СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕТИ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ОБЪЕКТОВ С ЦЕЛЬЮ ПРИНЯТИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ РОБОТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ

УДК

Н.В. Соловьева

N.V. Soloveva

Е.В. Долгова

E.V. Dolgova

Пермский национальный исследовательский
политехнический университет

Permnationalresearchpolytechnicuniversity

СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕТИ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ОБЪЕКТОВ С ЦЕЛЬЮ ПРИНЯТИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ РОБОТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ

Ключевые слова: семантическая сеть; виртуальный робот; виртуальный объект; виртуальная система.

Существует виртуальная роботизированная система, взаимосвязанная с человеком посредствам некоторого интерфейса. Для определения поведения роботизированной системы в определенных ситуациях требуется адекватное описание виртуальной роботизированной системы ее статики и динамики. В данной работе рассматривается подход к формализации взаимодействия виртуальной роботизированной системы с окружающими ее объектами.

Имеется виртуальная роботизированная система V, имеется множество объектов U{u₁, u₂, …, u_n}, множество действия, совершаемых роботизированной системой над объектами D{d₁, d₂, …, d_n} и множество отношений, описывающих возможные взаимодействия виртуальных объектов междусобой

При исследовании любой предметной области необходимо наблюдение для изучения и определения отношений и взаимосвязи свойств объектов. Следует учитывать, что любая предметная область состоит из объектов, различающихся по свойствам и определенным образом находятся в некоторых отношениях и взаимосвязаны между собой [1].

Наиболее наглядным представлением знаний, выявленных при изучении предметной области являются семантические сети. Семантическая сеть – это ориентированный граф, вершины которого–понятия, а ребра – бинарные отношения между ними [2].

Так и при проектировании виртуального робота, прежде всего необходимо определиться, какие действия и с какими объектами будут доступны для взаимодействия. Виртуальный робот (ВР) – это имитатор реального робота, воссоздаваемый в виртуальной среде, представленный в виде пространственной модели [3].

При построении семантической сети в роли объектов могут выступать, свойства, понятия, события, операции или процессы [4]. Объекты в семантической сети являются вершинами, а ребра – отношения между объектами.

Исходя из того, что виртуальный робот – это имитатор реального робота, то и объекты, с которыми он должен взаимодействовать должны быть проекцией реального мира. Таким образом в качестве объектов для взаимодействия могут быть взяты: кровать, стул, стол, книга, дверь, телефон. Далее для построения семантической сети взаимодействия виртуального робота с объектами необходимо определиться какие действия с каждым из определенных объектов доступны. Например, книгу можно взять, положить, читать, листать.

Описав подобным образом доступные действия ВР с каждым из определенных объектов можно построить семантическую сеть взаимодействия ВР с объектами (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Семантическая сеть взаимодействия ВР с объектами

Для наиболее полного построения семантической сети, далее необходимо определить каким образом объекты могут взаимодействовать между собой. Например, книгу можно положить как на стол, так и на кровать или стул. Определив подобным образом взаимодействия каждого объекта с другими, и дополнив уже имеющуюся сеть новыми данными, получится более полное представление взаимодействия ВР и взаимодействия объектов между собой (Рисунок 2).

Рисунок 2 – Семантическая сеть взаимодействия объектов и ВР

Таким образом, опираясь на данные семантической сети, представленной на рисунке 2 можно определить какие действия с какими предметами может выполнять ВР. Например, книгу можно взять, исходя из того, что книгу можно положить и книга может лежать на столе, следовательно, книгу можно положить на стол.

Построенная семантическая сеть в дальнейшем поможет реализовать функционал действий виртуального робота в рамках его взаимодействия с окружающими объектами.