1975年,美国人工智能领域的权威明斯基提出了框架理论。他认为,人类对世界上各种事物的认识,都是以一种类似于框架的结构储存在记忆中的。当遇到一个新事物时,人类就会从记忆中找出一个合适的框架,并根据实际情况对其细节进行调整和补充,从而形成对当前事物的认识。比如,一个人在走进一个教室之前,就能根据以往对“教室”的认识,想象出这个教室大概有四面墙、门窗、天花板和地板、课桌椅、讲台、黑板等。尽管他对这个教室的具体细节,如大小、门窗个数、桌椅数量颜色等还不清楚,但对教室的基本结构是可以预见的。这是因为他通过以往看到的教室,已经在记忆中建立了关于教室的框架。这个框架不仅包含了事物的名称(教室),还包含了事物各方面的属性(如有四面墙、课桌、黑板等)。通过查找这个框架,就很容易得到教室的各个特征。当他进入教室后,通过观察得到了教室的具体细节,把它们填入教室框架中,就得到了一个具体的教室实例。这是他对这个具体教室的视觉形象,称为实例框架。
框架表示法的特点
1.结构性
框架表示法的特点是能够表达结构性知识,即知识的内部结构关系和知识之间的联系。这是产生式表示法所不具备的。产生式表示法的知识单位是产生式规则,它只能表示因果关系,而且规则太小,难以处理复杂问题。框架表示法的知识单位是框架,它可以通过不同的槽来表示更复杂的关系。例如,因果关系可以用Infer槽或Possible-reason槽来表示,其他类型的关系也可以用相应的槽来表示。框架还可以有子框架,从而形成层次结构。
2.继承性
框架表示法可以通过让一个框架的槽值指向另一个框架的名字,来实现不同框架之间的联系,从而构建复杂知识的框架网络。在这个网络中,下层框架可以继承上层框架的槽值,也可以对其进行补充和修改。这样既可以减少知识的重复,又可以保证知识的一致性。
3.自然性
框架表示法与人在观察事物时的思维活动是一致的,比较自然。