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小议人工智能技术在信息检索系统中应用

2015-04-20 01:24 摘　要　阐述了人工智能的原理及智能信息检索系统的基本概念，分析了智能信息检索系统的结构及其研究中遇到的难题，并从人工智能的研究成果来探讨解决问题的思路。
关键词　人工智能　智能信息检索系统　信息检索 陈 　 远　　　王 家 雄 (武汉大学信息管理学院　湖北　430072)
　　人工智能是当前科学技术发展中的一门前沿学科，是在计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等多种学科研究的基础上发展起来的，是一门综合性很强的边缘学科。总的来说，人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、延伸扩展人类智能的学科。
　　目前，人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的，主要研究领域有专家系统、机器学习、模式识别和自然语言理解等。自从人工智能技术问世以来，它的研究已经有了显著的成果。人工智能应用于信息检索系统的成果——智能信息检索系统给信息检索领域带来了革命性的变化。
1　智能信息检索系统概述
　　智能信息检索系统是一种智能化的计算机信息检索系统,它模拟人类关于信息处理的思维过程和智能活动,实现信息知识的存储,检索和推理,并向用户提供智能辅助。
　　由于人工智能的引入，智能信息检索系统的优势明显：强大的自然语言理解能力，使用户可以用自然语言更确切地表达自己的信息需求；模拟专家的检索方法，把用户所表达的信息需求，制定解决策略以及分析结果的工作转移到智能信息检索系统来处理；具有强大的学习能力，能自动地获取知识，能直接向书本学习，并在实践中实现自我完善。

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2　智能信息检索系统的结构
　　智能信息检索系统与专家系统有很大的相似性，其基本结构（见图1）和工作原理是基本相同的。
2.1　人机接口部分　人机接口是信息检索系统和用户交流的界面，它能理解、分析用户的自然语言提问，并产生适合用户的结果，还具有解释功能。它由一组程序相应的硬件组成，用于完成输入输出工作。系统通过它输入知识更新完善知识库，一般用户通过它输入信息需求。图1　智能信息检索系统的基本结构2.2　知识库及其管理系统　知识库是知识存储机构，用于存储解决用户信息需求所需的原理性知识、专家的经验性知识以及有关的事实等。知识库中的知识来源于知识获取机构，同时它又为推理机提供求解问题所需的知识，与两者都有密切关系。
2.3　数据库及其管理系统　它存放用户提供的初始事实、问题描述以及系统运行过程中得到的中间结果、最终结果、运行信息（如推出结果的知识链）等。
2.4　检索推理机构　它综合应用各种信息检索策略与推理技术，利用知识库中的知识，按一定的推理策略解决用户的问题。
2.5　知识获取　这是获取知识的机构，由一组程序组成。其基本任务是把知识输入到知识库中，并负责维护知识的完整性与一致性，建立起性能良好的知识库。
2.6　解释机构　它能够对自己的行为作出解释，回答用户提出的“为什么？”、“结论是怎么出来的？”等问题，是信息检索系统取信于用户的一个重要措施。
3　智能信息检索面临的问题
　　智能信息检索系统的研究经历了几十年的发展，到目前为止，已经研究出了一些实用性的智能信息检索系统。但是，人工智能信息检索在下列领域依然无法得到根本性的突破。
3.1　自然语言理解　自然语言理解是智能信息检索系统的基础。自然语言是极其复杂的。　对我们每个人来说，是以我们的全部知识来理解语言的。机器理解自然语言需要把每个人脑都拥有的高度相似的、有关的“背景知识”存入计算机中，利用这种上下文相关知识进行推理，但这是难以做到的。
3.2　知识的表示　人类的智能活动主要是一个获得并运用知识的过程，知识是智能的基础。为了让计算机具有智能，就必须使它具有知识。但知识是需要用适当的模式表示出来才能存储到计算机中去的，因此知识表示是长期以来人工智能研究的一个重要问题,在智能信息检索系统设计中,知识表示则成为一个核心部分。