Attempto Controlled English（ACE）は、曖昧さのない知識表現と推論を目的として設計された制御自然言語です。これにより、ユーザーは英語のサブセットで形式仕様、クエリ、ルールを記述でき、それらは自動的に一階述語論理（FOL）やその他の形式言語に変換されます。ACEはチューリッヒ大学で開発され、その起源は1990年代後半に遡ります。以来、ソフトウェア仕様、オントロジー工学、質問応答など、さまざまな分野で使用されてきました。ACEの主な目標は、人間が読めるテキストと機械が解釈可能な論理の間のギャップを埋め、形式手法を論理学者以外の人々にもアクセス可能にしつつ、精度を維持することです。
ACEは自由形式の言語ではなく、固定された文法と語彙を持つ厳密に定義された英語のサブセットです。ACEの各文は、事前に定義された構文規則のセットに準拠する必要があり、これにより各文が正確に1つの論理的解釈を持つことが保証されます。これにより、自然言語に固有の曖昧さ（スコープの曖昧さ、照応解決、語彙的多義性など）が排除されます。例えば、「Every customer who owns a car likes it」という文はACEでは曖昧さがなく、代名詞「it」は顧客が所有する車を明確に指します。この言語は、全称量化、存在量化、否定、条件文、法助動詞などの構文をサポートしており、これらはすべて日常英語を反映した形で表現されます。
歴史と開発
ACEの開発は1990年代後半にチューリッヒ大学の計算言語学研究所で始まり、Norbert E. Fuchsと彼のチームが主導しました。最初のバージョンであるACE 1.0は1997年にリリースされ、論理プログラミングのための自然言語インターフェースを作成することを目的としたAttemptoプロジェクトの文脈で、知識表現のツールとして設計されました。長年にわたり、ACEはいくつかのバージョンを経て進化し、ACE 6.0は2007年に重要なマイルストーンとなり、より包括的な文法と一階述語論理への改善された変換を導入しました。この言語はまた、談話表現構造をサポートするように拡張され、複数文のテキストを扱えるようになりました。2010年には、AttemptoプロジェクトがACE 6.1をリリースし、FOLを生成できるパーサーと翻訳者を含み、後のバージョンではOWL（Web Ontology Language）とSWRL（Semantic Web Rule Language）のサポートが追加されました。開発は2015年頃まで活発に行われ、その後はプロジェクトが主にオープンソースソフトウェアとして維持されました。
構文と意味論
ACEの構文は、許可される文構造を指定する文脈自由文法によって定義されます。この文法は、宣言文、疑問文、命令形をカバーしますが、語順と句の種類に厳格な制限があります。例えば、形容詞は名詞の前に置かれ、関係節は修飾する名詞の後に続く必要があります。語彙も制約されており、特定の一般的な英語の単語のみが許可され、すべての用語は辞書で定義される必要があります。ACEの意味論は合成的であり、文の意味はその部分の意味から構築されます。FOLへの変換は決定的であり、構文構造を論理式にマッピングする一連の規則を使用します。例えば、「No dog barks」という文は¬∃x(dog(x) ∧ bark(x))に変換されます。ACEはまた、照応参照をサポートしますが、代名詞は最も最近の互換性のある先行詞を参照する必要があるという規則があり、これは自然言語の談話の簡略化です。
アプリケーションと使用例
ACEはいくつかの実用的な分野で応用されています。ソフトウェア工学では、システム要件の形式仕様を記述するために使用され、利害関係者が形式論理を理解せずに要件を検証できるようにします。例えば、「If a user is logged in and clicks the delete button, then the system deletes the user's account」という仕様はACEで記述でき、一貫性を自動的にチェックできます。セマンティックWebでは、ACEはOWLオントロジーの作成に使用され、ドメイン専門家が読みやすい形式で公理を表現できます。ACEパーサーはOWLファイルを生成でき、これらは推論システムで使用されます。さらに、ACEは質問応答システムでも採用されており、自然言語クエリが知識ベースに対して実行できる論理クエリに変換されます。注目すべき例として、オントロジーを非専門家に理解可能にすることを目的としたOWL verbalizationプロジェクトでのACEの使用があります。
他の形式言語との関係
ACEは、他の制御自然言語や形式表記とよく比較されます。PrologやLispのようなプログラミング言語とは異なり、ACEは特別な訓練なしで人間が読み書きできるように設計されています。SQLのような典型的なクエリ言語よりも表現力が高く、量化子や含意を含む複雑な論理文を表現できます。しかし、ACEは完全な一階述語論理よりも表現力が低く、高階量化や等式などの特定の機能を欠いています。Artificial intelligenceの文脈では、ACEは自然言語処理と形式推論の間の橋渡しとして機能し、Large language modelのようなアプローチを補完します。これらのモデルは強力ですが、曖昧または一貫性のない出力を生成することがよくあります。Large language modelはACEに似たテキストを生成できますが、論理的一貫性を保証するわけではありません。一方、ACEは論理への一対一のマッピングを保証します。
制限と将来の方向性
その強みにもかかわらず、ACEには制限があります。厳格な文法はユーザーにとって扱いにくい場合があり、許可された構文を学び、許可されていない一般的な英語表現を避ける必要があります。語彙は限られており、新しい用語を追加するには辞書を更新する必要があります。さらに、FOLへの変換は複雑な式を生成する可能性があり、元のACE文が単純であっても人間が読むのが難しい場合があります。2010年代半ばの時点で、ACEの開発は鈍化し、2015年以降の主要なリリースはありません。しかし、ACEの背後にあるアイデアは、PENGやCLCEなどの他の制御自然言語プロジェクトに影響を与えています。Generative AIの時代には、Neural networkモデルの出力を制約して、生成されたテキストが論理的に健全であることを保証するために、制御言語を使用することへの関心が再び高まっています。将来の作業では、ACEをMachine learning技術と統合して、自然言語をACEに自動的に変換する可能性がありますが、現在の状態では、そのようなシステムは広く展開されていません。