Universidad de Los AndesFacultad de Ingeniería

Centro de Simulación y Modelos (CESIMO)Maestría de Modelado y Simulación de Sistemas

Presentación de la tesis de maestría de Luis Astorga

Tutoría de Jacinto Dávila

Jurado: Melva Márquez, Valmore Agelvis y Jacinto Dávila

Simulación Lógica de Relatos Narrativos

Una aplicación de inteligencia artificial en semiótica

Objeto matemático “árbol”

• Estructura sintáctica de jerarquía• Relaciones de orden de dominio y de precedencia• Aplicación de etiquetaje

Lógica de predicados expresada en árboles

• Constantes: {a,b,c,...}

• Variables: {X,Y,Z,...}

• Funciones: {f,g,h,...}

• Predicados: {p,q,r,...}

• Conectores: {¬, ,→,←,↔}

• Cuantificadores: {, }

Semántica de predicados

Programación Lógica

• La programación lógica es un formalismo computacional que recurre al lenguaje de la lógica para representar conocimiento, y usa la inferencia para manipularlo.

• Forma normal de cláusulas

• Regla de inferencia resolución

Algoritmo de reducción a cláusulas

Programa Lógico

Resolución

Ejemplo insensato de programa lógico

SLD-refutación

• S especifica la función de selección de literales en la meta candidato a aplicar resolución, la más frecuente es la selección de izquierda a derecha,

• L de lineal, indica que cada paso de resolución usa como uno de los padres el resolvente de la resolución anterior, y el otro una cláusula del programa lógico que unifica con el primero,

• D porque las cláusulas del programa deben ser definidas (al menos un terminal positivo).

Negación por falla (1)

SLD-refutación en el programa insensato del ejemplo falla en aplicar resolución a la submeta ←poesia(luis,itaca)

Tampoco puede refutar ← ¬poesia(luis,itaca) porque no está diseñado para ello.

En forma coloquial puede decirse que el programa no "sabe" nada acerca de poesia(luis,itaca).

Pero los programas lógicos aplicados a la representación de situaciones reales deben poder manejar de manera útil y precisa las negaciones de los hechos tanto como sus afirmaciones.

Negación por falla (2)

• Asunción semántica: la suposición de un mundo cerrado consiste en asumir que Φ determina todo el conocimiento sobre las relaciones mencionadas en el lenguaje;

Φ* = Φ U {¬φ:no se tiene que Φ |= φ}• Asunción sintáctica: si no existe una SLD-refutación de una submeta

← φ entonces ← no(φ) es cierto.

Es una negación metalingüística y expresa la imposibilidad del programa lógico de refutar la fórmula negada como submeta, esto es, que todas las ramas de su propio árbol de refutación terminan en falla, cuadrados negros en la representación gráfica.

Esta operación supone permitir al programa incorporar literales negados (de esta forma) en los cuerpos de las reglas

Ampliación de SLD-refutación

• Redefinición de los términos de la forma normal de cláusulas, (forma general de cláusulas) permitiendo la negación por falla de literales incluyendo el meta-predicado no(literal): Programa lógico general.

• Redefinición del método de inferencia resolución. Al encontrar un literal negado el mecanismo le abre inmediatamente una refutación aparte y aplica resolución. Si ésta falla, su negación tiene éxito y continua el proceso, pero si no, es la refutación madre que falla.

• Se imponen algunas restricciones, por ejemplo, ningún literal negado puede tener variables.

• A esta ampliación de SLD-refutación se le llama SLDNF-refutación

Ejemplo de SLDNF-refutación

Notaciones de PROLOG

• Los objetos de PROLOG son constantes, variables o listas, cuyos elementos son constantes o listas.

• Las listas permiten la definición recursiva de predicados.

• Las listas se presentan como [primer_elemento | Cola].

• Los símbolos condicional y conjuntivo, y , se escriben “:-” y “,”

• Una estructura de árbol como ilustra la figura se puede representar por (a,[(b,[]),(c,[(d,[]),(e,[])])])

Representación de procesos

• Una de las problemáticas que aborda la inteligencia artificial es la representación de procesos, y para ello implementa múltiples formalismos, entre ellos el cálculo de situaciones y el cálculo de eventos.

• Básicamente, son procedimientos que registran efectos de acciones en situaciones descritas formalmente.

• Éstos han sido también formulados en lenguaje de programación lógica.

Cálculo de situaciones (1)

Su lenguaje incluye:

(i) propiedades, representadas por la variable P,P1,P2,...,

(ii) situaciones, representadas por variables S,S1,S2.... , y la situación inicial designada por s0,

(iii) acciones, representadas por la variable A,A1,A2,...,

(iv) una función "resulta(acción,situación)= situación", que representa la situación resultante del efecto de una acción sobre el sistema,

(v) un predicado "obs(propiedad,situación)" que representa la observación de una propiedad en una situación dada, y

(vi) un predicado "afecta(acción,propiedad,situación)" que dice cuando la acción afecta a la propiedad en una situación dada.

Cálculo de situaciones (2)

Su programa lógico es la conjunción de cláusulas generales;

(i) Observaciones iniciales: obs(P,s0)

(ii) Axiomas de efecto: obs(P,resulta(A,S)) ← donde no menciona los predicados afecta y toda

ocurrencia del predicado obs es de la forma obs(Pn,S)

(iii) Axioma de contexto obs(P,resulta(A,S)) ← obs(P,S) no(afecta(A,P,S))

(iv) Aserciones de cambio: afecta(A,P,S) ←

Ejemplo de cálculo de situaciones

• Dinámica de circulación de un objeto entre cuatro personas.• Personajes: Alicia, Teresa, Josefa y Alesa.• El objeto puede ser una pelota, un secador de pelo, un novio o

cualquiera que se adapte al enunciado pragmático.• Se parte de una situación inicial: Alesa tiene el objeto. • Las propiedades son la posesión del objeto con(X,objeto) y la

carencia del objeto sin(X,objeto).• Las acciones son interviene(Z,Y,X), arrebata(Y,X) o

entrega(X,Y). • La función resulta,

resulta(accionn,...,resulta(accion2,resulta(accion1,s0))...),

ha sido sustituida por una lista de acciones

[accionn, ...,accion2, accion1]

Cálculo de eventos (1)

Su lenguaje incluye;

(i) propiedades: P, P1, P2,...,

(ii) acciones: A, A1, A2,...,

(iii) tiempos, representados por variables T, T1, T2,...,

(iv) predicado obs(propiedad,tiempo),

(v) predicado cambio(propiedad,tiempo1,tiempo2),

(vi) predicado sucede(acción,tiempo),

(vii) predicado inicial(propiedad),

(viii) predicado inicia(acción,propiedad,tiempo), y

(ix) predicado termina(acción,propiedad,tiempo)

Cálculo de eventos (2)

Programa lógico;

(i) Observaciones iniciales: inicial(P)

(ii) Cláusulas de sucesos: sucede(A,T)

(iii) Cláusulas causales: inicia(A,P,T)← termina(A,P,T)← (iv) Axiomas de persistencia:

obs(P,T) ← inicial(P) no(cambia(P,0,T))

(v) Axiomas de efecto:

obs(P,T2) ← sucede(A,T1) inicia(A,P,T1)

(T1<T2

) no(cambia(P,T1,T2))

(vi) Aserciones de cambio:

cambia(P,T1,T2) ← sucede(A,T) termina(A,P,T)

(T1<T) (T<T2)

Ejemplo de cálculo de eventos

• El mismo ejemplo anterior expresado en este cálculo.

• El proceso simulado debe darse explícitamente en el programa:

sucede(A,2):- A = entrega(alesa,alesa,teresa).

sucede(A,4):- A = interviene(alesa,teresa,josefa).

sucede(A,6):- A = arrebata(alicia,josefa,alicia).

sucede(A,8):- A = entrega(alicia,alicia,teresa).

• No responde a preguntas de tipo:

? obs(Propiedad,X).

Cálculo narrativo (1)

(i) propiedades: P, P1, P2,..., (ii) acciones: A, A1, A2,..., (iii) historia, conjunción de acciones en secuencia: H, H1, H2..., (iv) predicado obs(propiedad,historia)(v) predicado cambio(propiedad,historia) (vi) predicado sucede(acción,historia) (vii) predicado inicial(propiedad) (viii) predicado inicia(acción,propiedad,historia) (ix) predicado termina(acción,propiedad,historia) que representa el

fin de una propiedad durante una historia, (x) función "antes(acción,historia)= historia", que representa la

operación de extraer la subhistoria anterior a la última ocurrencia de la acción, inclusive,

(xi) función "despues(acción, historia)= historia", que representa la operación de extraer la subhistoria posterior a la última ocurrencia de la acción.

Cálculo narrativo (2)

(i) Observaciones iniciales: inicial(P)

(ii) Cláusulas de sucesos: sucede(A,H)

(iii) Cláusulas causales: inicia(A,P,H) ←

termina(A,P,H) ← (iv) Axiomas de persistencia:

obs(P,H) ← inicial(P) no(cambia(P,H))

(v) Axiomas de efecto:

obs(P,H) ← sucede(A,H) inicia(A,P,antes(A,H))

no(cambia(P,despues(A,H))

(vi) Aserciones de cambio:

cambia(P,H) ← sucede(A,H) termina(A,P,H)

Ejemplo de cálculo narrativo (1)

• Simulación de circulación de objetos cognitivos: juego de dimes y diretes.

• Circunstancia melodramática de seis actores: madrastra_maluca, abuelo_puto, reinaldito, orfelinda, mesopotamio y carmen_adicta.

• Cuatro propiedades: sabe(X,verdad), ignora(X,verdad), cree(X,rumor) y duda(X,rumor), a partir de la situación inicial:

inicial(sabe(madrastra_maluca,verdad)). inicial(cree(abuelo_puto,rumor)). inicial(ignora(reinaldito,verdad)). inicial(ignora(orfelinda,verdad)). inicial(duda(mesopotamio,rumor)). inicial(duda(carmen_adicta,rumor)).

Ejemplo de cálculo narrativo (2)

Doce acciones que inician y terminan propiedades según ciertas condiciones

Acción inicia cond_inicial termina cond_term. comunica(X,Y) sabe(Y,v) sabe(X,v),igno(Y,v) igno(Y,v) sabe(X,v) averigua(X,Y) sabe(X,v) igno(X,v),sabe(Y,v) igno(X,v) sabe(Y,v) desdice(X,Y) duda(Y,r) duda(X,r),cree(Y,r) cree(Y,r) duda(X,r) intriga(X,Y) cree(Y,r) cree(X,r),duda(Y,r) duda(Y,r) cree(X,r) confirma(X,Y) sabe(Y,v) sabe(X,v),cree(Y,r) cree(Y,r) sabe(X,v) aclara(X,Y) sabe(X,v) cree(X,r),sabe(Y,v) cree(X,r) sabe(Y,v) convence(X,Y) sabe(Y,v) sabe(X,v),duda(Y,r) duda(Y,r) sabe(X,v) confunde(X,Y) cree(Y,r) duda(X,r),sabe(Y,v) sabe(Y,v) duda(X,r) ilusiona(X,Y) cree(Y,r) cree(X,r),igno(Y,v) igno(Y,v) cree(X,r) indaga(X,Y) cree(X,r) igno(X,v),cree(Y,r) igno(X,v) cree(Y,r) especula(X,Y) duda((Y,r) duda(X,r),igno(Y,v) igno(Y,v) duda(X,r) sospecha(X,Y) duda(X,r) igno(X,v),duda(Y,r) igno(X,v) duda(Y,r)

Ejemplo de cálculo narrativo (3)

Visión somera de la guionística de cine • La intención normativa la construcción dramática condicionada por tres

factores: la forma expresiva, los hechos narrados y el efecto psicológico.

• El tratamiento de la información en el relato obedece a una economía de recursos según estrategias de emisión (suposición, anticipación, revelación o falsificación) para producir efectos psicológicos.

• La caracterización dramática de los personajes (carácter, edad, posición, relaciones, etc.) se manifiesta en figuras de oposición o contraste.

• Los aspectos de la acción en el relato son; una motivación, una intención y un objetivo.

• El futuro es el tiempo del relato, su conocimiento debe preceder al hecho para hacerlo inteligible.

• Los motivos son deseos de afinidad o de repulsión, y supone la alteración de un situación previa.

• El conflicto (obstáculo o contra-intención) es el resultado de la intención confrontada a dificultades para alcanzar el objetivo.

• Las intenciones pueden tener sub-intenciones que apoyan sus causas y se rigen por las mismas reglas.

• El ajuste tiene lugar cuando se logra el objetivo y la alteración original deja de existir

Análisis semiótico del relato• Un relato es la representación de un evento, en la forma de una

transformación descrita desde un estado inicial hasta otro final.• Se inscribe sobre un eje semántico s↔¬s que opone términos

contrarios, estructura elemental de la significación, desarrollando una sucesión temporal de acciones.

• Se organiza en función del final que determina la cadena de acciones anteriores (determinación de los medios por los fines).

• Se distinguen sub-relatos (episodios) según relaciones intrínsecas de jerarquía, de sucesión o de independencia relativa.

• El contenido dramático (recorrido generativo de significación), se levanta en tres niveles: nivel temático, nivel narrativo y nivel figurativo.

• Cada uno articulado en dos perspectivas, una paradigmática (eje de selección) y otra sintagmática (eje de combinación).

Nivel temático

• Estructura profunda de la organización narrativa, exhibe los valores que expresa implícitamente el relato.

• Valores que se representan en una estructura, llamada cuadrado semiótico, que despliega la articulación lógica de una categoría semántica (de uso general en la teoría).

• Organización simple y global que genera estructuras complejas en niveles inferiores. Ejs: (moral: bien/mal), (existencia: vida/muerte), (condición humana: natura/cultura), etc.

• Problemática de la conversión.

Cuadrado semiótico

• S1 y S2, base de valores contrarios; un elemento semántico común (define el eje) y uno diferente (define la contrariedad).

• La contrariedad no es una relación lógica, sino semiótica, que se da si y sólo si ¬S2 implica S1 y ¬S1 implica S2.

• Relaciones de contrariedad, contradicción y complementaridad.

• El cuadrado como tal constituye la perspectiva paradigmática del nivel temático. La perspectiva sintagmática son sus recorridos temáticos.

• Ejemplo de la Resurrección (Courtés); S1→¬S1→S2→¬S2→S1

Nivel narrativo: modelo actancial (1)

Nivel narrativo: modelo actancial (2)

Destinador del sujeto: Dios Anti-destinador: El poder económico Destinatario del sujeto: Pueblo de Iraq Anti-destinatario: Clase oligarca iraquí Héroe: George W. Bush Ayudantes: Tony y José María Traidor: Saddam Hussein Oponente: Ministro de información iraquí. Objetos modales cognitivos: voluntad y obligación Objetos modales pragmáticos: pertinencia y potestad Objeto de valor: Sociedad sin clases en Iraq Objeto de uso: Bombas

Nivel narrativo: sintaxis narrativa (1)

• Un recorrido narrativo es la realización de un sujeto en búsqueda de un objeto.

• Toda relación entre un sujeto y un objeto en cualquier momento del relato es un enunciado narrativo:

(i) Un enunciado de estado designa el estado del sujeto en relación de conjunción o de disyunción con el objeto.

(ii) Un enunciado de hacer señala la trasformación de un enunciado estado, y presupone un sujeto operador de la acción y dos enunciados de estado contrarios de un mismo sujeto de estado, uno anterior y otro posterior a la acción transformadora.

• Un programa narrativo es la formulación lógica de un enunciado de hacer en los términos de dos condiciones, el enunciado de estado original y el suceso de una acción.

• El recorrido narrativo de un sujeto es la sucesión sintagmática de sus programas narrativos, articulados en torno a un programa narrativo principal.

Nivel narrativo: sintaxis narrativa (2)La evolución del sujeto en un esquema narrativo canónico comprende tres

etapas;

(i) la manipulación que supone el establecimiento de un contrato inicial (modalidad virtualizante de la instauración del sujeto),

(ii) la acción que se divide en dos sub-etapas, la adquisición de la competencia (modalidad actualizante de la calificación del sujeto) y la realización del desempeño (modalidad de la realización del sujeto), y

(iii) la sanción donde el destinador juzga la acción del sujeto y según el resultado de ésta le gratifica (recompensa o reconocimiento) o le condena.

Nivel figurativo

• Es el nivel superficial donde son investidas las categorías actanciales con elementos perceptuales concretos, actores y cosas, y son definidos los aspectos temporales y espaciales.

• La perspectiva paradigmática se articula en figuras caracterizadas por el contraste de aspectos.

• En la perspectiva sintagmática las figuras se asocian para constituir configuraciones reconociéndose habitualmente en una tipología de eventos (situaciones estereotípicas).

• Sistemas de figurativización.

• Ejemplo de generación aleatoria (anexo 4a).

S-N (1): micro-estructura

• conj(S,O) y disy(S,O) son los predicados de estado. Si conj(S,O) expresa S O, disy(S,O) no significa S O sino ¬(S O) ≡ ¬S ¬O.

• Predicados de hacer; de la adquisición, hacer(S1,conj(S2,O)), y de la privación, hacer(S1,disy(S2,O)).

• Programa narrativo en estructura de regla:

hacer(S1,conj(S2,O),[Accion | Historia]) :- obs(disy(S2,O),Historia),

sucede(Accion,Historia),

obs(conj(S2,O),[Accion | Historia]).

S-N: micro-estructuras

Complejidad sintagmática: casos de inter-relación. (i) El intercambio positivo (ilustrado por el comercio) inter(S1,S2,conj(S2,O1),conj(S1,O2),[Accion2,Accion1 | Historia]):- hacer(S1,conj(S2,O1),[Accion1 | Historia]]), hacer(S2,conj(S1,O2),[Accion2,Accion1 | Historia]. (ii) El intercambio negativo (ilustrado por la venganza) inter(S1,S3,disy(S2,O1),disy(S4,O2),[Accion2,Accion1 | Historia]):- hacer(S1,disy(S2,O1),[Accion1 | Historia]]), hacer(S3,disy(S4,O2),[Accion2,Accion1 | Historia]. (iii) La secuencia de restitución inter(S1,S2,conj(S3,O),disy(S4,O),[Accion2,Accion1 | Historia]):- hacer(S2,conj(S4,O),[Accion1 | Historia]]), hacer(S1,conj(S3,O),[Accion2,Accion1 | Historia]]), En donde S1 restituye el objeto O a S3 sustraído para S4 por S2. Una versión negativa

consiste en intercambiar las propiedades conj y disy. (iv) La secuencia instrumental inter(S1,S2,conj(S3,O1),conj(S3,O2),[Accion2,Accion1 | Historia]):- hacer(S1,conj(S3,O1),[Accion1 | Historia]]), hacer(S2,conj(S3,O2),[Accion2,Accion1 | Historia]. Cuando S2 debe adquirir el objeto O1 (objeto de uso) para poder alcanzar el objeto O2 (objeto final de

valor).

S-N: macro-estructura

• La manipulación: un enunciado de hacer (cognitivo) determinar otro enunciado de hacer (pragmático). El héroe adquiere las modalidades cognitivas del deber y del querer.

• La acción:

– La competencia: define las competencia modales pragmáticas del sujeto para la acción (saber y poder).

– El desempeño: abarca las modalidades del predicado inter.

• La sanción: acción de intercambio triangular donde intervienen los actantes destinador, sujeto, destinatario, objeto de valor y la recompensa que es un objeto de uso.

La manipulación (1): por provocación

La manipulación (2): por seducción

La manipulación (3): por tentación e intimidación

La manipulación (4): el hacer sobre el hacer

La competencia pragmática del saber

La competencia pragmática del poder

Modelo en gramática de cláusula definida (1)

• Gramática formal G=(T,N,P,O)

O→FN,FV

FN→A,S

FV→V,FN

A→la

A→una

S→guacamaya

S→cumbia

V→canta

Modelo en gramática de cláusula definida (2)

o --> fn, fv.

fn --> a, s.

fv --> v, fn.

a --> [la].

a --> [una].

s --> [guacamaya].

s --> [cumbia].

v --> [canta].

o((oracion,[FN,FV])) --> fn(FN), fv(FV).

fn((frase_nominal,[A,S])) --> a(A), s(S).

fv((frase_verbal,[V,FN])) --> v(V), fn(FN).

a((articulo,[la])) --> [la].

a((articulo,[una])) --> [una].

s((sustantivo,[guacamaya])) --> [guacamaya].

s((sustantivo,[cumbia])) --> [cumbia].

v((verbo,[canta])) --> [canta].

Ejemplo 1: Matrix (1)

Ejemplo 1: matrix(2)

Ejemplo 1: Matrix (3)Condiciones iniciales:

• Mod. cogn. del deber: conj(neo,prohibicion) [es una pila]

• Mod. cogn. del querer: disy(neo,pereza) [es un hacker]

• Mod. prag. del saber: conj(neo,discreción) [aprende karate]

• Mod. prag. del poder: disy(neo,potestad) [ignora condición]

Ejemplo 1: matrix (4) • Manipulación:

– Manipulación: (seducción y provocación)• Querer: participar(morfeus,neo) [busca a morfeus en la red, píldora roja]• Deber: independizarse(morfeus,neo) [viene a la realidad]

proponerse(morfeus,neo) [revelación de la verdad]

– Acción:• Competencia:

– Saber: importunar(mousse,neo) [la mujer de rojo]

proponerse(tank,neo) [clases de karate]– Poder: incapacitar(neo,neo) [cae al vacío]

habilitar(oraculo,neo) [profecía del oráculo]

autorizar(trinity,neo) [rescate de morfeus]• Desempeño: (intercambio positivo)

recobrar(neo,neo,poder),conservar(neo,neo,poder),quitar(smith,neo,vida_neo)

– Sanción: perdida(neo,vida_neo)

Ejemplo 1: matrix (5)

• Acción:– Competencia:

• Saber: proponerse(trinity,neo) [escucha desde la muerte]• Poder: autorizar(trinity,neo) [despierta de la muerte]

– Desempeño: (secuencia instrumental)

recobra(neo,neo,poder) [detiene las balas]

conserva(neo,neo,poder) [ve la matriz]

quita(neo,smith,vida_smith) [destruye a smith]

• Sanción: (intercambio positivo)recobra(neo,humanidad,esperanza) [noticia neo vence el mal]

conserva(humanidad,humanidad,esperanza) [neo regresa]

recobra(trinity,neo,amor) [trinity besa a neo]

conserva(trinity,neo,amor) [neo corresponde al amor]

Conclusiones prácticas

• Figurativización.• Redacción automática de prosa narrativa.• Aplicaciones.

Conclusiones teóricas