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ENFOQUE LINGÜÍSTICO Fernando Galindo Soria Instituto Politécnico
Nacional UPIICSA ESCOM Julio de 1994 RESUMEN En este trabajo se presenta el Enfoque Lingüístico como una nueva forma de ver la realidad, en la cual se considera que, cualquier cosa se puede ver como una oración de algún lenguaje. Mediante este enfoque se pueden representar como oraciones de algún lenguaje las imágenes, las reglas de un sistema experto, las trayectorias de un planeta, el movimiento de la mano, la trayectoria que sigue una pieza de ajedrez al moverse, una huella digital, la señal de un electrocardiograma, etc., con lo que se amplia el concepto de lenguaje que normalmente se restringía a los lenguajes naturales (como el Español, Ingles, Chino o Árabe) y artificiales (como Fortran, Pascal o C), para incluir cualquier cosa. Como primer punto se comenta que el Enfoque Lingüístico surgió en México a mediados de los 70 y que tiene como antecedentes los trabajos desarrollados por Noam Chomsky a mediados de los 50 para representar la estructura de los lenguajes naturales, la aplicación de estos trabajos a la construcción de compiladores, con lo que se generalizo el concepto de lenguaje para incluir a los lenguajes artificiales de programación y el surgimiento del Reconocimiento Sintáctico de Formas donde se plantea que la forma de cualquier objeto o el patrón de comportamiento de cualquier proceso se puede ver como una oración de algún lenguaje, con lo que se generalizó aún más el concepto de lenguaje para incluir a cualquier patrón o forma, de donde se llego finalmente a la idea del Enfoque Lingüístico. Como siguiente punto se generaliza el concepto de unidad léxica para incluir a cualquier cosa que se pueda percibir o conceptualizar. Se presentan ejemplos de múltiples tipos de lenguajes, como: lenguajes naturales restringidos, lenguajes de trayectoria, lenguajes para representar sistemas de diagnostico y toma de decisiones y una ecuación lingüística con la cual se tiene la estructura de cualquier elemento de la naturaleza. Mas adelante se ve que la Gramática (o conjunto de reglas que representan a un lenguaje) es equivalente a un sistema de información. por lo que si se tienen un conjunto de oraciones de un lenguaje se puede encontrar su gramática y de ahí obtener el sistema que trabaja con ese lenguaje. Finalmente se muestra que las oraciones tienen una estructura fractal, ya que, según el enfoque lingüístico cada una de las unidades léxicas que componen a la oración se pueden ver a su vez como oraciones. ENFOQUE LINGÜÍSTICO Fernando
Galindo Soria Instituto Politécnico
Nacional UPIICSA ESCOM Julio de 1994 INTRODUCCIÓN En este trabajo se presenta el Enfoque Lingüístico como una nueva forma de ver la
realidad, en la cual se considera que, cualquier
cosa que se pueda percibir o conceptualizar se puede representar como una
oración de algún lenguaje. Mediante este enfoque se pueden ver como
oraciones de algún lenguaje las imágenes, las reglas de un sistema experto,
las trayectorias de un planeta, el movimiento de la mano, la trayectoria que
sigue al moverse una pieza de ajedrez, una huella digital, la señal de un
electrocardiograma, etc., y se amplia el concepto de lenguaje que normalmente
se restringía a los lenguajes naturales (como el Español, Ingles, Chino o
Árabe) y artificiales (como Fortran, Pascal o C), para incluir cualquier
cosa. 1. ANTECEDENTES
DEL ENFOQUE LINGÜÍSTICO El Enfoque Lingüístico surgió como
resultado de múltiples trabajos realizados desde mediados de los 70
principalmente en El Colegio de México, la Escuela Superior de Física y
Matemáticas (ESFM), el Centro Nacional de Cálculo (CENAC) y la UPIICSA del
IPN. Empero sus primeros antecedentes se
encuentran en los trabajos desarrollados por Noam Chomsky para representar la estructura de los lenguajes naturales
y plasmados en su libro Sintactic
Structures publicado en 1957, en la aplicación de estos trabajos a la
construcción de compiladores y en el surgimiento del Reconocimiento
Sintáctico de Formas. A principios de los 60 los trabajos de
Chomsky se aplicaron para describir la gramática del Lenguaje Algol
propiciando que ya para finales de esa décadas empezaran a surgir libros
donde se mostraba como construir un compilador a partir de la gramática de un
lenguaje dado, con lo cual se
generalizo el concepto de lenguaje para incluir a los lenguajes artificiales
de programación. En paralelo con lo anterior y desde
mediados de los 60 se empezó a aplicar la Lingüística Matemática al
Reconocimiento de Patrones (o sea al estudio de la forma o patrón de comportamiento
asociado con algún objeto o proceso) siendo la base de los métodos de Reconocimiento Sintáctico de Formas en los cuales se plantea que la
forma de cualquier objeto o el patrón de comportamiento de cualquier proceso
se puede ver como una oración de algún lenguaje, por ejemplo se ve a una
imagen o proceso (voz, movimiento de los planetas, jugada de ajedrez, etc.)
como una oración del lenguaje de imágenes o de procesos, con lo que se generalizó aún más el concepto de lenguaje para incluir
a cualquier patrón o forma. A finales de los 60 Rafael C. Gonzalez y Michael C. Thomason escribieron el libro Sintactic Pattern Recognition donde ya
se presenta en una forma elaborada el concepto de reconocimiento sintáctico
de patrones y aparece claramente la
idea de representar patrones como oraciones de algún lenguaje, con lo que
se extiende el concepto de lenguaje para incluir figuras geométricas, dibujos
e imágenes en general, además de la forma o patrón de cualquier objeto o
proceso, por lo que podemos considerar
que este libro es el precursor del enfoque lingüístico. Durante todos los 70 se continuaron
realizaron aplicaciones de las herramientas lingüísticas a la construcción de
compiladores y al reconocimiento de formas y se extendió su uso a otras áreas
de la Informática como la complejidad de algoritmos y la construcción de
sistemas operativos, manejadores de bases de datos y editores. 2. RESULTADOS
GENERALES En particular desde mediados de los 70 en
el IPN se ha desarrollado el Enfoque Lingüístico y en la actualidad ya se
cuenta con una gran cantidad de resultados y aplicaciones, por lo que en los
siguientes puntos se presentaran algunos de éstos. 2.1. CONCEPTOS
GENERALES En general se define un lenguaje como un conjunto. Mas específicamente cualquier mecanismo
que tenga un conjunto de elementos o palabras (Alfabeto) sobre los que se pueda aplicar un conjunto de reglas
para relacionarlos (Sintaxis) y
asociarle un significado (Semántica)
se puede decir que cuenta con un lenguaje. En particular una oración está
formada por palabras (o unidades léxicas) relacionadas entre sí (o sintaxis)
y con un cierto significado (o semántica). 2.2. PERCEPCIÓN
Y CONCEPTUALIZACIÓN DE UNIDADES LÉXICAS Generalmente solo se aceptan como unidades
léxicas a los componentes de las oraciones de los lenguajes naturales, y
desde el surgimiento de los lenguajes de programación se ha ampliado el
término para abarcarlos también a ellos, sin embargo aún en la actualidad no
se incluyen dentro de este concepto por ejemplo a las partes de un gato o a
las ramas de un árbol o a las señales que emite una neurona, y el estudio de
estos elementos se incluye como problemas independientes dentro de la
Semiótica. Por lo que, lo primero que se tiene que hacer es generalizar el concepto de unidad léxica. En el enfoque lingüístico se generaliza el concepto de unidad léxica a
cualquier cosa que se pueda percibir o conceptualizar. Por ejemplo la imagen que percibimos de un gato se
puede considerar como la oración que representa al gato, y las diferentes partes
del gato equivalen a las palabras o unidades léxicas que componen a la
oración. 2.3. EJEMPLOS
DE LENGUAJES A continuación se mostraran algunos
ejemplos de lenguajes no tradicionales con el fin de mostrar la diversidad de
aplicaciones de este enfoque y su fuerza. 2.3.1. LENGUAJE
NATURAL RESTRINGIDO Como primer ejemplo se presenta el caso de
los lenguajes naturales restringidos donde se incluyen: los Lenguajes
Imperativos formados por oraciones en las que se plantea algún requerimiento
u orden, los Lenguajes Declarativos que se centran en el planteamiento de
hechos o reglas de inferencia, los Lenguajes Interrogativos mediante los que
se plantean preguntas sobre el sistema y sus combinaciones. Como posibles ejemplos de oraciones de este
tipo de lenguajes se tienen: En diagnóstico médico: la
conversación del paciente con el médico. En un sistema de nómina: la
descripción de los cambios o modificaciones requeridas. En pruebas de personalidad: la
oración formada por una cadena de signos, donde cada signo representa la
respuesta a una pregunta de la prueba (normalmente tienen un máximo de cinco
posibles respuestas) y la cadena representa todas las respuestas dadas por
una persona, de donde una oración típica se parece a una cadena binaria. 2.3.2. LENGUAJES
DE TRAYECTORIA. Estamos acostumbrados a manejar el concepto
de lenguaje como sinónimo de lenguaje natural escrito o hablado y si nos
fuerzan mucho podemos aceptar la idea de lenguaje de señas o movimientos. Sin embargo, atrás de todos estos tipos de
lenguajes podemos encontrar un concepto más general que los incluye y
generaliza conocido como Lenguaje de Trayectoria. en el cual se
incluyen todos los lenguajes visuales (Gráficas), de movimiento, (Jugadas en
un tablero de Ajedrez, movimiento de un robot, etc.) y cualquier otro
lenguaje que se pueda representar por una trayectoria (Sonido, recorrido por
una ciudad, etc.). Un Lenguaje de Trayectoria se puede
conceptualizar como un conjunto de oraciones que representan la trayectoria
espacial o temporal entre dos puntos para lo cual en lugar de lexemas o
fonemas utiliza como unidades básicas símbolos que representan trayectorias. Prácticamente todos los elementos de los
lenguajes tradicionales (Natural escrito y hablado, señas, etc.) se pueden ver
como una combinación de trayectorias ya que al final de cuentas lo que se
representa mediante una letra es el resultado de la trayectoria que sigue la
pluma de un punto a otro, o lo que se escucha como un fonema es la
abstracción de la trayectoria que sigue una onda sinusoidal y existen
múltiples fenómenos que captamos como resultado de una trayectoria en alguna
dimensión entera o fractal (el movimiento de los planetas, el movimiento de
un pie, el paso del tiempo, el crecimiento de una célula, etc.). Por lo que a todos estos fenómenos se les
puede asociar una trayectoria y podemos postular que cuando se capta algún
fenómeno en primera instancia estamos captando oraciones de algún lenguaje de
trayectoria las cuales al ser absorbidas y procesadas por nuestros sentidos
son integradas mediante un patrón general al cual se le asocia algún tipo de
significado. 2.3.3. SISTEMAS
DE DIAGNOSTICO Y TOMA DE DECISIONES. Una de las características de los sistemas
de diagnóstico y toma de decisiones (DSS, reconocedores de patrones, etc.) en
general y de los sistemas expertos en particular se encuentra en que el
lenguaje del usuario consta principalmente de oraciones de la forma: Síntoma : Diagnostico : Acciones o
Tratamiento donde este tipo de oraciones nos permiten plantear
por ejemplo la base de un conjunto de reglas de inferencia o el patrón
general de algún tipo de figuras. Por ejemplo si se tiene la oración: Paciente femenino de 15 años
con 38 grados de temperatura y S1 S2 S3 dolor en el pecho, se le diagnosticó laringitis
y se le recetó
S4 d1 antibióticos, antihistamínicos y reposo
t1 t2 t3
2.3.4. ECUACIÓN
FUNDAMENTAL DE LA NATURALEZA Aunque es poco conocido, desde mediados de
los 70 se ha utilizado la lingüística y en particular los sistemas-L para
representar la estructura de árboles y construir programas de graficación,
siguiendo con esa línea y combinando los conceptos de fractales y el Enfoque
Lingüístico a finales de los 80's era relativamente fácil representar
mediante gramáticas la estructuras de múltiples objetos de la naturaleza como
árboles, nubes y montañas. Sin embargo cada tipo de objeto se
representaba con una gramática diferente a partir de la premisa de que cada
objeto tenia una estructura diferente de los otros. Mas adelante se encontró
que todos esos objetos se podía representar con una única ecuación lingüística de la forma S->e*S* con lo cual prácticamente se tiene en una sola ecuación la estructura de múltiples elementos de
la naturaleza. 2.4. DEL
LENGUAJE AL SISTEMA El concepto de lenguaje es muy amplio y es
importante saber elegir el que se adecue más a nuestro problema. Ya que se
eligió un lenguaje X, el siguiente paso consiste en captar muchas oraciones
(Grabando, observándolo, sintiéndolo, etc.). Ahora bien, si se tuviera que tener la
lista de todas las oraciones de un lenguaje no terminaríamos, por lo que,
comúnmente en lugar de la lista de
oraciones se utiliza una Gramática o conjunto de reglas que representan al
lenguaje. La Gramática que representa al lenguaje es
equivalente a un sistema de información. por lo que si se tienen un conjunto de oraciones de un lenguaje se puede
encontrar su gramática y de ahí obtener el sistema que trabaja con ese
lenguaje. 2.5. ESTRUCTURA
FRACTAL DE LAS ORACIONES Un resultado que se encontró junto con Juan Martín González Vázquez en 1984, fue que las oraciones tienen una estructura fractal, ya que, según el
enfoque lingüístico cada una de las
unidades léxicas que componen a la oración se pueden ver a su vez como
oraciones. Por ejemplo en la siguiente oración: El perro mordió al gato Cada una de las palabras puede ser una
oración y entonces la palabra perro es por sí sola una
oración
compuesta por sus propias unidades léxicas, que dependiendo de la aplicación
podrían ser por ejemplo : a) pe,
rro para un analizador silábico. b) p,
e, r, o
para un programa de
ordenamiento de palabras. A su vez cada letra se puede ver como una oración de otro lenguaje, por
ejemplo la letra p sería una oración donde las unidades
léxicas podrían ser los diferentes trazos que la forman. CONCLUSIÓN En este documento se mostró como el estudio
de los lenguajes se ha ampliado desde la idea original del tratamiento de los
lenguajes naturales, su ampliación para incluir a los lenguajes artificiales
de programación y su generalización para incluir a cualquier patrón o forma,
de donde se llego finalmente a la idea del Enfoque Lingüístico que plantea que cualquier cosa se puede ver como
una oración de algún lenguaje. Además se mostraron algunas de sus
aplicaciones con el fin de que se vea que es un concepto general y que se
encuentra en el núcleo de las herramientas que nos permiten estudiar la
realidad. BIBLIOGRAFÍA 1. Przemyslaw Prosinkiewicz, Aristid Lindenmayer y James Hanan. Developmental Models of Herbaceous Plants for Computer Imagery
Purposes. Computer
Graphics, Vol 22(4), Agosto 1988. 2. Sofia Bueno Peralta y Antonio Simancas
López. Generador de Árboles
Fractales. en Memorias del III Congreso Nacional sobre Informática y
Computación, Jalapa, Ver. México, Octubre 1990 3.
Heinz-Otto Peitgen and Dietmar Saupe (Editores). The
Science of Fractal Images. ED Springer-Verlag, 1988. 4. Fernando Galindo Soria. Sistemas
Evolutivos: Nuevo Paradigma de la Informática. en Memorias XVII Conferencia
Latinoamericana de Informática, Caracas Venezuela, julio de 1991. 5. Fernando Galindo Soria. Sistemas
Evolutivos. en Boletín de Política Informática. México, Septiembre de
1986. 6. Fernando Galindo Soria. Aplicaciones de la Lingüística Matemática
y los Fractales a la Generación de Imágenes. en Memorias Simposium
Nacional de Computación. México, Nov de 1991. 7. Rafael C. Gonzalez y Michael C. Thomason. Syntactic Pattern Recognition. Ed.
Addison-Wesley. 8. Emmon Bach. Teoría Sintáctica. Ed Anagrama. 9. Arto Salomaa. Formal
Languages. Ed. Academic Press. 10. Herbert. A. Simon. Las Ciencias de lo Artificial. Ed. ATE 11 Noam Chomsky. Estructuras
Sintácticas.
Ed. Siglo XXI 12. John E. Hopcroft, Jeffrey
D. Ullman. Formal
Languages and Their Relation to Automata. Ed. Addison-Wesley. |