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From: busemann@dfki.uni-sb.de (Stephan Busemann)
To: mod-ki@unido.informatik.uni-dortmund.de
Date: Mon, 17 Dec 90 14:22:21 +0100
Subject: <mod-ki 0613> Bericht Int.W. Constraint-Based Formalisms f. NLG
Keywords: Berichte

mod-ki message 0613            COPYRIGHT 1991 Hans-Werner Hein, Dortmund
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Bericht ueber den

           International Workshop on Constraint-Based Formalisms
                 for Natural Language Generation
                      27.-30. November 1990
                      Bad Hotel, Bad Teinach

Der Workshop wurde vom Stuttgarter Projekt  Polygloss  (Sybille Laderer,
Stefan Momma) hervorragend organisiert und ausgerichtet.  Im  gediegenen
Ambiente des Kurhotels im Schwarzwald kamen etwa dreissig  ForscherInnen
aus Universitaeten oder anderen  Forschungseinrichtungen  der  USA,  von
Grossbritannien,  Belgien,  Kanada,  Italien,  Frankreich,  Japan,   der
Schweiz,  und  Deutschland  zusammen.  Das  Programm  umfasste  sechzehn
einstuendige Vortraege.

Der  Workshop  stellte  auch  ein  Statusseminar  fuer  das   vom   BMFT
gefoerderte Projekt Polygloss dar, dessen  Fortschritte  den  Gutachtern
praesentiert wurden. Die Workshopteilnehmer bekamen so einen ausgiebigen
Einblick in die wissenschaftliche Arbeit dieses Projektes.

Einen  Schwerpunkt  des  Workshops  bildete  der  von  Pollard  und  Sag
entwickelte  Formalismus  fuer  Head-Driven  Phrase  Structure  Grammars
(HPSG), der in mindestens neun der Vortraege eine Rolle  spielte.  Dabei
ging es  sowohl  um  Eigenschaften  des  Formalismus  und  der  zugrunde
liegenden Merkmalslogik als auch um Generierung und Parsing.

Die Vortraege deckten eine grosse Bandbreite  ab.  Wer  sich  heute  mit
Computerlinguistik  beschaeftigt,  bekommt  es  u.a.  mit  Modallogiken,
Planungsverfahren,    algebraischen    Spezifikationen,     rhetorischen
Praedikaten,  Weltwissen,  Unifikationsgrammatiken,   Diskursphaenomenen
und Programmiersprachen zu tun. Diese  Diversifizierung  uebertrug  sich
auf  das  Workshopthema  Generierung:   mathematische   Fragestellungen,
bidirektionale   Verarbeitung,   Produktionensysteme   und   systemische
Grammatik sind wichtige Schlagwoerter. Deren Unvereinbarkeit scheint auf
den ersten Blick ausser Frage  zu  stehen,  und  doch  zeigte  sich  bei
einigen Vortraegen,  dass  Versuche  zur  Verbindung  der  verschiedenen
Konzepte und Denkrichtungen lohnend sind.

Zu den Vortraegen im einzelnen:

Carl Pollard (Ohio State Univ.) berichtete ueber gemeinsame  Arbeit  mit
Bob  Carpenter,  Bob  Kasper  und  Drew  Moshier.   Ihre   Merkmalslogik
unterscheidet  zwischen  Extensionalitaet  und  Intensionalitaet.   Zwei
Merkmalstrukturen  sind  extensional  gleich,  wenn  sie   das   gleiche
linguistische Objekt beschreiben.  Sie  sind  intensional  gleich,  wenn
sie strukturell uebereinstimmen; es wird nichts darueber  ausgesagt,  ob
sie das gleiche Objekt beschreiben. Die Unterscheidung ist  linguistisch
relevant   fuer   die   Beschreibung   von   Bindungsprinzipien    (z.B.
Koindizierung und  Kontraindizierung  in  HPSG).  Die  Auswirkungen  auf
andere Teile der Merkmalslogik sind zu  beruecksichtigen;  z.B.  muessen
Sorten eine analoge Unterscheidung aufweisen. Pollard zeigte,  wie  eine
sortierte  Kasper-Rounds-Logik  um  die  Konzepte  Extensionalitaet  und
Intensionalitaet erweitert werden kann.

Guenter  Neumann  (Univ.  des  Saarlandes)  stellte  das  Projekt   BILD
(Bidirektionale linguistische Deduktion; Leitung H. Uszkoreit)  vor,  in
dem ab Januar 1991 in Saarbruecken  eine  gemeinsame  parameterisierbare
Architektur fuer Parsing und Generierung  unter  Verwendung  reversibler
HPSG-Grammatiken   erarbeitet   werden   wird.   Ein   Ziel   ist   eine
gleichermassen effiziente Kontrollstruktur fuer beide Prozesse.  Parsing
und Generierung sollen miteinander verzahnt sein, so dass z.B.  bei  der
Generierung ambige Referenzen rechtzeitig entdeckt und umformuliert oder
ergaenzt werden koennen.

Mike Reape  (Univ.  Edinburgh,  Univ.  Amsterdam)  gab  eine  allgemeine
Definition fuer funktionale und  relationale  Beziehungen,  wie  sie  in
HPSG benutzt werden (z.B. append), mithilfe einer  normalen  polymodalen
Merkmalslogik  (mit  Disjunktion  und   klassischer   Negation).   Reape
versucht, die intuitive Semantik getreu  zu  axiomatisieren.  In  seinem
Ansatz koennen Listen und Mengen auf natuerliche Weise definiert werden.
Ferner   kann   die   Unterscheidung   zwischen   Extensionalitaet   und
Intensionalitaet (s. Pollards Vortrag) rekonstruiert werden.

Sergei  Nirenburg  (CMU)  gab  einen   durchaus   provokativ   gemeinten
Ueberblick ueber  seine  Methodik  bei  der  Entwicklung  von  NL  (MUe)
Systemen. Ausgehend von einer typischen KI-Sicht auf  Sprachverarbeitung
sind Gespraechspartner als  intelligente  Agenten  zu  modellieren.  Das
erfordert  Arbeiten  in  verschiedenen  Teilgebieten  der   KI/CL.   Die
Systementwicklung  kann  nach  unterschiedlichen  Strategien   erfolgen:
"Meta-Depth-First"  (modelliere   einen   Teil   wirklich   tief)   oder
"Meta-Breadth-First" (entwickle alle Komponenten gleichmaessig).  Grosse
Systeme  muessen  auf  einer   Kombination   von   "Mikrotheorien"   von
sprachlichen Phaenomenen beruhen. Nach dem Grundsatz "Be as ecclectic as
possible!" werden Teilloesungen (auch externe)  nach  und  nach  in  das
Gesamtsystem integriert. Dafuer muss  (zugegebenermassen)  Software  zur
Adaption geschrieben werden. Als besonders schwieriges Problem wird  die
Akquisition von Wissen genannt (Lexikon,  Grammatik,  Weltwissen);  hier
liege die hoechste Huerde z.B. fuer qualitativ hochwertige MUe.

Eric Nyberg (CMU)  ging  auf  die  Generierungskomponente  DIOGENES  des
MUe-Systems DIONYSUS ein (gemeinsame Arbeit mit Christine Defrise (Univ.
Bruessel)). Im Mittelpunkt  stand  die  Erzeugung  von  Textplaenen  aus
Bedeutungsrepraesentationen in der  netzartigen  Repraesentationssprache TAMERLAN.  Die  Textplanungssprache  TPL  ist  ein  Bindeglied  zwischen
Bedeutung (meaning) und Syntax. Der Planer ist  ein  Produktionensystem,
das    jedoch    zum     gegenwaertigen     Zeitpunkt     noch     keine
Konfliktresolutionsstrategien enthaelt.  Das  Generierungsverfahren  ist
mithilfe einer Blackboard-Architektur implementiert.

Martin Emele und Remi Zajac (Univ. Stuttgart) stellten  den  im  Projekt
Polygloss entwickelten linguistischen  Formalismus  TFS  (Typed  Feature
Structures) vor. Mit ihm lassen sich die Relationen im  HPSG-Formalismus
als   rekursiv   definierte   Typen   darstellen,   die   mithilfe   von
Termersetzungstechniken implementiert sind:
   LIST --> NIL
   LIST --> CONS[first: T, rest: LIST]
   NIL  --> .
   CONS --> .
Der Formalismus ist unentscheidbar (so wie auch  der  HPSG-Formalismus).
Es wurden Narrowing-Strategien (freeze) entwickelt, die  Endlosschleifen
verhindern. Emele praesentierte  einen  Ueberblick  ueber  Ansaetze  zur
Effizienzsteigerung  der  Unifikation,  die  unnoetiges   Kopieren   von
Information vermeiden.  Eigene  weitere  Verbesserungen  verkuerzen  die
Laufzeit bei den (derzeit kleinen) Polygloss-Fragmenten abermals.

Ulrich Heid und Stefan Momma (Univ. Stuttgart)  gaben  einen  Ueberblick
ueber die lexikalischen und grammatischen Wissensquellen  in  Polygloss.
Alles  Wissens  ist  in   TFS   dargestellt.   Die   Interaktion   einer
einzelsprachunabhaengigen             Konzepthierarchie              mit
Subkategorisierungsrahmen des Deutschen, Englischen, Franzoesischen oder
Japanischen kann somit sehr direkt beschrieben werden. Ein  Konzept  mit
zwei Argumenten, z.B. *encounter*,  kann  im  Deutschen  unterschiedlich
realisiert werden (z.B. transitiv  als  "treffen"  oder  mit  Dativ  als
"begegnen" usw.) Die Verwendung eines  solchen  Ansatzes  fuer  MUe  ist
naheliegend,  doch  ist   das   Uebersetzungsproblem   nur   mit   einer
Konzepthierarchie als "Interlingua" sicher nicht zu knacken.

Kei Yoshimoto (NTT Tokio und Univ. Stuttgart) zeigte eine Anwendung  von
TFS auf das Japanische.  Die  japanische  Praedikatstruktur  weist  eine
strikte Ordnung der Konstituenten auf. Diese Beschraenkung wurde  direkt
in einer HPSG-Typhierarchie mithilfe von TFS repraesentiert.

Stephan Busemann (DFKI Saarbruecken) behauptete, es sei ineffizient, auf
der Basis moderner Grammatiken, die  Syntax  und  Semantik  integrieren,
eine Generierungskomponente zu bauen, die an beliebige Anwendungssysteme
(Dialogsystem, MUe-System, XPS) anpassbar sein soll, denn die jeweiligen
semantischen  Repraesentationen   enthalten   verschiedene   Arten   von
Information.  Entweder  ist  jeweils   eine   Revision   der   Grammatik
erforderlich  oder  aber   eine   Abbildung   von   der   Semantik   des
Anwendungssystems  in  die  des   Generators.   Busemann   schlug   vor,
stattdessen direkt von der Semantik des Anwendungssystems in die  Syntax
abzubilden und hierfuer Pattern-Action-Regeln zu verwenden.  Er  stellte
einen Generator  als  Teil  eines  MUe-Systems  vor,  in  dem  Konflikte
zwischen mehreren anwendbaren Produktionen nur beschraenkt auftreten und
im Vorhinein berechnet werden koennen.

Mike  Reape  stellte  in  seinem  zweiten  Vortrag  seinen  Ansatz   zur
Behandlung von "freier" Wortstellung (z.B. im Mittelfeld des  Deutschen)
vor. Dabei sind LP-Constraints (anders  als  in  GPSG)  unabhaengig  von
Phrasenstrukturregeln.  Reape   stellte   einen   Parser   fuer   solche
Grammatiken   vor,   der   anstelle   eines   Kellers   (wie   ihn   ein
Shift-Reduce-Parser benutzt) eine Multimenge  verwendet.  Dieser  Parser
kann fuer "shake 'n' bake machine translation" erweitert  werden,  indem
man   bilinguale   Lexikoneintraege   annimmt.   Die   im   Parse    des
ausgangssprachlichen Inputs benutzten Lexeme werden gesammelt und anhand
ihrer zielsprachlichen Entsprechung erneut  geparst  ("generiert").  Die
zielsprachliche  Wortstellung  wird  dabei   ausschliesslich   von   der
zielsprachlichen Grammatik bestimmt. (Natuerlich koennen durch  einfache
lexikalische  Korrespondenz   nicht   ernsthafte   Uebersetzungsprobleme
behandelt werden.)

Andreas   Podelski    (DEC    Paris)    stellte    die    experimentelle
Programmiersprache LIFE (Logic, Inheritance, Functions,  Equations)  vor
(gemeinsame Arbeit mit Hassan Ait-Kaci), die logisches, funktionales und
objekt-orientiertes  Programmieren  gleichermassen  unterstuetzt.   Eine
Verzahnung   dieser   Stile   ist   moeglich,   da   ein   automatischer
Suspensionsmechanismus    die    Interpretation    von   Teilausdruecken
aufschieben kann. LIFE  sei  fuer  die  Computerlinguistik  interessant,
da sich constraint-basierte Formalismen einfach implementieren  liessen.
Im Dezember soll LIFE "public domain" werden.

Mark Johnson (Brown Univ. und Univ. Stuttgart)  beschaeftigte  sich  mit
theoretischen Grundlagen fuer Merkmalstrukturen.  Sein  Vorschlag,  ganz
einfach  FOPL  als  allgemein   bekannte   und   ausreichend   maechtige
Beschreibungssprache zu verwenden,  war  umstritten.  Johnson  beschrieb
auf   sehr   einfache   Weise   unterschiedliche   Strukturarten   (u.a.
Disjunktion,  Negation),  indem  er  Axiome  in  FOPL   aufstellte   und
Constraints  ueber  die  Strukturen  ebenfalls  in   FOPL   ausdrueckte.
Mengenwertige      Merkmale      koennen      mit      Formeln       der
Schoenfinkel-Bernays-Klasse   dargestellt   werden,   fuer    die    die
Erfuellbarkeit entscheidbar ist. Es koennen dann  jedoch  nur  partielle
Funktionen beschrieben  werden  (nicht  ausdrueckbar  ist  z.B.,  ob  M1
identisch zur Vereinigungsmenge von M2 und M3 ist).

Robert Dale (Univ. Edinburgh)  praesentierte  eine  Verbesserung  seines
Verfahrens zur Kennzeichnung von Objekten im Kontext, die gemeinsam  mit
Nicholas Haddock (HP Labs Bristol)  erarbeitet  wurde.  Zusaetzlich  zur
Berechnung der Unterscheidungsfaehigkeit  von  Attributen  (gross,  rot,
viereckig) werden nun auch relationale Eigenschaften herangezogen (neben
dem  Fenster  etc.).  Dabei  muss  das  Problem  der   endlos-rekursiven
Referenzierung vermieden werden (der Mann neben dem  Fenster  neben  dem
Mann ...). Dies  wird  in  dem  neuen  Verfahren  durch  Verwendung  von
Constraint-Netzen erreicht.

John Bateman (GMD Darmstadt und USC/ISI Marina del  Rey)  argumentierte,
dass die constraintbasierten Ansaetze  zur  Sprachverarbeitung  ergaenzt
werden sollten durch  eine  funktionale  Sicht,  wie  durch  sprachliche
Mittel  kommunikative  Ziele  erreicht  werden.  Eine  Symbiose   beider
Richtungen ist ueberaus wuenschenswert:  Fuer  Generierung  laesst  sich
funktional darstellen,  was  eine  bestimmte  syntaktische  Realisierung
leistet. Textgenerierung kann andererseits durch  Constraints  gesteuert
werden. In Zusammenarbeit mit Polygloss soll die  systemisch-funktionale
Grammatik, wie sie im PENMAN-System benutzt wird,  in TFS  rekonstruiert
werden. Das  stratifikationelle  Modell  soll  beibehalten  werden.  Die
Rekonstruktion   verspricht   Vorteile   gegenueber    dem    originalen
PENMAN-Ansatz, da sie nicht einseitig  an  Generierung  orientiert  ist,
sondern von Verarbeitungsrichtungen abstrahiert. Ausserdem kann dann  in
PENMAN der Bereich der Syntax besser behandelt werden.

Richard Kittredge (Univ. Montreal)  berichtet  ueber  Arbeiten,  die  er
gemeinsam mit Alain Polguere (CoGenTex Montreal)  am  Generierungssystem
GOSSIP   durchgefuehrt   hat,   in   das   ein    grosser    Teil    der
Meaning-Text-Theorie von  Mel'chuk et  al.  implementiert  ist.  Er  hob
hervor, dass eine Thema-Rhema-Gliederung auf allen Strata  (insbesondere
bei der Lexikalisierung und der Wahl der syntaktischen Struktur) benutzt
wird. GOSSIP wird fuer bilinguale Generierung  von  relativ  stereotypen
englischen und franzoesischen Texten aus  einer  einzigen  konzeptuellen
Repraesentation eingesetzt. Die Test-Domains sind z.Z. Wettervorhersagen
und Arbeitsmarktberichte. Kittredge aeusserte Bedenken gegenueber  einer
Rekonstruktion in TFS. Die  Groesse  der  Merkmalstrukturen  koenne  zum
Problem werden,  desgleichen  mangelnde  Modularitaet  und  Wartbarkeit.
Andererseits bestehe gegenueber einem starren Stufenmodell der  Vorteil,
dass  in  TFS  Ebenen  "uebersprungen"  werden  koennen,  ohne  sie  mit
irrelevanter Information "verschmutzen" zu muessen.
 
Stephan Busemann
DFKI Saarbruecken
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