124
Komunikace agentů
Komunikací se zde rozumí úmyslná výměna informací pomocí vytváření a příjmu
znamení, odvozených ze sdíleného systému konvenčních znamení.
Lidé používají omezené množství konvenčních znamení (úsměv, potřásání ru-
kou...) ve srovnání se zvířaty, na druhé straně vyvinuli komplexní, strukturovaný
systém znamení, známý pod názvem jazyk, který jim umožňuje komunikovat o
většině věcí, které znají o světě (prostředí, v němž se nacházejí). Přestože
šimpanzi, delfíni a jiní savci používají slovník se stovkami znamení a mají
schopnost je řetězit, lidé jsou jediní tvorové, kteří spolehlivě komunikují pomocí
neomezeného množství kvalitativně odlišných zpráv. Turingův test schopnosti
umělé inteligence je založen právě na použití jazyka.
Komunikace jako akce
Agenti mohou mít jako jednu z dostupných akcí také schopnost produkovat ja-
zyk. Tato činnost se nazývá akce řeči (komunikace), přičemž pojem "řeč" má
význam "volná řeč", nikoliv jen "mluvení", takže k akci řeči se také počítá např.
psaní, znaková řeč, apod. Z tohoto hlediska také pojem slovo má širší význam.
Důvodem pro to, aby agent komunikoval při obvyklé činnosti je potřeba spolu-
práce s jinými agenty při řešení nějakého problému. Skupina agentů pak může
kolektivně nebo individuálně získávat nějaké výhody, pokud může dělat např.
něco z následujících činností:
! Informovat jeden druhého o části prozkoumaného světa, takže mají k
dalšímu zkoumání menší část světa.
! Dotazovat se na konkrétní vlastnosti světa.
! Odpovídat na dotazy.
! Žádat (přikazovat) jiné agenty, aby vykonali nějakou akci.
! Slibovat provedení nějaké akce nebo nabízet podmínky.
! Potvrzovat žádosti a nabídky.
! Sdílet dojmy a zkušenosti (získané znalosti) s jinými.

125
Obtížné je pro agenta určit, kdy provést akci komunikace (aby komunikace byla
opravdu zapotřebí) a jaká komunikační akce se má udělat. Z určitého hlediska se
jedná o plánovací problém--agent si může vybrat ze souboru možných akcí a
nějak musí otestovat, kterou akci vybrat k dosažení cíle (předání informace jiné-
mu agentovi).
Všechny plánovací potíže se projevují i při výběru komunikační akce. Není např.
možné plánovat konversaci na úrovni individuálních pohybů úst a jazyka, takže je
nutné použít několik úrovní hierarchické abstrakce--přinejmenším slova, fráze a
věty.
Dalším problémem je nedeterminismus: příkaz/žádost jednoho agenta může nebo
nemusí být proveden/provedena, takže je zapotřebí mít k dispozici podmíněné
plány. Konversace se nedá naplánovat od začátku do konce, pouze je možné
zkonstruovat obecný plán pro konversaci, vygenerovat první větu, pak počkat na
vjem odpovědi, a reagovat na odpověď.
Problém porozumění akce řeči je podobný jiným problémům porozumění (poro-
zumění obrazovému vjemu, medicínské diagnóze, apod.). K dispozici je soubor
nejednoznačných vstupů, z nichž je nutno zpětně vypracovat rozlišení stavu svě-
ta, který vstup vyprodukoval. Část problému porozumění je závislá na jazyku--je
nutno znát syntaxi a sémantiku jazyka k pochopení důvodu, proč jiný agent
vykonal konkrétní komunikační akci.
Problém porozumění zahrnuje i obecnější problém rozpoznání plánu. Pozorová-
ní agenta, který se otáčí a pohybuje směrem ke zlatu, může vést k vytvoření závě-
ru, že agent má jako cíl získat zlato. Podobný druh vytváření mentálního modelu
se vyžaduje také v situacích, kdy se určitý agent otočí směrem ke zlatu a řekne:
"Seberu to." I když v okolí budou také jiné objekty, mělo by být jasné, že "to" zde
znamená "zlato".
Část problému porozumění lze řešit pomocí logického usuzování (logické
implikace jsou vhodným způsobem pro popis možností kombinovat slova a fráze
na delší fráze). Jiná část problému se dá řešit technikami nejistého (přibližného)
usuzování, např. fuzzy logikou aj. Obvykle existuje několik stavů světa, které
všechny vedou k téže komunikační akci, takže příjemce zprávy musí rozhodnout,
které stavy jsou pravděpodobnější.
Uvedené záležitosti jsou spojeny s tzv. vědou zabývající se přirozenými záleži-
tostmi--např. porozumění přirozenému jazyku a jeho zpracování.

126
Podstata jazyka
V zásadě lze odlišovat formální jazyky--např. C++ a logika prvního řádu jsou
rigidně definovány--a přirozené jazyky--např. čínština, angličtina, čeština,
používané lidmi ke vzájemné komunikaci.
Umělá inteligence využívá pro formální jazyky notaci v tzv. Backus-Naurově
formě (BNF). Formální jazyk je soubor řetězců složených ze sekvencí symbolů,
které jsou převzaty z konečné množiny terminálních symbolů. Určitou potíží při
práci s formálními a přirozenými jazyky je velké množství různých formalismů a
notací pro zápis gramatik--většina je však založena na myšlence frázové struk-
tury, tj. řetězce jsou složeny z podřetězců zvaných fráze z různých kategorií
(podstatná jména ­ noun phrases NP, slovesa ­ verb phrases VP, atd.).
Fráze jsou vhodným prostředkem, jemuž lze přiřazovat významy (sémantika).
Kategorizace frází napomáhá popsat přípustné řetězce jazyka. Lze říci, že jaká-
koliv fráze podst. jména NP může být kombinována (při dodržení určitých pod-
mínek) se slovesnou frází VP pro vytvoření fráze z kategorie věta (sentence S).
Bez těchto pojmů a pravidel by bylo velmi obtížné (nebo i nemožné) vysvětlit,
proč např. "v zásadě lze odlišovat formální jazyky a přirozené jazyky" je věta a
např. "odlišovat v a jazyky jazyky formální lze přirozené" věta není. V angličtině
např. "the wumpus is dead" je věta a "wumpus the dead is" věta není.
V různých jazycích existují ovšem různé gramatiky také vlivem odlišné podstaty
(v angličtině je slovosled vázán mnohem přísnějšími pravidly než v češtině, takže
přehození slov v češtině nemusí zrušit správnost kategorie věty, v angličtině však
ano). Gramatické kategorie a pravidla jsou součástí jazykovědy.
Kategorie typu NP, VP a S jsou neterminální symboly. V notaci BNF se přepi-
sovací pravidla skládají z jednoho neterminálního symbolu na levé straně a sek-
vence terminálů či neterminálů na pravé straně. Význam pravidla typu
S v NP VP
je v tom, že dává možnost vzít jakoukoliv frázi NP, připojit ji k jakékoliv frázi VP
a výsledkem je fráze typu S.

127
Komponenty komunikace
Typická komunikační episoda, kdy řečník (speaker) S chce sdělit proposici P
naslouchajícímu (hearer) H pomocí slov (words) W, se skládá ze sedmi procesů.
Tři procesy souvisejí s řečníkem:
Intence: S chce, aby H uvěřil P (typicky S sám věří P).
Generace: S vybere slova W (protože vyjadřují význam P).
Syntéza: S vysloví slova W (a obvykle je adresuje na H).
Čtyři procesy souvisejí s naslouchajícím:
Percepce: H vnímá W' (ideálně W' = W, ale je možné nějaké zkreslení
vjemu apod.).
Analýza: H inferuje, že W' má možné významy P1, ... , Pn (slova a
fráze mohou mít několik významů).
Desambiguace: H inferuje, že S měl v úmyslu sdělit Pi (ideálně Pi = P, ale
je možná chybná interpretace vjemu).
Inkorporace: H se rozhodne uvěřit (přijmout) Pi (nebo Pi odmítne, pokud
je mimo to, čemu již věří).

128
Předchozí obrázek ukazuje sedm procesů v kontextu příkladu (je použit příklad
anglické fráze "The wumpus is dead", přičemž "wumpus" byla kdysi jedna z
prvních počítačových her, kde agent prohledává jeskyni skládající se z částí
propojených chodbami--samotný wumpus byla bestie, skrývající se v některé
části a sežrala každého, kdo k ní vlezl; navíc v některých částech byly bezedné
šachty, do nichž bylo možno se propadnout, ovšem wumpus byl tak velký, že se
do šachty nevešel, takže se nemohl propadnout; jediným zmírněním potíží byla
občasná možnost nalézt hroudu zlata).
Intence: Z nějakého důvodu chce řečník sdělit něco potřebného
naslouchajícímu--zde řečník S má důvod informovat H, že
wupmus již dále není živ.
Generace: S použije znalost jazyka k rozhodnutí, co a jak říci o daném
faktu úmrtí wumpuse. Výběr slov a jejich uspořádání je
zatím větší problém než inverse, tj. rozumět sdělení,
protože dosud bylo věnováno větší úsilí pochopit sdělení
než vygenerovat sdělení ve srozumitelné formě.
Syntéza: Většina systémů umělé inteligence syntetizuje tištěný
výstup, což je v podstatě triviální úloha. Syntéza řeči (aby
zněla jako od člověka) nyní patří k populárním výzkum-
ným úkolům. Na obrázku agent syntetizuje řeč pomocí
řetězce zvuků přepsaného do jednoho z možných typů
fonetické abecedy pro angličtinu: [thaxwahmpahsihzdeyd].
Detaily zde nejsou důležité; podstatné je, že syntetizované
zvuky jsou něco odlišného od toho, co agent generuje.
Fonetický řetězec je navíc nepřerušován mezerami, aby
realizoval skutečnou rychlou řeč.
Percepce: Je-li médiem řeč, pak krok percepce se nazývá rozpoznání
řeči; je-li médiem tisk, pak jde o optické rozpoznání
znaků. Obě oblasti se již staly běžnými počítačovými
záležitostmi. Zde předpokládáme perfektní schopnost H
přijmout a dekódovat slova ze zvuku.
Analýza: Analýza zde má dvě hlavní části: syntaktickou interpretaci
(rozbor) a sémantickou interpretaci. Sémantická
interpretace zahrnuje jak porozumění významu slov, tak i
pragmatickou interpretaci (znalost o současné situaci).
Rozbor znamená proces přiřazování části jazyka (podstat-

129
né jméno, sloveso, atd.) každému ze slov ve větě a sesku-
pením slov do frází. Jednou z možností je vytvoření stro-
mu rozboru (viz předchozí obrázek). V tomto stromu
vnitřní uzly representují fráze, hrany použití gramatických
pravidel, a listy představují slova.
Sémantická interpretace je proces získání významu výroku
vyjádřeného v nějakém representačním jazyku. Na
předchozím obrázku jsou dvě možné sémantické
interpretace: wumpus je mrtev a wumpus je unaven (viz
různé významy anglického slova dead). Výroky s několika
možnými interpretacemi jsou tzv. nejednoznačné. Zde je
použita logika pro representaci, ale používají se i jiné
representace. Pragmatická interpretace je část sémantic-
ké interpretace, která bere do úvahy okamžitý stav--zde je
konstanta Now (nyní) nahrazena jinou, S3, pro danou
situaci.
Desambiguace: Většina řečníků nemusí být úmyslně nejednoznačná, ale
mnoho výroků přirozeného jazyka má několik legálních
interpretací. Komunikace funguje proto, že H odhaduje,
která interpretace odpovídá sdělení přijímanému od S.
Desambiguace je založena na pravděpodobnosti a přibliž-
ném usuzování (vliv nejistoty). Analýza vytváří možné
interpretace; desambiguace vybírá tu nejlepší.
Inkorporace: Zcela naivní agent může věřit všemu, co je mu sdělováno,
ale důmyslnější agent zachází se slovy W a odvozenou
interpretací Pi jako s přídavnými částmi uvažovanými spolu
s dalšími.
Předpokladem komunikace je, že a) agenti používají stejný jazyk, b) sdílejí stejný
kontext a c) jsou alespoň částečně racionální (aby správně reagovali na vjem řeči).

130
Dva modely komunikace
K současným nejvýznamnějším směrům studia komunikace agentů patří způsoby
změny representace "vnitřních názorů" agentů na slova, a naopak změny přijíma-
ných slov na "vnitřní názory" agentů, kde vnitřní názor znamená znalost ulože-
nou v nějaké vhodné formě v agentově znalostní bázi (znalostní bází se zde opět
rozumí soubor representací faktů o světě--znalostní báze poskytuje odpovědi na
dotazy např. přes dříve zmíněné funkce Tell a Ask v kapitole Plánování). Dva z
existujících modelů jsou následující:
1. Kódované zprávy: řečník S má na mysli určitou proposici P a zakó-
duje ji do slov (nebo nějakých jiných příznaků) W. Naslouchající H se
pokusí dekódovat zprávu W k získání původní proposice P (např.
Morseův kód--z teček a čárek, používaný kdysi pro výměnu zpráv). V
tomto modelu se v ideálním případě přenáší původní význam z hlavy S
prostřednictvím přenášené zprávy a interpretace H, aniž by došlo k
jakékoliv změně obsahu. Změnu obsahu však může způsobit např. šum
komunikačního kanálu nebo chyba při kódování/dekódování.
Limitace modelu kódovaných a dekódovaných zpráv vedla k jinému modelu:
2. Situační jazyk: význam zprávy závisí jak na slovech, tak i na situaci v
níž jsou slova vyslovena. Funkce kódování/dekódování zde mají navíc
argument, který representuje konkrétní, okamžitou situaci. Souvisí to
se skutečností, že tatáž slova mohou mít v různých situacích zcela
různé významy: "Já jsem teď zde" znamená pro Pepu v Praze v
pondělí něco zcela jiného než pro Frantu v úterý v Ostravě, apod.
Situační jazykový model má rovněž možný zdroj selhání komunikace:
mají-li S i H odlišné představy o aktuální situaci, pak nemusí být
zpráva předána na základě původního úmyslu.
Agenti mohou také komunikovat dvěma různými způsoby: oba sdílejí společný
vnitřní representační jazyk, nepotřebují tedy žádný externí jazyk. Jiní agenti
nemusí splňovat žádný předpoklad o vzájemném vnitřním jazyku, ale sdílejí
komunikační jazyk (např. podmnožinu angličtiny).

131
Komunikace pomocí Tell a Ask
Při tomto typu komunikace agenti sdílejí tentýž vnitřní representační jazyk a mají
přímý přístup ke svým znalostním bázím přes rozhraní Tell a Ask.
Agent A může předat proposici P agentovi B pomocí Tell (KBB , "P") stejně,
jako by přidal P do své znalostní báze pomocí Tell (KBA , "P"). Obdobně A
může zjistit, zda B zná Q pomocí Ask (KBB , "Q"). V umělé inteligenci, zabýva-
jící se uvedeným způsobem komunikace, se daný model nazývá telepatické spo-
jení. Schématický diagram ukazuje modifikaci agentů (pro umožnění vzájemného
přístupu ke svým znalostním bázím) přidáním vstup-výstupního zařízení ke KB,
tj. navíc k potřebným zařízením pro vstup/výstup vjemů a akcí:
Lidé nemají schopnosti telepatické komunikace, takže uvedený způsob komuni-
kace nemohou používat, ale je zcela možné naprogramovat skupinu robotů pomo-
cí společné interní representace a vybavit je rádiovými nebo infračervenými pro-
pojeními pro přímý přenos vnitřní representace znalostí mezi jejich znalostními
bázemi přes Tell a Ask.
V takovém případě je nutné, aby agenti kromě stejného vnitřního formátu repre-
sentace jazyka sdíleli mnoho symbolů. Některé symboly jsou statické: lze předem
pevně stanovit význam (konstanty, popis neproměnné části světa, apod.). Jiné
symboly jsou dynamické: vytvářejí je agenti tehdy, když začnou prozkoumávat
svět.
Se statickými symboly potíže nevznikají, ale obtížné bývá synchronizovat použití
dynamických symbolů.

132
Tři potíže se synchronizací dynamických symbolů:
1. Musí existovat takový postup přidělování názvů, aby A i B simultánně
nezaváděli tentýž symbol pro věci s různým významem. Jednou mož-
ností je zavedení agentova jména jako indexu nově zaváděného sym-
bolu, např. "At(HomeA)" znamená "doma u agenta A".
2. Je zapotřebí, aby existoval způsob stanovení relace pro symboly zave-
dené různými agenty, např. aby určitý agent byl schopen říci, zda PA1 a
třeba PB2 znamená stejné místo nebo ne. Problém narůstá s počtem
agentů.
3. Není snadné uvést v soulad rozdíly mezi znalostními bázemi různých
agentů. Pokud je komunikace volná a bezprostřední, pak všichni agen-
ti mohou postupovat tak, že rozešlou sdělení o nové skutečnosti všem
ostatním hned, jak se skutečnost dozví, takže každý bude mít stejnou
znalost. V realitě je však taková komunikace omezená, např. šířkou
pásma přenosu nebo tím, že nejsou neustále v propojení. Když se do-
stanou zpět do kontaktu, nastává problém s určením toho, co z nové
informace stojí za komunikaci a která zajímavá fakta ostatní agenti
znají.
Existuje přirozeně mnoho dalších problémů, např. telepatičtí agenti, jak byli po-
psáni, jsou zranitelní sabotáží (nějaký protřelý agent použije Tell k šíření lží a
naivní agent všemu uvěří).
Komunikace pomocí formálního jazyka
Z důvodů možnosti sabotáže a/nebo nemožnosti používat tentýž vnitřní jazyk ko-
munikuje většina agentů pomocí jazyka než prostřednictvím přímého přístupu do
znalostní báze. Následující diagram ukazuje typ komunikace pomocí jazyka:
agenti provádějí akce, které produkují jazyk, který mohou ostatní agenti přijímat
(vnímat). Externí komunikační jazyk se může samozřejmě lišit od interního re-
presentačního jazyka, a každý agent může mít rozdílný vnitřní jazyk. Nemusí se
shodnout na žádném interním symbolu, pokud každý z agentů je schopen
spolehlivě mapovat z externího jazyka do svých interních symbolů.

133
Externí komunikační jazyk s sebou přináší problémy spojené s generováním a
analýzou, a řada výsledků výzkumu z oblasti zpracování přirozeného jazyka
(NLP) se zde využívá. Nejobtížnější na komunikaci pomocí jazyka je stále pro-
blém č. 3 z předchozí podkapitoly: uvést rozdíly ve znalostních bázích agentů v
soulad. To, co říká agent A a jak agent B interpretuje výrok od A, závisí velmi
silně na vnitřních "názorech" obou agentů (včetně toho, jaký mají "názor" na
"názor" toho druhého agenta). Znamená to, že agenti mající tentýž interní a ex-
terní jazyk nemusí mít potíže s generováním a analýzou sdělení, ale stále pro ně
může být obtížné rozhodnout, co si navzájem sdělit.
V dalších úvahách se předpokládá využití omezené podmnožiny angličtiny pro
komunikaci agentů pomocí externího jazyka.
Formální gramatika pro podmnožinu angličtiny
Nechť je pro komunikaci použita omezená podmnožina angličtiny g0 (např. pro
komunikaci agentů ve zmíněném světě wumpus). Komunikační jazyk lze do
značné míry popsat pomocí technik pro formální jazyky, např. využití pevné
množiny písmen (pro psaný jazyk) nebo zvuků (pro mluvený jazyk). Symboly
jsou formovány do řetězců, řetězce do frází apod. Ne celý jazyk lze takto popsat,
protože např. není jasné, co vše do jazyka patří (existují dialekty, rozdíly např. v
kanadské, britské, australské a americké angličtině, vznikají přirozené časové
změny--angličtina ze středověku je odlišná od současné, přičemž obdobné zále-
žitosti platí i pro jiné jazyky, definice lingvistů se mohou lišit, apod.). Kromě toho
existuje mnoho negramatických výroků, kterým lze bez problémů porozumět.

134
Řada frází a vět nemusí být správných na vyšší gramatické úrovni, ale z části jsou
správné, a pro různé mluvčí se mohou pohybovat od správného k nesprávnému;
příklady z angličtiny:
To whom did you send the letter?
Next to whom did you stand?
Of whom did you meet a friend?
Of whom did you see the dealer that bought the picture that Vincent
painted?
Skutečně obtížnou částí zpracování přirozeného jazyka je sémantická interpreta-
ce (stanovení významu) a desambiguace (odstranění mnohovýznamnosti). V
programovacích jazycích je v principu každé vyjádření příkazem, zatímco v
přirozeném jazyce musí naslouchající rozpoznat, zda jde o příkaz, dotaz, sdělení,
slib... Dále bude jako příklad použita formální definice jazyka g0.
Lexikon g0
Lexikon je seznam povolených slov, která jsou seskupována do kategorií či částí
řeči srozumitelné uživatelům slovníku: podst. jména, zájmena, názvy označují vě-
ci, slovesa označují události, příd. jména modifikují podstatná jména, a příslovce
modifikují slovesa. Dalšími kategoriemi jsou členy (a, an, the), předložky (in, on,
at, ...), a spojky (and, or, ...). Příklad ukazuje malý lexikon pro svět hry wumpus:
podstatné jméno v stench | breeze | glitter | nothing | wumpus | pit | pits | gold | east | ...
sloveso v is | see | smell | shoot | feel | stinks | go | grab | carry | kill | turn | ...
přídavné jméno v right | left | east | south | back | smelly | ...
příslovce v here | there | nearby | ahead | right | left | east | south | back | ...
zájmeno v me | you | I | it | ...
název v John | Mary | Boston | Aristotle | ...
člen v the | a | an | ...
předložka v to | in | on | near | ...
spojka v and | or | but | ...
číslice v 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Každá kategorie v zobrazeném příkladu má na konci tři tečky ... k tomu, aby bylo
zjevné, že existují i další slova v kategorii. Pro chybějící slova jsou dva důvody:

135
1) podst. jména, slovesa, příd. jména a příslovce: nelze je vyjmenovat všechny,
protože je jich veliké množství v každé třídě a navíc jich neustále přibývá (např.
slovo fax je běžně používáno teprve omezenou dobu); tyto čtyři kategorie tvoří
tzv. otevřenou třídu.
2) Ostatní uvedené kategorie tvoří tzv. uzavřenou třídu: mají malý počet slov,
které v principu lze vyjmenovat a mění se spíše během staletí než měsíců (např.
zájmena thee a thou byla obecně užívána v 17. století, v 19. byla na ústupu a v
současnosti je lze nalézt jen v poezii a některých regionálních dialektech).
Gramatika g0
Slova je nutno kombinovat do frází. V g0 se použije pět neterminálních symbolů k
definici různých druhů frází: věta S (sentence), fráze podst. jména NP (noun
phrase), fráze slovesná VP (verb phrase), předložková fráze PP (prepositional
phrase), a vztažná věta RelClause (relative clause)--následuje a modifikuje NP,
např. The agent who gave me the gold is there. Například pro svět wumpus:
S v NP VP I + feel a breeze
| S spojka S I feel a breeze + and + I smell a wumpus
NP v zájmeno I
| podst. jméno pits
| člen podst. jméno the + wumpus
| číslice číslice 3 4
| NP PP the wumpus + to the east
| NP RelClause the wumpus + that is smelly
VP v sloveso stinks
| VP NP feel + a breeze
| VP příd. jméno is + smelly
| VP PP turn + to the east
| VP příslovce go + ahead
PP v předložka NP to + the east
RelClause v that VP that + is smelly

136
Syntaktická analýza (rozbor)
Existuje mnoho algoritmů pro syntaktickou analýzu. Zde je uveden velmi jedno-
duchý algoritmus, který nedeterministicky vybírá jeden možný strom rozboru
(parse tree), pokud existuje. Zpracovává seznam slov jako les rozborů (parse
forest): uspořádaný seznam stromů rozboru. V každém kroku hlavní smyčky
nalézá nějakou posloupnost elementů lesa, která odpovídá pravé straně některého
gramatického pravidla. Pak nahradí posloupnost jednoduchým stromem rozboru,
jehož kategorie je na levé straně pravidla a jehož potomci jsou uzly v původní
posloupnosti:
Pro ukázku je uvedeno, jak by rozbor probíhal pro řetězec "the wumpus is dead":
(Detailní informace o využívání gramatiky poskytuje oblast NLP.)

137
Sémantická interpretace
Sémantika formálních jazyků je na rozdíl od jazyků přirozených poměrně snadná.
Není obtížné zjistit význam zápisů "X+Y" v aritmetice nebo "X v Y" v logice,
protože mají tzv. kompoziční sémantiku: sémantika libovolné fráze je funkcí
sémantiky sub-frází; nezáleží na jakékoliv jiné frázi před, po nebo zahrnuté v
dané frázi. Je-li znám význam X a Y (a také +), pak je jasný význam celé fráze.
Mimo jednoduchý jazyk aritmetiky nebo logiky je situace mnohem složitější.
Např. v nějakém programovacím jazyku může mít výraz "10+10" sémantickou
interpretaci 4, pokud se výraz vyskytne v delším řetězci:
Base(2);
x w 10+10;
Ovšem i zde lze obhájit kompoziční sémantiku, pokud se vyjde z tvrzení, že
sémantická funkce asociovaná s "x+y" je sečíst x a y pro daný číselný základ.
Velkou výhodou kompoziční sémantiky je totéž jako u tzv. bezkontextových
gramatik: umožňuje zpracovávat nekonečnou gramatiku pomocí konečné (a často
malé) množiny pravidel.
Z povrchního pohledu by se zdálo, že přirozené jazyky nemají kompoziční sé-
mantiku. Ve frázi "The batter hit the ball" (pálkař trefil míček) lze očekávat sé-
mantickou interpretaci slova "batter" jako "někdo, kdo máchá pálkou" a "ball"
jako "sférický sportovní předmět". Ale ve frázi "The chef mixed the batter to be
served at the ball" (kuchař namíchal těsto tak, aby se podávalo jako kuličky) se dá
očekávat, že dvě slova mají jiný význam. Z toho by se dalo usoudit, že "ball" a
"batter" závisí nekompozičně na okolním kontextu.
Tyto sémantické interpretace jsou však pouze předpokládané a preferované, ni-
koliv jediné možné. Slovo "ball" také znamená "ples, bál". Je zcela možné, že
"The batter hit the ball" se vztahuje k tomu, že směs koláčů vypadala velkolepě
na formálním tanci--při dostatečném úsilí lze vytvořit příběh, kde uvedený
význam je preferovaný.
Shrnutí: Samotná sémantická interpretace nemůže zajistit správnou interpretaci
fráze nebo věty. Kompoziční přístup je v moderních systémech zabývajících se
přirozenými jazyky jeden z nejpoužívanějších.

138
Je ale zapotřebí použít dva kroky: sémantická interpretace odpovídá za kombi-
naci významů kompozičně tak, aby byly získány možné interpretace, a desambi-
guace (odstranění nejednoznačnosti) odpovídá za výběr nejlepší interpretace.
Sémantika výrazu "John loves Mary"
Následující popis se týká vytvoření gramatiky pro velmi malou podmnožinu ang-
ličtiny. Prvním krokem je stanovení faktů--jaké sémantické representace s který-
mi frázemi mají být asociovány. Bude použita jednoduchá věta "John loves
Mary" asociována se sémantickou interpretací Loves(John,Mary). Ve větě je
snadné vidět, z kterých slov pocházejí které části sémantické interpretace.
Komplikovanější částí je rozhodnutí, jak ty části dát dohromady, zejména pro
mezifráze typu VP "loves Mary", kde VP je slovesná fráze. Sémantická inter-
pretace dané fráze není ani logický výraz, ani kompletní logická věta. Intuitivně,
"loves Mary" je popis, který lze nebo nelze aplikovat na konkrétní osobu (v tom-
to případě se vztahuje k osobě John). Znamená to, že "loves Mary" je predikát,
který v kombinaci s termem representujícím osobu (která miluje) dává kompletní
logický výraz. Za použití 8-notace lze representovat "loves Mary" jako predikát:
8x Loves(x, Mary).
(8-operátor se používá k zápisu funkce z výrazu, např. výraz x2
-y2
se přepíše na
8x,y x2
-y2
, např. (8x,y x2
-y2
)(25, 24) = 252
-242
=49; funkce popisuje, co jsou argu-
menty a že se má udělat rozdíl druhé mocniny prvního a druhého argumentu; viz
případně i jazyk Lisp.)
NP "Mary" lze representovat logickou konstantou Mary. To vede k definici pra-
vidla "NP se sémantikou obj následováno VP se sémantikou rel dává větu S, jejíž
sémantika je výsledkem aplikace relace rel na objekt obj":
S(rel(obj)) v NP(obj) VP(rel)
Pravidlo říká, že sémantická interpretace "John loves Mary" je
(8x Loves(x, Mary))(John)
což je ekvivalentní Loves(John,Mary).

139
Protože slovesné fráze VP jsou representovány jako predikáty, je vhodné konsis-
tentně representovat rovněž slovesa jako predikáty. Slovo "loves" je represento-
váno jako
8y 8x Loves(x,y),
což je predikát, který s argumentem y = Mary vrací predikát 8x Loves(x, Mary).
Pravidlo VP v Verb NP (verb phrase=slovesná fráze, verb=sloveso) aplikuje pre-
dikát [který je sémantickou interpretací slovesa na objekt, který je sémantickou
interpretací NP (noun phrase=podstatné jméno)] k získání sémantické interpreta-
ce celé slovesné fráze VP. Gramatika a strom rozboru (se sémantickými interpre-
tacemi pro řetězec "John loves Mary") jsou následující:
S(rel(obj)) v NP(obj) VP(rel)
VP(rel(obj)) v Verb(rel) NP(obj)
NP(obj) v Name(obj)
Name(John) v John
Name(Mary) v Mary
Verb(8x 8y Loves(x,y)) v loves

140
Nejednoznačnost a její odstraňování
Nejednoznačnost (ambiguita) a její odstraňování (desambiguace) hraje výraznou
roli v procesu komunikace (interpretační fáze). V ideálním případě má řečník S na
mysli sdělení P a provede akci mluvení, která však může mít několik interpretací,
a je otázkou, kterou z interpretací lze v dané situaci považovat za nejlepší
vzhledem k předávání výroku P. Naslouchající H si je možné nejednoznačnosti
vědom a P interpretuje--odstraňuje víceznačnost. Někdy může H být zmaten a
požádat o vyjasnění, to ale při častém opakování vede ke zdržování komunikace,
zejména pokud dojde k dalšímu, vícenásobnému "vyjasňování vyjasňovaného".
Existuje velmi mnoho narušení plynulé komunikace, ale ukazuje se, že největším
problémem je to, že většina toho, co je vyřčeno, je nejednoznačné. Typickým
příkladem jsou např. titulky zpráv (známým příkladem je novinový titulek z doby
druhé světové války: Americans pushes bottle up Germans: i z hlediska překladu
nelze přesně říci, co je významem--např. bottle může znamenat láhev, odvaha,
otýpka, a nahromadění nejednoznačných pojmů do fráze činí interpretaci často
nemožnou).
Lexikální ambiguita je nejjednodušším typem ambiguity, kde nějaké jedno slo-
vo má více významů. Např. anglické přídavné jméno hot znamená horký, kořeně-
ný, nejnovější, nesnesitelný, dychtivý, rozčilený, skvělý, čerstvý, radioaktivní, se-
xy, populární, ukradený aj. (v kterémkoliv přirozeném jazyce lze nalézt obdobné
příklady). Lexikální ambiguita zahrnuje také nejednoznačnost kategorie slova:
back je příslovce v go back, přídavné jméno v back door, podstatné jméno v the
back of the room, a sloveso v back up your files.
Syntaktická ambiguita (strukturální ambiguita) se může vyskytnout jak s
lexikální nejednoznačností, tak i bez ní. Např. I smelled a wumpus in 2,2 (kde 2,2
znamená označení koordinát výskytu wumpuse v dané hře) má dva výsledky
rozboru: v jednom propoziční fráze modifikuje podstatné jméno, v druhém
modifikuje sloveso. Syntaktická ambiguita vede k další ambiguitě, k sémantické.
Sémantická ambiguita v uvedeném příkladu znamená, že buď wumpus je v 2,2 a
je odtud cítit nebo zápach je cítit v 2,2 a wumpus je někde jinde (cítil jsem
(wumpuse v 2,2) nebo (v 2,2 jsem cítil) wumpuse). Zde by chybná interpretace
mohla být osudovou chybou vzhledem k zaměření wumpuse. Rovněž může dojít
k tomu, že se sémantická nejednoznačnost objeví i ve frázích, kde není lexikální
nebo syntaktická ambiguita. Např. fráze coast road (pobřežní silnice) může
znamenat silnici vedoucí po pobřeží nebo silnici vedoucí k pobřeží.

141
Referenční ambiguita je všudypřítomná forma nejednoznačnosti. Anaforické
(odkazové na předchozí kontext) výrazy typu it se mohou odkazovat téměř na vše.
Referenční ambiguita se vyskytuje v komunikaci proto, že přirozené jazyky
obsahují v silně převažující míře slova pro kategorie, nikoliv pro individuální
objekty [neexistuje slovo pro the-apple-I-had-for-lunch-today (jablko, které jsem
měl dnes k obědu), pouze kategorie typu apple (jablko)].
Pragmatická ambiguita se objevuje tehdy, když promlouvající S a naslouchající
H se neshodnou na tom, co je okamžitá situace. S říká "setkám se s tebou příští
čtvrtek" za předpokladu, že se mluví o 12. dni měsíce, ale H si myslí, že se jedná
o 19., takže dojde k chybné komunikaci. Jiný příklad je výše v podkapitole Dva
modely komunikace ve zmínce o situačním jazyku (slovo "zde").
Lokální ambiguita se někdy objevuje ve frázi či větě, kde lze udělat rozbor pod-
řetězce několika způsoby, ale pouze jeden z nich se shoduje s širším kontextem
celého řetězce. Např. v programovacím jazyce C je význam řetězce "*c" buď
"pointer na c", pokud se řetězec vyskytuje v deklaraci char *c; nebo "vynásob
hodnotou c" pokud se vyskytuje ve výrazu "2*c". Podobně v angličtině je pod-
řetězec "the radio broadcasts" fráze NP v širším kontextu "the radio broadcasts
inform", zatímco v jiném kontextu "the radio broadcasts information" jde o frá-
zi NP "the radio" následovanou další frází VP "broadcasts information"
(broadcasts je vysílání jako podstatné jméno v množném čísle nebo vysílá jako
sloveso, tj. rozhlasová vysílání informují nebo rozhlas vysílá informace).
Fráze či věta může být syntakticky nejednoznačná, ale sémanticky jednoznačná.
Např. "S1 a S2 a S3" má dva různé rozbory "(S1 a S2) a S3" a "S1 a (S2 a S3)", ale
stejný význam vzhledem k asociativnosti konjunkce a (to ale nemusí být obecně
platné a může záležet na typu jazyka a gramatiky).
Vágnost (ve smyslu nejasnost, neurčitost, nejistota) je v přirozených jazycích ob-
vyklá. Výrok "Venku je horko" se týká teploty, ale termín "horko" je vágní, tak-
že je možná vcelku široká interpretace (pro někoho je venku horko při 25/C, pro
jiného při 32/C, apod.).
Nejednoznačnost může vyplynout i z typu akce řeči: Na dotaz "Víš, kolik je ho-
din?" odpoví H "ano" nebo může odpovědět hodnotou času, např. "půl sedmé a
tři minuty". Obojí může být pro tentýž dotaz správné, ovšem v závislosti na typu
otázky (a např. kontextu, apod.).

142
Desambiguace
Desambiguace je v principu problém diagnózy, tj. rozboru a rozpoznání. Naslou-
chající H si udržuje model světa a na základě vyslechnutí nové akce řeči přidá
možné interpretace toho, co slyšel, k modelu jako hypotézy. K interpretacím lze
využít různé techniky zpracování nejistoty a přibližnosti (logika monotonická a
nemonotonická, pravděpodobnosti, shlukování, stochastická simulace, Bayesovy
metody, tvorba a zpracování pravidel, Dempster-Shaferova metoda, znalostní in-
ženýrství, fuzzy usuzování, aj.).
K úspěšnému výsledku je zapotřebí, aby svět obsahoval co nejvíce informací o
světě. Např. ke korektnímu vyřešení syntaktické ambiguity v anglické větě
"Joseph saw the Grand Canyon flying to New York" (Josef viděl Grand Canyon
při letu do New Yorku) je nutno vědět, že je mnohem pravděpodobnější, že
Josef--a nikoliv Grand Canyon--letěl letadlem (a tedy že Josef neviděl Grand
Canyon letící do New Yorku).
Je také zapotřebí mít dobrý model o názorech S a H, aby se dalo uřčit, co měl S v
úmyslu říci. Např. obvyklá interpretace anglického sdělení "I am not a crook" je,
že "nejsem zloděj", i když lze sdělení také přeložit jako "nejsem pastýřská
berla". Podobně slovo "bank" znamená mj. "břeh, lavice, banka", ale je značně
pravděpodobné, o co jde ve výroku "Jimmi keeps his money in the bank", tj.
Jimmi asi nezahrabává své peníze do břehu (i když i to je možné).
Desambiguace obecně vyžaduje kombinaci čtyř modelů:
1. Model světa: pravděpodobnost výskytu faktu ve světě.
2. Mentální model: pravděpodobnost, že řečník S má úmysl sdělit fakt
naslouchajícímu H, a to za předpokladu, že k výskytu faktu došlo (je
vhodné uvážit i případy, kdy k faktu nedošlo a S o tom nemá správnou
informaci nebo úmyslně lže). Zde se rovněž kombinuje model názorů S
s modelem toho, jaký má S názor na názory H, atd.
3. Model jazyka: pravděpodobnost toho, že bude zvolen určitý řetězec
slov za předpokladu, že S má intenci komunikace o určitém faktu.
4. Akustický model: pravděpodobnost vygenerování konkrétní sekvence
zvuků za předpokladu, že S vybral daný řetězec slov (problém obecně
souvisí s řešením úloh v oblasti příjmu a vysílání signálů--zpracování
visuálních a sluchových vjemů, jejich zpracování, vytváření a
předávání--to je mimo rozsah předmětu).

143
Zcela jistým a posledním důvodem, proč správná interpretace je tak velmi obtíž-
ný problém, je skutečnost, že může existovat několik správných interpretací. Např.
vtipy jsou často založeny na tom, že H se pobaví pomocí dvou současně platných
interpretací. Většina programů, schopných porozumění, zatím ignoruje tyto
skutečnosti (možnost současného výskytu několika případů).
Bezkontextové gramatiky neposkytují příliš užitečný jazykový model, protože
gramatika neříká, který řetězec je pravděpodobnější než jiný--prostě dělí řetězce
do dvou tříd: gramatické a negramatické.
Nejjednodušší formou je poskytnout pravděpodobnostní rozdělení pomocí pra-
vděpodobnostní bezkontextové gramatiky (tzv. PCFG--probabilistic context-
free grammar). V jazykovém modelu PCFG má každé přepisovací pravidlo aso-
ciovanou pravděpodobnost, a součet pravděpodobností pro všechna pravidla, ma-
jící tutéž levou stranu, je 1. Např.:
S v NP VP (0.9)
S v S konjunkce S (0.1).
V modelu PCFG je pravděpodobnost řetězce, P(words), pouhou sumou pravdě-
podobností jeho stromů rozboru (parsing trees)--jeden strom pro jednoznačný
řetězec, žádné stromy pro negramatický řetězec a několik stromů pro nejedno-
značný řetězec. Pravděpodobnost daného stromu je součinem pravděpodobností
všech pravidel, která tvoří uzly stromu.
Problémem PCFG je bezkontextovost, neboli rozdíl mezi např. P("I ate a ba-
nana") a P("I ate a bandana") [tj. "jedl jsem banán" a "jedl jsem šátek" (ban-
dana je typ barevného bavlněného nebo hedvábného šátku)], záleží výhradně na
P("banana") versus P("bandana"), a nikoliv na relaci mezi slovesem "ate" a
odpovídajícími podstatnými jmény. K získání takového vztahu je zapotřebí něja-
ký druh kontextově závislého modelu.
Pozn.: V současnosti zřejmě převažují pravděpodobnostní techniky desambi-
guace, které vycházejí z existence tzv. textových korpusů, z nichž se odvozují
příslušné statistiky a pravděpodobnosti. Existují i korpusy pro český jazyk. Sa-
mozřejmě záleží na tom, kdy a z čeho je korpus sestavován a jak je rozsáhlý, tak-
že různé korpusy mohou vést k více čí méně odlišným výsledkům.