JPH0520073A - 知識ベースシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＩＳ Ａ関係に包含関係のような集合的な概
念が入り込むことを回避して、オブジェクトの共通情報
を効率よく記述できるようにすること。 【構成】 対象・事象世界の構造的な表現及びそのモデ
ル化の枠組みとしてオブジェクト中心表現し、このオブ
ジェクト中心表現の概念に基づき知識を組織し管理する
ための知識ベースシステムにおいて、共通な属性を持つ
オブジェクトの集まりを集合の概念で表現した場合、そ
のような集合自体をオブジェクトとして対象化した集合
的オブジェクトＣＯと称するオブジェクトとして表現手
段により表現し、この集合的オブジェクトによりその集
合要素のオブジェクトが共通して持つ情報やその集合自
体が持つ情報を保持させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、知識ベースシステムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、対象・事象世界の構造的な表現及
びそのモデル化の枠組みとしてオブジェクト中心（対象
中心）表現があり、このオブジェクト中心表現の概念に
基づき知識を組織し管理するための知識ベースシステム
がある。

【０００３】このシステムでは、オブジェクトを分類学
的な階層に構成しているため、人間の認知課程と自然に
整合しているだけでなく、計算機上の記憶領域がコンパ
クトになることや、知識ベースへの入力や保守作業が軽
減される等の経済性をも持つものとなる。

【０００４】ここに、従来では、その構造化の手段とし
て、いわゆる“ＩＳ Ａ関係”をオプジェクト間に与え
るようにしている。つまり、オブジェクト間に一般／具
体関係、抽象／具体関係、一般／特殊関係、包含関係等
を見出し、それらをＩＳ Ａ関係として、それに基づき
オブジェクトの構成を構築するようにしている。

【０００５】このような構造において、オブジェクト
は、 Ｃlass Ｏbject ：抽象的又は一般的な対象 Ｉnstance Ｏbject ：具体的な対象 の２種類のタイプに分けられる。ここに、あるクラスに
おいてそのサブクラスに共通する属性があれば、それら
をクラスオブジェクトに与える。これによって、個々の
サブクラスオブジェクトが重複して属性を持たなくても
よいことになる。このことは、クラスにおける暗黙的な
情報を表現していることになり、この性質継承機能によ
り、対象が持つ属性を効率よく記述できるものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のＩＳ
Ａ関係に基づくオブジェクトの構成の構築によると、
その関係の意味が曖昧であるため、複雑な領域世界や大
規模な領域世界を表現するとき、整合のとれた階層的構
造を作ることが難しくなる。また、こういったときに多
重継承が起こり、オブジェクトの属性継承機能がうまく
働かなくなることがある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、対象・事象世界の構造的な表現及びそのモデル化の
枠組みとしてオブジェクト中心表現し、このオブジェク
ト中心表現の概念に基づき知識を組織し管理するための
知識ベースシステムにおいて、共通な属性を持つオブジ
ェクトの集まりを集合の概念で表現して集合自体をオブ
ジェクトとして対象化した集合的オブジェクトにより集
合要素のオブジェクトが共通して持つ情報やその集合自
体が持つ情報を保持するオブジェクト表現手段を設け
た。

【０００８】請求項２記載の発明では、各属性や関係に
関して集合演算により得られる積集合、和集合又は差集
合に対応してこれらの集合の集合的オブジェクトが保持
すべき属性や関係を得るための演算が予め定義されて、
集合的オブジェクトに対して、集合自身が保持する属性
に関する自身属性と、集合に属する要素が共通して保持
する属性に関するメンバ属性と、集合自身が保持する関
係に関する自身関係と、集合に属する要素が共通して保
持する関係に関するメンバ関係との各情報を付与する集
合演算手段を設けた。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明のように、集合自体がオブ
ジェクトとして対象化した集合的オブジェクトと称する
オブジェクトとして表現する方式によれば、ＩＳＡ関係
に包含関係のような集合的な概念が入り込むことが回避
され、集合要素の共通情報を継承機能によって効率よく
記述できるものとなり、複雑な領域世界や大規模な領域
世界を表現する場合であっても、整合のとれた階層的構
造を構築できるものとなる。

【００１０】このとき、請求項２記載の発明によれば、
共通要素の共通属性や共通関係の演算を定義したので、
集合演算に対応できるとともに、予め定義された集合演
算により得られる積集合、和集合又は差集合に対応した
集合的オブジェクトが保持すべき属性や関係の演算によ
って、集合的オブジェクトによる集合要素の共通情報の
記述が集合演算と矛盾のないものとなる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。本実施例は、オブジェクトの属性やオブジェクト間
の関係を定義し得る機能を持つオブジェクト中心表現に
おいて、共通な属性を持つオブジェクトの集まりを集合
の概念で表現した場合、そのような集合自体をオブジェ
クトとして対象化した集合的オブジェクトと呼ぶオブジ
ェクトとして表現する表現手段により、その集合要素の
オブジェクトが共通して持つ情報やその集合自体が持つ
情報を保持するようにしたものである。

【００１２】まず、本実施例における集合的オブジェク
トの定義について説明する。集合（Ｓet）、二項関係
（Ｒelation） 、グラフ（Ｇraph）といった集合的概念
（Ｃollective Ｃonccept） それ自体を対象とするため
に、それに対応したオブジェクトを生成し、このオブジ
ェクトを集合的オブジェクト（ＣollectiveＯbject）
と定義するものである。集合とその集合的オブジェクト
とは１対１対応となっており、互いに相手を認識し合う
ことが可能とされている。図１は集合的オブジェクトＣ
Ｏと集合要素のオブジェクトＰの集合Ｓとの関係を模式
的に示すものである。ここに、集合的オブジェクトは、
一般のオブジェクトと同様に、属性を持つこと、そ
れらに関係を定義すること、ある集合の要素となるこ
とが行えるものである。

【００１３】以下、本実施例では、集合（Ｓet）を対象
化した集合的オブジェクトを例にとり、説明する。ま
ず、本実施例における集合的オブジェクトの属性につい
て定義する。集合的オブジェクトには、 自身属性（Ｏwn Ａttribute）：集合自身が持つ属
性 メンバ属性（Ｍember Ａttribute）：集合要素のオ
ブジェクトが共通して持つ属性 なる２つの属性を与えることができる。

【００１４】自身属性は、一般のオブジェクトと同様
に、その集合的オブジェクト自身についての属性を記述
する手段となる。また、メンバ属性は、その集合に属す
る要素に共通な属性を記述しておくための手段である。
数１に、集合要素におけるメンバ属性の形式的定義の集
合論理式を示す。これにより、集合要素のオブジェクト
が個々に共通属性を保持しておく必要がなくなる。メン
バ属性の継承機能は、図２に例示するように、集合Ｓの
集合的オブジェクトＣＯに記述されたメンバ属性は集合
Ｓの全ての要素のオブジェクトＰの属性としてその属性
値の継承を行う。図中の点線で囲んで示す部分が継承さ
れた属性である。即ち、この属性は、集合要素が集合の
属しているための必要条件という意味を持っているとい
える。

【００１５】

【数１】

【００１６】ついで、集合的オブジェクトの関係につい
て定義する。集合的オブジェクト間には、 自身関係（Ｏwn Ｒelation） メンバ関係（Ｍember Ｒelation） の２種類のタイプの関係を与えることができる。

【００１７】自身関係は、一般のオブジェクトと同様
に、集合的オブジェクト自身が持つ他の集合的オブジェ
クトとの関係を記述するための手段となる。メンバ関係
は、２つの集合においてそれらの要素間に共通する関係
を記述しておくための手段である。数２に、集合要素に
おけるメンバ関係の形式的定義の集合論理式を示す。メ
ンバ関係の継承機能は、ある２つの集合的オブジェクト
間でメンバ関係としてある関係Ｒを定義すると、一方の
集合に属するオブジェクトと他方の集合に属するオブジ
ェクトとの間にこの関係Ｒの存在が具現化される。この
手段は、換言すると、集合間にある関係を与えると、そ
れに属するオブジェクト間の関係の直積が生成されるこ
とになり、個々のオブジェクトに関係を定義しなくても
よいものとなる。

【００１８】

【数２】

【００１９】図３は、例えば２つの集合的オブジェクト
ＣＯ１，ＣＯ２との間におけるメンバ関係の継承を模式
的に示すもので、図中、実線矢印が実際に定義した関係
を示し、破線矢印が継承によって導かれる関係を示す。

【００２０】ついで、集合演算手段による集合的オブジ
ェクトの属性演算について説明する。一般に、集合には
和集合、積集合及び差集合を求める集合演算があるが、
これらの集合演算が行われたときに、演算項となる集合
に集合的オブジェクトが伴っていると、演算の結果得ら
れる集合の集合的オブジェクトが持つべき属性の演算が
必要となる。この点、本実施例では、下記のような演算
方法とし、その演算の意味を定義するものである。

【００２１】まず、積集合の集合的オブジェクトの属性
演算について説明する。これは、論理式によると、Ｃ＝
Ａ∩Ｂで示される。この内、積集合(Ｃ)の集合的オブジ
ェクトが持つ自身属性は、２つの集合（Ａ，Ｂ）の集合
的オブジェクトにある自身属性が共通に存在し、かつ、
その属性値が等しい属性を集めたものであり、積集合自
体の性質は２つの集合の共通する性質だけであるという
意味を持つ。数３にこの積集合における自身属性の形式
的定義の集合論理式を示す。

【００２２】

【数３】

【００２３】また、積集合(Ｃ)の集合的オブジェクトが
持つメンバ属性は、２つの集合（Ａ，Ｂ）の集合的オブ
ジェクトにあるメンバ属性を同じものが重ならないよう
に併合して集めた属性である。数４にこの積集合におけ
るメンバ属性の形式的定義の集合論理式を示す。このこ
とは、積集合の要素は、２つの集合に属していたわけで
あるので、両方の集合の性質を持つべきである、という
意味を持つ。例えば、図４に集合演算に示すメンバ属性
演算例を模式的に示すが、同図中の積演算に伴う属性演
算結果に示すような例となる。

【００２４】

【数４】

【００２５】ついで、和集合の集合的オブジェクトの属
性演算について説明する。これは、論理式によると、Ｃ
＝Ａ∪Ｂで示される。この内、和集合（Ｃ）の集合的オ
ブジェクト自身が持つ自身属性は、２つの集合（Ａ，
Ｂ）の集合的オブジェクトにある自身属性で同じものが
重ならないように併合して集めた属性であり、和集合自
身の性質は、両方の集合の性質を持つという意味に捉え
ることができる。数５にこの和集合における自身属性の
形式的定義の集合論理式を示す。

【００２６】

【数５】

【００２７】また、和集合(Ｃ)の集合的オブジェクトが
持つメンバ属性は、２つの集合（Ａ，Ｂ）の集合的オブ
ジェクトにあるメンバ属性が共通に存在し、かつ、その
属性値が等しい属性を集めたものである。数６にこの和
集合におけるメンバ属性の形式的定義の集合論理式を示
す。このことは、その和集合の要素において共通な属性
とは、両方の集合の性質に共通する属性しか持つことが
できないことを意味する。

【００２８】

【数６】

【００２９】また、差集合の集合的オブジェクトの属性
演算について説明する。これは、論理式によると、Ｃ＝
Ａ−Ｂで示される。この内、差集合(Ｃ)の集合的オブジ
ェクトが持つ自身属性は、一方の集合(Ａ)の集合的オブ
ジェクトに含まれ、それが他方の集合(Ｂ)の集合的オブ
ジェクトに含まれていない自身属性から得られるもので
ある。数７にこの差集合における自身属性の形式的定義
の集合論理式を示す。このことは、差集合自身が持つ性
質は、一方の集合(Ａ)の性質から他方の集合(Ｂ)の性質
を取り除いたものである、という意味を持つ。

【００３０】

【数７】

【００３１】一方、差集合(Ｃ)の集合的オブジェクトが
持つメンバ属性は、一方の集合(Ａ)の集合的オブジェク
トが持つメンバ属性がそのまま残る。数８にこの差集合
におけるメンバ属性の形式的定義の集合論理式を示す。
このことは、差集合の要素は、全て集合(Ａ)の要素であ
るため、集合(Ａ)の要素に共通な性質は差集合(Ｃ)の要
素にも保存されることを意味する。

【００３２】

【数８】

【００３３】図４はこのような積、和、差演算に伴うメ
ンバ属性の演算例を具体的に示すものである。

【００３４】ついで、集合的オブジェクトの関係演算に
ついて説明すると、この集合的オブジェクトの関係演算
は、属性演算の場合と同様に定義される。即ち、自身関
係は自身属性の演算方法に従い、メンバ関係はメンバ属
性と同じ演算方法に従っている。

【００３５】さらに、集合的オブジェクト間におけるＩ
Ｓ Ａ関係について定義する。集合的オブジェクト間に
おいても、ＩＳ Ａ関係による階層構造を定義すること
ができる。この場合、ＩＳ Ａ関係は集合的オブジェク
トの自身属性だけに定義できる。逆にいえば、メンバ関
係としてこのＩＳ Ａ関係を定義すると、本来系統的な
階層を構成するＩＳ Ａ関係に意味的な混乱を生じるお
それれがあるためである。

【００３６】ここに、集合的オブジェクトに対するＩＳ
Ａ関係の属性継承機構は、一般のオブジェクトに対す
るＩＳ Ａ関係に基づく属性継承機構と同様であるが、
集合的オブジェクトの自身属性だけが属性継承されメン
バ関係は属性継承しない点が大きく異なる。図５に集合
的オブジェクト間の属性継承例を模式的に示す。図中、
破線で囲んで示す属性（Ｆuel gasoline）が継承された
属性を示す。

【００３７】さらに、属性継承の優先順位について説明
する。あるオブジェクトの属性を得るとき、集合的オブ
ジェクトからの属性継承とＩＳ Ａ関係のクラスオブジ
ェクトカラの属性継承とが競合することが考えられる。
この点、本実施例では、 （集合的オブジェクトのメンバ属性からの継承属性）＜（自分が保持する属性） ＜（ＩＳ Ａ関係に基づく継承属性） のような優先順位を付けることで、このような属性間の
競合が解消される。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、上述したように構成したの
で、請求項１記載の発明によれば、集合自体がオブジェ
クトとして対象化した集合的オブジェクトと称するオブ
ジェクトとして表現する方式によるため、ＩＳ Ａ関係
に包含関係のような集合的な概念が入り込むことを回避
でき、集合要素の共通情報を継承機能によって効率よく
記述できることになり、複雑な領域世界や大規模な領域
世界を表現する場合であっても、整合のとれた階層的構
造を構築できるものとなる。

【００３９】このとき、請求項２記載の発明によれば、
共通要素の共通属性や共通関係の演算を定義したので、
集合演算に対応できるとともに、予め定義された集合演
算により得られる積集合、和集合又は差集合に対応した
集合的オブジェクトが保持すべき属性や関係の演算によ
って、集合的オブジェクトによる集合要素の共通情報の
記述を集合演算と矛盾のないものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の集合的オブジェクトを示す
概念図である。

【図２】集合的オブジェクトによる属性継承を示す概念
図である。

【図３】集合的オブジェクトによる関係継承を示す概念
図である。

【図４】集合演算に伴うメンバ属性演算例を示す概念図
である。

【図５】ＩＳ Ａ関係に基づく集合的オブジェクトの属
性継承を示す概念図である。

【符号の説明】

ＣＯ 集合的オブジェクト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象・事象世界の構造的な表現及びその
   モデル化の枠組みとしてオブジェクト中心表現し、この
   オブジェクト中心表現の概念に基づき知識を組織し管理
   するための知識ベースシステムにおいて、共通な属性を
   持つオブジェクトの集まりを集合の概念で表現してその
   集合自体をオブジェクトとして対象化した集合的オブジ
   ェクトにより集合要素のオブジェクトが共通して持つ情
   報やその集合自体が持つ情報を保持するオブジェクト表
   現手段を設けたことを特徴とする知識ベースシステム。
2. 【請求項２】 各属性や関係に関して集合演算により得
   られる積集合、和集合又は差集合に対応してこれらの集
   合の集合的オブジェクトが保持すべき属性や関係を得る
   ための演算が予め定義されて、集合的オブジェクトに対
   して、集合自身が保持する属性に関する自身属性と、集
   合に属する要素が共通して保持する属性に関するメンバ
   属性と、集合自身が保持する関係に関する自身関係と、
   集合に属する要素が共通して保持する関係に関するメン
   バ関係との各情報を付与する集合演算手段を設けたこと
   を特徴とする請求項１記載の知識ベースシステム。