SHRDLU

積み木の世界で英語の対話に応じるプログラム

SHRDLUは、テリー・ウィノグラード(Terry Winograd)が1971年にMITの技術報告書(MIT AI Technical Report)「Procedures as a Representation for Data in a Computer Program for Understanding Natural Language」(AITR-235)で示した、英語を理解するためのコンピュータプログラムです。プログラムが扱う対象は、積み木が置かれた小さな世界に限られています。

報告書の要旨は、このプログラムが普通の英語の対話の中で、質問に答え、命令を実行し、情報を受け入れると説明しています。利用者の発言は3種類に分けて考えると分かりやすくなります。1つ目は積み木の状態を尋ねる質問で、プログラムは世界についての知識から答えを返します。2つ目は積み木の操作を求める命令で、プログラムはそれを実際の動作として実行します。3つ目は利用者から世界についての新しい事実を伝える発言で、プログラムはそれを知識として取り込みます。ひとつの対話の中でこの3種類を受け付ける点が、SHRDLUの説明の出発点です。

知識をルールの表ではなく手続きとして持つ

この報告書の題名にある「データの表現としての手続き」が、SHRDLUの中心となる考え方です。要旨は、知識をルールの表やパターンの一覧としてではなく、手続き(procedure)として表現すると述べています。

ルールの表やパターンの一覧は、知識を「このような形の文が来たら、このように扱う」という静的な記述として並べておく方式です。記述を読んで照合する仕組みは別に用意され、知識そのものは動きません。これに対してSHRDLUでは、知識の1つ1つが実行できる手続きになっています。ある語や文の形についての知識は、その語や形に出会ったときに何を確かめ、何を行うかという手順として書かれます。知識が「何であるか」を並べるのではなく、「どう使うか」を手順として持つという違いです。

手続きが呼び合うことで構文と意味と推論をつなぐ

手続きとして書かれた知識には、他の手続きを呼び出せるという性質があります。報告書は、各知識片が手続きであり、他の手続きを呼び出せるという構造によって、構文(文の形)、意味(語や文が何を指すか)、推論(知っていることから結論を導く働き)の3つを統合できると説明しています。報告書はこれを垂直的な統合と呼んでいます。

英語の文を理解するには、文の形を解析するだけでは足りず、その文が積み木の世界の何を指しているか、指されたものについて何が言えるかを合わせて考える必要があります。構文の知識、意味の知識、推論の知識が別々の段階に分かれていると、前の段階が終わるまで後の段階の知識を使えません。SHRDLUでは、構文を扱う手続きの途中から意味や推論を扱う手続きを呼び出せるため、これらの知識を必要な場面で組み合わせて使えます。

知識表現の考え方として読む

SHRDLUは英語の対話システムとして紹介されることが多い一方で、報告書の題名が示すとおり、その主題は知識をどのような形で表現するかにもあります。知識を静的な記述として持つか、実行できる手続きとして持つかという選択は、知識表現の問題そのものです。SHRDLUを学ぶときは、何ができたかという対話の振る舞いと、それを支えた手続きによる知識表現という設計の両方を押さえると、この語の位置づけが分かりやすくなります。

対象が積み木の世界に限られていることへの注意

報告書が扱った世界は、積み木が置かれた限られた世界です。SHRDLUが英語の対話に応じられたことは、この限られた世界の中での結果として読む必要があります。同じ方式が、対象の広い現実の世界でどこまで働くかは、この報告書の要旨と序論が示している内容の範囲を超えています。英語一般を理解できるプログラムができたという意味にまで、SHRDLUの成果を広げて受け取らないよう注意してください。