内容は式の構造へのポインタである。アクシ
ョンの欄は後向き推論で用いられ、ワーキングメモリ５
の操作を行わないアクションの構造へのポインタが格納
されている。

さらに、ルールの結論部の記憶方法について説明する。

第３図のルールの構造において結論部のポインタを指し
ている先の領域の構造である。第５図に示すように、結
論部のアクションはアクション名とその引数からなる。

第２表の例におけるアクションは表示（“ｄｉｓｐｌａ
ｙ”）と事実の追加（“ｍａｋｅ”）である。表示の場
合には、変数の表示などと文字列の表示を区別して処理
するために、文字列の表示の場合には“ＤＩＳＰＬＡＹ
Ｗ’″という値を入れる。事実の追加の場合にはそのま
まの“ＭＡＫＥ”という値を入れておく。最後には“Ａ
ＣＴＩＯＮＥＮＤ”を入れておく。

ここで“ＤＩＳＰＬＡＹｒ　、“ＭＡＫＥ”どＡＣＴＩ
ＯＮＥＮＤ”は、実際には整数値であり、本実施例では
分かりやすくするために上記文字列で代表しであるが、
実際には例えば“ＤＩＳＰＬＡＹＷ”を１、“ＭＡＫＥ
”を２、“ＡＣＴＩＯＮＥＮＤ”をＯのように割り当て
ている。

次に、この発明に係るルールの優先順位を変更するアク
ションおよびルールの削除／復旧のアクションについて
説明スル。

まず、ルールの優先順位を変更するアクションについて
説明する。第３表に、上記第２表のルールの優先順位を
１００から２０に変更するアクションの構文を示す。

第３表 “ｐｒｉｏｒｉｔｙ”はルールの優先順位を変更するア
クション名である。また、引数はルール名と新しい優先
順位である。第３表の記憶構造を第６図に示す。引数が
２つ以上ある場合には、このように同じ番号（本実施例
では上述のように“ＰＲＩＯＲＩＴＹ”で代用している
）を続けて用いる。

次に、ルールを削除するアクションについて説明する。

第４表に上記第２表のルールを削除す条アクションの構
文を示す。

第４表 “ｅｘｃｉｓｅ”はルールを削除するアクション名であ
る。また、引数はルール名である。第４表の記憶構造を
第７図に示す。

上記ルールを削除するアクションが実行されると第３図
の最上段の欄のフラグが削除側にセットされる。

最後に、ルールを復旧するアクションについて説明する
。第５表に、上記第４表で示したアクションで削除され
た第２表のルールを復旧するアクションの構文を示す。

第５表 “ｒｅｓｕｍｅ”はルールを復旧するアクション名であ
る。また、引数はルール名である。第５表の記憶構造を
第８図に示す。

このように、ルールの結論部または条件部にルールの優
先順位の変更、ルールの削除およびルールの復旧のアク
ション構文を挿入するだけで、簡単にルールの優先順位
の変更、ルールの削除、ルールの復旧を実行することが
できる。

（Ｃ）　　前向き推論の実行 前向き推論は次のような実行手順によって実行する。

■　ルールの条件部内の各条件とワーキングメモリ５の
事実とを照合し、全ての条件が成立しているルールを選
び出す。この際に、ある１つのルールについて、その条
件部を成立させるワーキングメモリ５の事実の組が複数
通り有るならばそれらは区別される。各条件が成立して
選び出されたルールを実行可能なルールと呼ぶ。この実
行可能なルールとそれに対応する事実の組との集まりを
競合集合と呼ぶ。

■　■で求めた競合集合の中から１つだけを選択する。

このように競合集合の中から１つだけ選択することを競
合解決と呼び、選択する場合の選択の仕方を競合解決の
戦略（以下、単に戦略）と呼ぶ。競合集合が無い場合は
推論を終了する。

■　競合解決の結果選択された一つのルールの結論部を
実行する。このことをルールの発火（単に発火）と呼ぶ
。発火が終了すると■に戻る。

ルールが実行されるたびに、次のルールとワーキングメ
モリ５の照合が行われるが、以前に発火されたルールと
ワーキングメモリ５上の事実の組み合わせは、二度と競
合集合に加えられることは無い。

（Ｃ−１）マツチング ルールの各条件とワーキングメモリ５上の事実について
、次のようにしてパターン、確信度および肯定／否定の
３種類に関する照合を行う。

■　パターンが一致するか否かが調べられる。

パターンとは“熱が有る”のように格構造“〜が有る”
とその値“熱”との組合せの事を言う。条件として変数
が用いられることもあり、この場合は変数に束縛されて
いる値を用いてパターンが一致するかを判断する。

■　確信度と肯定／否定とを組み合わせて第６表に従っ
てマツチングを判断する。

−以下余白− 第６表 ■　条件が、“無い“ならば真偽を反転させる。

このようにして、ルール内の条件部の総ての条件が成立
すると、成立したルールとワーキングメモリ５の事実の
組みを、第１図の前向き推論部３の競合集合記憶部１３
に登録する。競合集合の記憶構造は第９図の構造を有し
ている。競合集合の要素の構造はルール番号、マツチン
グしたワーキングメモリ５の要素の番号、マツチング時
の変数の束縛および戦略によって順番に並べるためのボ
インクから成っている。このような記憶の構造を、マツ
チングした総てのルールとワーキングメモリ５の事実に
ついて作成する。

本実施例では、削除されているルールについても同様に
マツチングを行う。これは、このルールが後で復旧され
た場合に、多量のデータとのマツチングで推論が止まら
ないようにするためである。

（Ｃ−２）競合解決 （Ｃ−１）で作られた競合集合の要素は、その時点での
戦略に従って並べ変えられる。本実施例では、総ての要
素が求まってから並べ変えを行うのではなく、１つの要
素が求まるたびに、求まった要素を要素のリストに挿入
して行く。各要素は第９図に示したポインタによって、
第１０図のように鎖状につながれている。

新しい要素が作られた場合は、次の手順によって新しい
要素を要素の鎖に挿入する。

■　競合集合の先頭の要素を比較の対象とする。

■　現在の戦略に従って新しい要素と先頭の要素とを比
較する。

■　その結果、新しく作られた要素のほうが優先される
ならば、比較の対象となっている要素の前に挿入して終
了する。

■　そうでなければ、現在の比較の対象となっている要
素のつぎの要素をあらたに比較の対象とする。比較の対
象が無いならば、新しく作られた要素を最後に加えて終
了する。

■　■に戻る。

本実施例では、■で比較を行う場合に、ルールの優先順
位で比較を行う。優先順位が同じである場合には、指定
された戦略に従って比較を行う。

（Ｃ−３）ルール実行 （Ｃ−２）で競合解決が終わった段階で、競合集合の要
素から１つの要素を選びだし、そのルール番号にしたが
って、そのルールの結論部を実行する。その際に本実施
例では、競合集合は戦略の順に並んだリストになってい
るが、削除されたルールについても競合集合に入ってい
る。そのため、競合集合の先頭から順に削除されていな
いルールかどうかを第３図に示すルールの構造のタイプ
を見て判断し、最初の削除されていないルールの結論部
を実行する。

結論部のアクションで、”ｐｒｉｏｒｉｔｙ”　、　”
ｓｔｒａｔｅｇｙ“が実行された場合には、その時点か
ら戦略を変える。このためには、すでにある競合集合の
要素の順番を変更しなくてはならない。競合集合は、第
１０図に示すような鎖状になっているので、これらの要
素を分解して（Ｃ−２）の手順にしたがって新たに鎖を
作り直す。

（Ｄ）　　後向き推論 後向き推論の場合について説明する。第７表は後向き推
論で、例えば前向き推論の優先順位を変更するアクショ
ンを用いる場合のルールの構文を示す。

一以下余白一 第７表 第７表に示す後向き推論ルールを記憶する場合は、第７
表の条件部のアクションに対応する第４図の条件の要素
のアクションの欄に、別の領域に格納されているアクシ
ョンの構造へのポインタが格納される。

後向き推論を実行する場合には、条件を順にマツチング
して成功すればさらに次の条件に行く。したがって、ア
クション（ｐｒｉｏｒｉｔｙ風邪の診断２０）は“寒気
がある”の条件のマツチングが成功した後に実行される
。

このように、後向き推論の条件部に優先順位の変更やル
ールの削除／復旧のアクションを付加することによって
、簡単に後向き推論から前向き推論の優先順位の変更や
ルールの削除／復旧を行うことができる。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明は、前向き推論ルー
ルや後向き推論ルールを格納したルールメモリと、事実
を格納したワーキングメモリと、前向き推論制御部や後
向き推論制御部を有する質問応答装置の、上記ルールメ
モリに格納された前向き推論ルールに優先度を付加し、
さらに必要に応じて、上記ルールメモリに格納された前
向き推論ルールや後向き推論ルールの所定のルールに、
前向き推論に付加されている優先度の変更、ルールの削
除およびルールの復旧のいずれかの動作をする指令を付
加するようにしたので、ルールの優先度変更制御用やル
ール削除制御用の特別な事実を生成する必要がなく、前
向き推論ルールまたは後向き推論ルールのアクションに
よって簡単に前向き推論ルールの優先度の変更、ルール
の削除およびルールの復旧処理を行うことができる。

したがって、この発明によれば、前向き推論制御方式で
は、前向き推論制御部によって前向き推論ルールの優先
度の変更、ルールの削除およびルールの復旧が可能とな
る。また、前向き推論制御方式と後向き推論方式とによ
る場合には、後向き推論制御部によって前向き推論ルー
ルの優先度の変更、ルールの削除およびルールの復旧が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の質問応答装置の一実施例を示す構成
図、第２図はワーキングメモリに記憶された事実の構造
を示す図、第３図はルール記憶部に記憶されたルールの
構造を示す図、第４図はルールの条件部の記憶構造を示
す図、第５図はルールの結論部の記憶構造を示す図、第
６図はルールの優先順位変更におけるアクションの記憶
構造を示す図、第７図はルール削除におけるアクション
の記憶構造を示す図、第８図はルールの復旧におけるア
クションの記憶構造を示す図、第９図は競合集合の要素
の記憶構造を示す図、第１Ｏ図は競合集合の要素が鎖状
につながれた状態を示す図である。 １・・・質問応答装置、　　　２・・・全体の制御部、
３・・・前向き推論部、　　　　４・・・後向き推論部
、５・・・ワーキングメモリ、　　６・・・入力処理部
、７・・・コマンド処理部、　　　８・・・外部関数処
理部、９・・・アクション処理部、　　ｌＯ・・・推論
の制御部、１１．１２・・・ルール記憶部、１３・・・
競合集合記憶部、１４・・・目標記憶部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前向き推論制御方式で用いる前向き推論ルールや
   後向き推論制御方式で用いる後向き推論ルールを格納し
   たルールメモリと、事実を格納したワーキングメモリと
   、上記前向き推論ルールに従って上記ワーキングメモリ
   に対する事実の追加・削除を行う前向き推論制御部や上
   記後向き推論ルールに従って探索を行う後向き推論制御
   部を有する質問応答装置において、 上記ルールメモリに格納された前向き推論ルールに、優
   先度が付加され、 上記ルールメモリに格納された前向き推論ルールや後向
   き推論ルールの所定のルールに、前向き推論ルールに付
   加されている優先度の変更、ルールの削除およびルール
   の復旧のいずれかの動作をさせる指令が付加されていて
   、 上記前向き推論制御方式では、前向き推論制御部によっ
   て前向き推論ルールの優先度の変更、ルールの削除およ
   びルールの復旧を可能にし、また、前向き推論制御方式
   と後向き推論制御方式とによる場合には、後向き推論制
   御部によって前向き推論ルールの優先度の変更、ルール
   の削除およびルールの復旧を可能にしたことを特徴とす
   る質問応答装置。