Computing with words -Computando con palabras

Este trabajo es la tesis de maestría de Patricia Bautista en el Centro de Investigación en Computación del IPN. Resuelve problemas aritméticos expresados en lenguaje natural (español). Para ver el documento completo (en español) pulsa aquí.
This is the M. Sc. thesis of Patricia Bautista at the Centro de Investigación en Computación, Instituto Politécnico Nacional. It solves arithmetic problems posed in natural language. The full document (in Spanish) can be seen here.
ABSTRACT: Computing with words (CW) is an auxiliary methodology for the natural language processing. It uses vague quantities, expressed through words, to solve arithmetical operations. The results of such operations are notions or approximations; though, this methodology enables result generation in situations where precise results are not possible at all. Some examples of vaguely expressed quantities (in Spanish) are: “Hace mucho frío”, “Roberto tiene algunos libros” and “México tiene mucho petróleo”.
Computing with words is based on fuzzy logic. It was introduced by Lotfi Asker Zadeh in 1965. As part of the Computing with words’ methodology, words that represent quantities are used. These are identified and related to fuzzy sets. Under the context of Computing with words, these sets are known as linguistic variables.
Natural language is the computer science’s area in charge of studying human language. It studies the processing of words, phrases and other language figures. From this processing it is meant to obtain a meaningful representation for its use in computer programs.
The main contribution of the present work is the creation of a new methodology for Computing with words and the designe of the software that uses this methodology. It has as its goal to make calculations with phrases in Spanish (following some restrictions). The core part of the software is a parser. It uses a lemmatizer as a helper for the lexical analysis. The syntactic analysis is done through some proposed rules. The parser allows detection of operations among the text. These are calculated through tables based on a set of linguistic variables. This set is defined through a statistical analysis.
Some potential applications of the proposed software are: clinical diagnosis problems, educative programs, control systems and, in general, decision making problems. Such software is particularly useful in situations where no precise data exists or a flexible user input is desired.
KEYWORDS: I. Computing Methodologies, I.2 Artificial Intelligence, I.2.7 Natural Language Processing, Language parsing and understanding, Solving arithmetical operations using words: Computing with Words.
RESUMEN: La Computación con palabras o Computing with words (CW) es una metodología auxiliar al procesamiento del lenguaje natural. Ésta utiliza cantidades expresadas vagamente, por medio de palabras, para realizar operaciones aritméticas. El resultado de estas operaciones son nociones o aproximaciones; sin embargo, esta metodología permite obtener resultados en algunas situaciones donde los cálculos precisos son imposibles. Ejemplos de cuantificaciones vagas (o difusas) son las siguientes frases: “Hace mucho frio”, “Roberto tiene algunos libros” y “México tiene mucho petróleo”.
La Computación con palabras se basa en la lógica difusa. Ésta fue introducida por Lotfi Asker Zadeh en 1965. Como parte de la metodología de Computación con palabras se identifican palabras que representan cantidades y se les relaciona con conjuntos difusos. Bajo el contexto de Computación con palabras a estos conjuntos se les conoce como variables lingüísticas.
Lenguaje natural es el área de las ciencias de la computación que se encarga del estudio del lenguaje humano. Esta área se encarga del procesamiento de palabras, frases y otras figuras del lenguaje. De este procesamiento se pretende obtener alguna representación significativa para su uso en programas de cómputo.
La aportación principal del presente trabajo es la creación de una nueva metodología para la computación con palabras; así como el diseño de un software basado en dicha metodología. Éste tiene como finalidad realizar cálculos con oraciones escritas español (siguiendo algunas restricciones). La parte nuclear del software es un parser. Éste utiliza un lematizador como apoyo para el análisis léxico del texto. El análisis sintáctico se realiza por medio de una serie de reglas propuestas. El parser permite detectar operaciones dentro del texto. Éstas son calculadas por medio de tablas basadas en un conjunto de variables lingüísticas. Este conjunto se determina estadísticamente.
Algunas potenciales aplicaciones del software propuesto son: problemas de diagnostico clínico, programas educativos, sistemas de control y, en general, problemas de toma de decisión. El software resulta potencialmente útil en situaciones en las que no existen datos precisos disponibles o se desea ser flexible ante la entrada de datos del usuario.
PALABRAS CLAVE: I. Metodologías de cómputo, I.2 Inteligencia artificial, I.2.7 Procesamiento de lenguaje natural, Análisis y compresión del lenguaje, Resolviendo problemas aritméticos usando palabras: Computing with Words