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人工智能技术在信息检索系统中应用

摘要阐述了人工智能的原理及智能信息检索系统的基本概念，分析了智能信息检索系

统的结构及其研究中遇到的难题，并从人工智能的研究成果来探讨解决问题的思路。

关键词人工智能；智能信息检索系统；信息检索

人工智能是当前科学技术发展中的一门前沿学科，是在计算机科学、控制论、信息论、

神经心理学、哲学、语言学等多种学科研究的基础上发展起来的，是一门综合性很强的边

缘学科。总的来说，人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、延

伸扩展人类智能的学科。

目前，人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的，主要研究领域有专家系统、机

器学习、模式识别和自然语言理解等。自从人工智能技术问世以来，它的研究已经有了显

著的成果。人工智能应用于信息检索系统的成果——智能信息检索系统给信息检索领域带

来了革命性的变化。
1智能信息检索系统概述

智能信息检索系统是一种智能化的计算机信息检索系统,它模拟人类关于信息处理的思

维过程和智能活动,实现信息知识的存储,检索和推理,并向用户提供智能辅助。

由于人工智能的引入，智能信息检索系统的优势明显：强大的自然语言理解能力，使

用户可以用自然语言更确切地表达自己的信息需求；模拟专家的检索方法，把用户所表达

的信息需求，制定解决策略以及分析结果的工作转移到智能信息检索系统来处理；具有强

大的学习能力，能自动地获取知识，能直接向书本学习，并在实践中实现自我完善。
2智能信息检索系统的结构

智能信息检索系统与专家系统有很大的相似性，其基本结构（见图1）和工作原理是

基本相同的。

2.1人机接口部分

人机接口是信息检索系统和用户交流的界面，它能理解、分析用户的自然语言提问，

并产生适合用户的结果，还具有解释功能。它由一组程序相应的硬件组成，用于完成输入

输出工作。系统通过它输入知识更新完善知识库，一般用户通过它输入信息需求。

2.2知识库及其管理系统

知识库是知识存储机构，用于存储解决用户信息需求所需的原理性知识、专家的经验
性知识以及有关的事实等。知识库中的知识来源于知识获取机构，同时它又为推理机提供

求解问题所需的知识，与两者都有密切关系。

2.3数据库及其管理系统

它存放用户提供的初始事实、问题描述以及系统运行过程中得到的中间结果、最终结

果、运行信息（如推出结果的知识链）等。

2.4检索推理机构

它综合应用各种信息检索策略与推理技术，利用知识库中的知识，按一定的推理策略

解决用户的问题。

2.5知识获取

这是获取知识的机构，由一组程序组成。其基本任务是把知识输入到知识库中，并负

责维护知识的完整性与一致性，建立起性能良好的知识库。

2.6解释机构

它能够对自己的行为作出解释，回答用户提出的“为什么？”、“结论是怎么出来的？

”等问题，是信息检索系统取信于用户的一个重要措施。
3智能信息检索面临的问题

智能信息检索系统的研究经历了几十年的发展，到目前为止，已经研究出了一些实用

性的智能信息检索系统。但是，人工智能信息检索在下列领域依然无法得到根本性的突破。

3.1自然语言理解

自然语言理解是智能信息检索系统的基础。自然语言是极其复杂的。对我们每个人

来说，是以我们的全部知识来理解语言的。机器理解自然语言需要把每个人脑都拥有的高

度相似的、有关的“背景知识”存入计算机中，利用这种上下文相关知识进行推理，但这

是难以做到的。

3.2知识的表示

人类的智能活动主要是一个获得并运用知识的过程，知识是智能的基础。为了让计算

机具有智能，就必须使它具有知识。但知识是需要用适当的模式表示出来才能存储到计算

机中去的，因此知识表示是长期以来人工智能研究的一个重要问题,在智能信息检索系统设

计中,知识表示则成为一个核心部分。

在人工智能中，知识表示就是要把问题求解中所需要的对象、前提条件、算法等知识

构造为计算机可处理的数据结构以及解释这种结构的某些过程。在信息检索中，同一条知
识对不同的用户有着不同的重要性。因此，在信息检索中，知识的表示与利用是一个很大

的难题。例如，如何从询问中获得领域知识，信息表示要达到怎样的深度等。

3.3知识的获取

拥有知识是智能信息检索系统区别于一般信息检索系统的重要标志,而知识的质量与数

量又是决定其性能的关键因素。如何使智能信息检索系统获得高质量的知识，这正是知识

获取要解决的问题。

由于各方面的原因，知识获取至今仍是一件相当困难的工作，虽然已有许多人工智能

学者在开展这方面的研究工作，希望实现知识的自动获取，即由信息检索系统自动完成对

知识的获取，并且也取得了一些成果，但离知识的完全自动获取这一目标相距甚远，还需

要走一段