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Abstract

In this chapter I propose that frames provide the fundamental representation of knowledge in human cognition. In the first section, I raise problems with the feature list representations often found in theories of knowledge, and I sketch the solutions that frames provide to them. In the second section, I examine the three fundamental concepts of frames: attribute-value sets, structural invariants, and constraints. Because frames also represents the attributes, values, structural invariants, and constraints within a frame, the mechanism that constructs frames builds them recursively. The frame theory I propose borrows heavily from previous frame theories, although its collection of representational components is somewhat unique. Furthermore, frame theorists generally assume that frames are rigid configurations of independent attributes, whereas I propose that frames are dynamic relational structures whose form is flexible and context dependent. In the third section, I illustrate how frames support a wide variety of representational tasks central to conceptual processing in natural and artificial intelligence. Frames can represent exemplars and propositions, prototypes and membership, subordinates and taxonomies. Frames can also represent conceptual combinations, event sequences, rules, and plans. In the fourth section, I show how frames define the extent of conceptual fields and how they provide a powerful productive mechanism for generating specific concepts within a field.

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Abstract

Begriffsorientiertes Information Retrieval bedarf einer informationswissenschaftlichen Theorie der Begriffe sowie der semantischen Relationen. Ein Begriff wird durch seine Intension und Extension sowie durch Definitionen bestimmt. Dem Problem der Vagheit begegnen wir durch die Einführung von Prototypen. Wichtige Definitionsarten sind die Begriffserklärung (nach Aristoteles) und die Definition über Familienähnlichkeiten (im Sinne Wittgensteins). Wir modellieren Begriffe als Frames (in der Version von Barsalou). Die zentrale paradigmatische Relation in Wissensordnungen ist die Hierarchie, die in verschiedene Arten zu gliedern ist: Hyponymie zerfällt in die Taxonomie und die einfache Hyponymie, Meronymie in eine ganze Reihe unterschiedlicher Teil-Ganzes-Beziehungen. Wichtig für praktische Anwendungen ist die Transitivität der jeweiligen Relation. Eine unspezifische Assoziationsrelation ist bei den angepeilten Anwendungen wenig hilfreich und wird durch ein Bündel von generalisierbaren und fachspezifischen Relationen ersetzt. Unser Ansatz fundiert neue Optionen der Anwendung von Wissensordnungen in der Informationspraxis neben ihrem "klassischen" Einsatz beim Information Retrieval: Erweiterung von Suchanfragen (Anwendung der semantischen Nähe), automatisches Schlussfolgern (Anwendung der terminologischen Logik in Vorbereitung eines semantischen Web) und automatische Berechnungen (bei Funktionalbegriffen mit numerischen Wertangaben).