> The use of this hybrid approach integrates the power of organizing data objects in a class hierarchy and reasoning about the objects through user pre-defined logical associations. This advantage accounts for many popular expert system developing software, such as ADS, ART, [EXSYS EL](http://www.exsys.com/), KAPPA-PC, KBMS, Nexpert Object, Level5 Object, ProKappa, ReMind, which combine some sort of frame-based representation with a rule-based inference engine.
- Les morceaux (`chunks`) de raisonnement, langage, mémoire et perception que nous utilisont sont plus larges et plus structurés que les théories actuelles de psychologie et d'intelligence artificielle, qui considèrent la connaissance comme des fragments simples et séparés. Selon Minsky, les approches actuelles ne considèrent pas la force et la rapidité des activités mentales.
- Dans une nouvelle situation, on trouve un schéma correspondant dans notre mémoire et on l'adapte.
- **Commentaire personnel:** Dans le cas des systèmes à base de règles, on effaçait complètement la mémoire de travail lorsqu'on recommençait un nouveau problème.
- Un schéma est une structure pour représenter une situation stéréotypée:
- Comment utiliser le schéma
- Qu'est ce qu'on s'attend qui se produise par la suite
- Que faire si ça n'arrive pas
- Noeuds et relations
- Niveaux plus élevés: choses toujours vraies à propos de la situation
- Terminaux (`slots`): instances spécifiques
- Conditions: types et relations, sous-schémas
- Systèmes de schémas:
- Plusieurs schémas.
- Transformations entre les schémas
- Notion d'imagerie, de visualisation mentale
- Partagent les mêmes terminaux
- Valeurs par défaut faciles à remplacer.
- Réseau d'extraction d'informations
- Relient les systèmes de schémas entre eux
- **Commentaire personnel:** Un peu comme le web sémantique le fait beaucoup plus tard.
- Processus d'appariement:
- Information interne et connaîssance des objectifs du système
- Une fois le bon schéma identifié: complétion des terminaux
- Traitement en parallèle: surtout au niveau du traitement sensoriel, mais pas dans la construction de concepts complexes.
- Connaissance procédurale
- Comment suivre le mouvement sans tout recalculer à chaque image?
- Un schéma = un point de vue. Ex: Les terminaux sont les faces d'un cube dont on ne voit jamais plus de 3 faces à la fois. Les relations entre les schémas sont les actions de rotation ou de déplacement.
- Chomsky: Le traitement du vocabulaire et de la syntaxe sont des processus distincts et indépendants.
- Si les niveaux élevés du schéma sont comblés, mais pas ceux du bas, on a une phrase sans signification. Si les niveaux élevés ne sont pas comblés, mais les terminaux le sont, on a un ensemble de mots avec une signification.
- Situations difficiles à modéliser en logique de premier ordre. Structure qui déplace les descriptions spatiales d'un schéma à un autre. Changement dans le temps est similaire à un changement de position.
- Une paire de schémas peut généraliser une situation. Il manque cependant l'information pour faire le lien entre les deux schémas, le `pourquoi`.
- Le centre du discours est plutôt le thème et non le verbe comme dans Fillmore (1968).
- Exemple:
~~~ {.scheme}
(histoire
(situation_initiale (...))
(protagonistes (...))
(evenement_principal (...))
(morale (...)))
~~~
- Un échange pourrait être représenté facilement par un système de deux frames
~~~ {.scheme}
(echange
(initial
(possede A X)
(possede B Y))
(final
(possede A Y)
(possede B X)))
~~~
- Il manque cependant le contexte de l'échange: argumentation, négociation, mensonge, arnaque, ...
- Charniak: le système devrait regarder pour certains évènements ou situations et injecter des raisons, motifs et explications.
- Types de schémas:
- Syntaxique de surface: centré sur le verbe
- prépositions
- conventions sur l'ordre des mots
- Sémantique de surface: centré sur l'action
- participant
- instrument
- trajectoire
- stratégie, but
- conséquence
- effets secondaires
- Thématique:
- Thème, Activité, Portrait, Situation
- Problèmes
- Stratégies
- Narratif:
- Récit, explication et argumentaire
- Aide le lecteur à construire des schémas thématiques
- Un schéma est une collection de questions à poser à propos d'une situation hypothétique. Il spécifie les problèmes soulevés et les méthodes pour les régler.
### Apprentissage, mémoire et paradigmes
- Questions:
- Comment sélectionner un schéma initial selon certaines conditions?
- Comment sélectionner et assigner les sous-schémas qui représentent des détails additionnels?
- Comment trouver un schéma qui remplace un qui ne correspond pas bien à la situation?
- Si aucun schéma acceptable n'est trouvé, est-ce qu'on en modifie un existant ou en crée un nouveau ?
- Quels schémas doivent être stockés ou modifiés suite à l'expérience?
- Proposition:
- Processus de filtrage par motif
- Théorie du partitionnement de données
- Réseau de similarité
- Requêtes en mémoire: Quand une condition ne peut être satisfaite
- filtrage: mécanisme associatif de base, soutien aux autres tactiques
- excuse: une disparité peut être expliquée ou excusée: par exemple, un objet ayant la description d'un chaise mais étant trop petit peut être considiré comme un jouer.
- conseil: le schéma contient la connaissance nécessaire pour gérer le problème. On peut intégrer ces connaissances à un réseau de similarité
- sommaire: si on ne peut compléter ou remplacer le schéma, on doit formuler une plainte détaillée ou un sommaire pour aider la réassignation des sous-schémas **pas certain de comprendre?**
#### Filtrage ou sélection
Un coût à perdre un terminal assigné et un autre coût pour être incapable d'assigner un autre terminal:
- Autant de terminaux en commun que possible avec $\lbrace{a,b,\ldots,z}\rbrace$.
- Trouver ou construire un schéma qui a les propriétés $\lbrace{a,b,\ldots,z}\rbrace$.
- Requis fonctionnel, l'auteur réfère à [A model for functional reasoning in design, Freeman and Newell, 1971](http://repository.cmu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=2832&context=compsci)
#### Excuse
Situations où une excuse peut pardonner l'échec du filtrage:
- Occlusion: un détail n'est pas visible par superposition d'un autre objet, concept. Par exemple, une chaise peut empêcher de voir la 4e patte d'une table.
- Variante fonctionnelle: Une propriété d'un objet est remplacée: par exemple, les 4 pattes d'une chaise peuvent être remplacées par un pilier central.
- Bris: L'objet pourrait être brisé. Exemple: une patte de chaise est manquante
- Contexte parasitaire: le contexte propose une autre interprétation. Par exemple, une chaise très petite peut être un jouet.
#### Réseaux de similarité
- Monter d'un niveau de classification.
- Manque de détails spécifiques:
- Concept de classes: Abstraction, généralisation. Winston 1970
Les schémas utilisés dépendent de l'expertise de celui qui résous le problème. Un particulier a une vision plus sommaire du fonctionnement d'une voiture (moteur, direction) alors qu'un mécanicien voit les composantes du système (allumage, lubrification, refroidissement, transmission, compression, mélange d'essence, ...)
Le but principal derrière la théorie de la résolution de problemes est de réduire l'étendue de la recherche dans l'`espace` du problème. Les meilleurs systèmes de jeu (à cette date) n'apprennent pas davantage et ne raffinent pas leurs représentations.
**note personnelle** Ces systèmes ont la même approche et la même performance à chaque fois que le même problème leur sera présenté.
La vision de Minsky: enrichir l'espace du problème pour le rendre plus facile à résoudre. En reformulant le problème par exemple. Le sommaire est un résumé des traces précédentes.
### Contrôle
La période étudiée est courte: un épisode. Découper de larges problèmes en petites tâches, soulever les ennuis habituels avec la programmation heuristique:
- Approche verticale ou horizontale:
- Faire une passe sur tous les terminaux en premier
- Instancier en détail certains terminaux
- Un évènement en particulier déclenche le traitement d'un sous-schéma immédiatement
- Contrôle central:
- Est-ce que le schéma est autonome dans son instanciation ou est-ce que c'est fait par un processus central.
Contrôle est en réalité différent pour chaque type de terminal et de schéma. Une approche par arbre de décision ou par activation de sous-processus (démons)
### Imagerie spatiale
- Chaque objet a une position (absolue) et une direction (relative)
- Les références entre les objets proviennent de schémas spatiaux globaux (Global Space frame)
- Adresses indirectes:
- Vision: tout ce qu'on voit est associé à la position et la direction dans notre champ visuel
- Activation de schémas: Un schéma de scène possède des terminaux qui pointent vers des schémas spatiaux globaux. Les différents schémas de la scène dans un même système sont sélectionnés et transformés selon la direction dans la quelle on regarde.
- Instantiation: Théorie de la vision de premier ordre.
### Critique de l'approche logique
- Personne n'a pu confronter un système basé sur la logique avec un grand nombre de propositions. Les problèmes sont toujours simplifiés. Le problème de l'élicitation en formules logiques. Construire une base de connaissance est un problème de recherche intellectuel majeur.
- La consistance n'est pas vraiment possible, ni même souhaitable
- La pensée commence avec des réseaux défectueux qui sont lentement (sinon jamais) raffinés et mis à jour.
- Une raison pour penser au raisonnement basé sur les schémas est l'absence d'explications en dehors du contenu des règles dans un système expert à base de règles.
- Limité à la connaissance de l'expert humain qui construit les règles.
- Caractéristiques d'un système à base de schémas:
- Modèle: Analyse en profondeur de la structure et des fonctionnalités sur sujet étudié.
- Données: lecture de signaux externes, acquis par un processus d'entrée sortie, par des "démons" ou des senseurs.
- Premières utilisations: éducation et diagnostic de problèmes simples (composante défectueuse)
- Un ensemble de comportements prédits est intégré au schéma.
- Plusieurs systèmes à base de connaissances utilisent tout de même des règles pour décrire le modèle et représenter les données. D'autres utilisent un modèle objet avec des classes, des attributs et des méthodes. **commentaire:** le modèle objet est une évolution de la vision de Minsky avec les schémas et les terminaux.
- Principaux exemples dans le domaine du contrôle industriel: moteurs diesel, systèmes de propulsion, schémas électriques et électroniques
- Nécessite une grande phase d'acquisition de connaîssances.
- Résulte en des programmes lourds, qui seraient moins efficaces et performants que les systèmes experts à base de règles.
- **note:** Probablement une raison pourquoi cette approche a été moins populaire lors de son développement avec la capacité limitée des systèmes de l'époque
Exemple tiré du résumé de Edwards (1987): Expert systems: frames, rules or logic for species identification?
A rule-based system requires the original knowledge (species descriptions) to be structured into rules, whereas a frame-based system can store the generic and specific descriptions in a series of frames. The frames fall into a hierarchy which closely resembles the taxonomic hierarchy, and down which information can be inherited. Two aspects of frame-based systems considered are the use of probabilities in identification, and the optimum structure of the knowledge base.
