Linguistic models for decision support

Linguistic modelling is a rather new branch of mathematics that is still undergoing rapid development. It is closely related to fuzzy set theory and fuzzy logic, but knowledge and experience from other fields of mathematics, as well as other fields of science including linguistics and behavioral sciences, is also necessary to build appropriate mathematical models. This topic has received considerable attention as it provides tools for mathematical representation of the most common means of human communication - natural language. Adding a natural language level to mathematical models can provide an interface between the mathematical representation of the modelled system and the user of the model - one that is sufficiently easy to use and understand, but yet conveys all the information necessary to avoid misinterpretations. It is, however, not a trivial task and the link between the linguistic and computational level of such models has to be established and maintained properly during the whole modelling process. In this thesis, we focus on the relationship between the linguistic and the mathematical level of decision support models. We discuss several important issues concerning the mathematical representation of meaning of linguistic expressions, their transformation into the language of mathematics and the retranslation of mathematical outputs back into natural language. In the first part of the thesis, our view of the linguistic modelling for decision support is presented and the main guidelines for building linguistic models for real-life decision support that are the basis of our modeling methodology are outlined. From the theoretical point of view, the issues of representation of meaning of linguistic terms, computations with these representations and the retranslation process back into the linguistic level (linguistic approximation) are studied in this part of the thesis. We focus on the reasonability of operations with the meanings of linguistic terms, the correspondence of the linguistic and mathematical level of the models and on proper presentation of appropriate outputs. We also discuss several issues concerning the ethical aspects of decision support - particularly the loss of meaning due to the transformation of mathematical outputs into natural language and the issue or responsibility for the final decisions. In the second part several case studies of real-life problems are presented. These provide background and necessary context and motivation for the mathematical results and models presented in this part. A linguistic decision support model for disaster management is presented here – formulated as a fuzzy linear programming problem and a heuristic solution to it is proposed. Uncertainty of outputs, expert knowledge concerning disaster response practice and the necessity of obtaining outputs that are easy to interpret (and available in very short time) are reflected in the design of the model. Saaty’s analytic hierarchy process (AHP) is considered in two case studies - first in the context of the evaluation of works of art, where a weak consistency condition is introduced and an adaptation of AHP for large matrices of preference intensities is presented. The second AHP case-study deals with the fuzzified version of AHP and its use for evaluation purposes – particularly the integration of peer-review into the evaluation of R&D outputs is considered. In the context of HR management, we present a fuzzy rule based evaluation model (academic faculty evaluation is considered) constructed to provide outputs that do not require linguistic approximation and are easily transformed into graphical information. This is achieved by designing a specific form of fuzzy inference. Finally the last case study is from the area of humanities - psychological diagnostics is considered and a linguistic fuzzy model for the interpretation of outputs of multidimensional questionnaires is suggested. The issue of the quality of data in mathematical classification models is also studied here. A modification of the receiver operating characteristics (ROC) method is presented to reflect variable quality of data instances in the validation set during classifier performance assessment. Twelve publications on which the author participated are appended as a third part of this thesis. These summarize the mathematical results and provide a closer insight into the issues of the practicalapplications that are considered in the second part of the thesis.

Lounaissuomalaisten murrekäsityksiä

Tutkimus käsittelee tavallisten kielenkäyttäjien käsityksiä suomen murteista. Se kuuluu kansanlingvistiikan alaan, tarkemmin sanottuna kansandialektologiaan. Kansandialektologia on Suomessa vielä melko nuori tutkimussuuntaus, eikä lounaismurteiden alueelta ole juuri tutkimusta aiheesta. Kansanlingvistiikka (folk linguistics) tutkii tavallisten kielenkäyttäjien, ei-kielitieteilijöiden (non-linguist) käsityksiä, mielteitä ja havaintoja kielestä. Ajatuksena on päästä käsiksi siihen, miten tavalliset ihmiset kokevat esimerkiksi kielen variaation. Kansandialektologiassa näkökulma on murteissa ja niihin liittyvissä käsityksissä. Tutkimusta varten on haastateltu yhteensä kahdeksaatoista lounaissuomalaista informanttia, jotka kuuluvat kahteen eri ryhmään, nuoriin aikuisiin ja keski-ikäisiin. Kaikki informantit ovat joko kotoisin Naantalista tai asuneet siellä pitkiä aikoja. Naantali on Turun naapurikaupunki. Haastatteluiden ytimen muodostivat mielikuvakarttatehtävä ja avoimet kysymykset, jotka liittyivät esimerkiksi murteiden esteettisyyden ja yleiskielisyyden arviointiin. Naantalilaiset nuoret aikuiset ja keski-ikäiset piirsivät suomen murrealueita yhteensä keskimäärin seitsemän. Suomen päämurrealueita on kahdeksan, joten informantit olivat kohtuullisen tietoisia eri murrealueista. Lähes jokaiseen karttaan piirrettiin Lapin, Savon ja Turun murteiden alueet. Myös Pohjanmaan murre ja Stadin slangi mainittiin useimmissa kartoissa. Nuoret aikuiset ja keski-ikäiset osasivat mainita eri murteiden piirteitä melko tasapuolisesti. Keski-ikäiset tunsivat jonkin verran enemmän erilaisia murrematkimuksia ja -sanoja. Murteiden esteettisyyden arvioinnissa keski-ikäisten ja nuorten aikuisten välillä oli jonkin verran erimielisyyttä, mutta tietyt alueet erottuivat silti vastauksissa. Aiemmissa tutkimuksissa monesti rumimmaksi murteeksi valikoitunut Turun murre herätti ajatuksia sekä kauniin että ruman murteen ollessa puheena. Lopulta Turun seudun puhekieli oli sekä toiseksi kaunein että toiseksi rumin suomen puhekieli. Rumimmaksi informantit valitsivat Helsingin seudun puhekielen, kauneimmaksi itämurteet. Yleiskielisimpänä alueena informantit pitivät Keski-Suomea. Kaikille informanteille murteet olivat positiivinen asia. Useimmat ajattelivat murteiden kuitenkin vähitellen katoavan tai ainakin huomattavasti sekoittuvan tai lieventyvän.

Lauseen aspektin ilmaiseminen suomen kielessä. Tutkimus olla-, tehdä- ja tulla-verbillisistä tekstilauseista käyttökonteksteissaan

Tutkimuksessa tarkastellaan lauseen aspektin ilmaisemista suomen kielessä. Aspektia käsitellään merkityskategoriana, joka osoittaa lauseen kuvaaman asiaintilan ajallisen keston, ja perustavanlaatuisena aspektuaalisena erontekona pidetään rajattuuden ja rajaamattomuuden vastakohtaisuutta. Tutkimuksessa selvitetään, millä perusteella lauseet saavat joko rajatun tai rajaamattoman aspektitulkinnan ja miten konteksti vaikuttaa tähän tulkintaan. Lauseen kontekstina käsitellään kielellistä kontekstia eli tekstiä. Työ on aineistopohjainen tutkimus kirjoitetusta nykysuomesta, ja tarkastelun kohteena on sanomalehtiteksteistä koottu lauseaineisto. Lauseiden pääverbit ovat olla, tehdä ja tulla. Aineistosta on mahdollista esittää sekä kvalitatiivisia että kvantitatiivisia huomioita. Tutkimuksen teoreettisen ja metodologisen taustan muodostavat eräiden kognitiivisen kielitieteen suuntausten kuvauskäsitteet ja -metodit sekä fennistinen aspektin kuvaamisen perinne. Tutkimuksessa tarkastellaan kahta fennistiikassa esitettyä tapaa määritellä lauseen aspektimerkitys ja osoitetaan, että ne ovat toisiaan täydentäviä. Molemmat lähestymistavat huomioon ottamalla on siis mahdollista kuvata lauseen aspektimerkityksen määräytyminen täsmällisemmin kuin vain yhteen kuvaustapaan keskittymällä. Lisäksi osoitetaan, että keskeisinä aspektin ilmaisemisen keinoina pidetyt keston ja toistuvuuden adverbiaalit jäävät aineistossa marginaalisiksi. Ajankohdan adverbiaaleja puolestaan käsitellään aiemmasta tutkimuksesta poiketen rajattuina tarkastelunäkökulmina kuvattuun asiaintilaan, ja ne toimivat tässä tehtävässä liittyessään aspektiltaan rajaamattomiin lauseisiin. Lisäksi tutkimus osoittaa, että aspektin ilmaisemisen kerroksellisuutta voidaan aspektin ilmaisemiseen osallistuvien lauseenjäsenten kerrostumisen ohella tarkastella lausekokonaisuuden eri semanttisten tasojen kerrostumisena. Lausetta laajemman kontekstin vaikutusta aspektitulkintaan ei ole aiemmin tutkittu suomen kielessä. Tutkimus osoittaa, että aspektiltaan monitulkintaisten lauseiden konteksti voi selventää tulkinnan tai mahdollistaa samanaikaisesti vaihtoehtoiset tulkinnat. Lisäksi erilaisten lauseenulkoisten rajan ilmausten avulla on mahdollista osoittaa lauseen aspektin rajattuutta siinä tapauksessa, että lause muutoin ymmärrettäisiin aspektiltaan rajaamattomaksi.