Общение с интеллектуальными системами

Операторы и пользователи интеллектуальных систем должны иметь средства общения с ними, которые позволяют формировать задания и получать сообщения на естественном языке. Для этого нужен так называемый интеллектуальный интерфейс, обеспечивающий диалог с системой. При восприятии информации от оператора или пользователя в нем должны решаться прямые задачи распознания естественно-языковых выражений, вводимых в речевой или текстовой форме, и понимания их смысла. Обратные задачи, связанные с формированием смыслового содержания естественно-языковых сообщений и синтеза их в речевой или текстовой форме, должны решаться, если система будет информировать о своих решениях пользователей в режиме диалога. В этой главе подробно рассматриваются задачи распознавания речи и понимания сообщений на языке, близком к естественному, которые составляют основу интеллектуального интерфейса ИС.

Организация диалогового общения

ИС должна получать и обрабатывать задание и некоторую исходную информацию, а также сообщать оператору или пользователю о результатах своей работы, состоянии и др. Эти функции выполняются системой интеллектуального диалогового общения (рис. 17.1). В общем случае предполагается общение на естественном языке. При этом ввод информации может осуществляться с клавиатуры, специальных сканирующих устройств или устройств преобразования речи, а вывод — на экран монитора или специальные устройства синтеза речи.

Диалоговый процесс обычно инициируется речевым актом |4]. Оператор принимает решение о том или ином речевом акте на основе априорной информации о теме и цели диалога, текущей информации о ходе диалога.

На первом этапе процесса диалога производится распознавание речи, т. е. преобразование акустического речевого сигнала в соответствующую последовательность слов. При этом используется акустико-лексическая БД, обеспечивающая акустический, фонологический и лексический уровни обработки речи. На самом низком, акустическом, уровне реализуются сегментирование, кодирование и параметрическое представление речевого сигнала. Параметризация ведется по сегментам, в которых сигнал обладает стационарными свойствами. На фонологическом уровне выделяются простейшие, семантически значащие единицы речи — фонемы. В русском языке известны 42 фонемы, которые представляют собой устойчивые сочетания звуков в речи. На лексическом (морфологическом) уровне производится описание всех значащих последовательностей фонем, из которых составляются слова или части слов (морфемы).

Распознанная последовательность слов обрабатывается лингвистическим процессором. При этом используются знания о лексиконе (представлении слов текста последовательностью лексем или морфем) и грамматике, а также семантике языка (смысловые значения языковых форм), имеющиеся в БЗ системы. Лингвистический процессор реализует синтаксический и семантический уровни обработки текста. На синтаксическом уровне с помощью правил грамматики языка производится интерпретация, т. е. строятся правильные предложения, а на семантическом — этим предложениям придается смысловое значение.

Синтез речи, необходимый для генерации ответов диалоговой системы, является обратным процессом преобразования подготовленных в системе смысловых значений в предложения, слова и речевой сигнал. При этом также используется лингвистический процессор, формирующий по смысловым значениям правильно построенные предложения, по которым дальше генерируются акустические сигналы речи для проговаривания этих предложений словами с соответствующим произношением.

Описанная основная часть системы обычно дополняется прикладной частью, которая специализирует диалоговую систему для использования в определенной проблемной области. Здесь главная роль принадлежит средствам управления диалогом, которые ведут обработку речи, строят контекстные интерпретации и генерируют ответы системы оператору. При этом используются семантика проблемной области и различная неязыковая информация, необходимая для эффективного управления диалогом.

Организация диалогового общения представляет серьезную проблему, включающую в себя задачи ограничения естественного языка, разработки грамматики для него, построения системы интерпретации естественноязыковых форм. Как видно из приведенного краткого описания диалоговой системы, главные моменты организации диалоговой системы связаны с восприятием речи.

Можно выделить два основных этапа восприятия речи: распознавание речи {speech recognition) и понимание речи (natural language understanding). Существуют следующие подходы к реализации этих этапов:

• • лингвистический, основанный на изучении семантико-синтаксических конструкций естественного языка в рамках модели языка;
• • экспериментальный_у на основе семантико-прагматического анализа с использованием упрощенной модели «мышления»;
• • прагматический у где язык рассматривается как средство получения целевых посылок, определяющих действия.