一個對話系統(tǒng) 以加強(qiáng)面向目標(biāo)的人機(jī)交互

SUNY Binghamton，克利夫蘭州立大學(xué)和華盛頓大學(xué)的研究人員最近開發(fā)了一種新的對話系統(tǒng)，可以改善人機(jī)交互。該系統(tǒng)在arXiv上預(yù)先發(fā)表的論文中提出，旨在不斷學(xué)習(xí)其對話經(jīng)驗(yàn)，隨著時間的推移增強(qiáng)其知識基礎(chǔ)和語言能力。

“近年來，許多公司和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始考慮在室內(nèi)環(huán)境中設(shè)計和使用機(jī)器人以用于各種應(yīng)用，”開展這項(xiàng)研究的研究人員之一Saeid Amiri告訴TechXplore。“對于人類居住環(huán)境中的機(jī)器人來說，使用自然語言與人類交流的能力至關(guān)重要。但是，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)存在一些挑戰(zhàn)。一個是語言可能含糊不清，即使在人類中也是如此 - 第二，與人類不同，機(jī)器人對周圍環(huán)境的了解(例如物體和周圍的人)是非常有限的。“

在他們的研究中，Amiri和他的同事開始著手解決許多現(xiàn)有對話系統(tǒng)的局限性，開發(fā)一個可以從其環(huán)境中學(xué)習(xí)并因此隨著時間的推移完善其能力的系統(tǒng)。他們的總體目標(biāo)是讓機(jī)器人成功完成任務(wù)，例如交付包裹，同時獲取有關(guān)其周圍環(huán)境的新概念。

“在人機(jī)交流中，如果人類指的是一些未知物體，那么機(jī)器人通常很難理解它，”阿米里說。“為了解決這個問題，我們提出了一個對話系統(tǒng)的想法，該系統(tǒng)要求澄清問題(例如，我是否應(yīng)該交付一個包裹?這是為Bob提供的嗎?)一旦人為其分配任務(wù)。這些問題有助于機(jī)器人進(jìn)入意識到必須學(xué)習(xí)新單詞。“

Amiri及其同事開發(fā)的對話系統(tǒng)有四個主要部分：語言理解部分，對話管理者，知識管理者和語言生成工具。語言理解組件將人類所說的句子解析為正式表示，然后將它們提供給機(jī)器人。當(dāng)對話系統(tǒng)應(yīng)用于遞送任務(wù)時，例如研究人員在他們的實(shí)驗(yàn)中關(guān)注的那個，語言理解組件允許系統(tǒng)識別人類用戶提到的項(xiàng)目或與包裹的接收者有關(guān)的信息。

另一方面，對話管理器組件決定機(jī)器人如果沒有完全掌握指令或句子，應(yīng)該向人類用戶詢問什么問題?；谟脩魧@些問題的回答，機(jī)器人更新其關(guān)于用戶所指的概念的含義的確定性程度。

隨后，對話系統(tǒng)的知識管理器組件確定機(jī)器人是否需要學(xué)習(xí)新概念。例如，如果機(jī)器人已經(jīng)知道用戶描述的所有關(guān)鍵概念，那么它就沒有必要學(xué)習(xí)額外的或不必要的單詞。

最后，語言生成組件允許機(jī)器人產(chǎn)生響應(yīng)并直接回答用戶。在他們的研究中，Amiri和他的同事決定盡可能簡化這個組件，因此使用了一系列簡單明確的預(yù)定義文本。

Amiri及其同事開發(fā)的對話系統(tǒng)概述。

研究人員在涉及人類參與者的模擬和實(shí)驗(yàn)中評估了他們的系統(tǒng)，這些參與者是通過Amazon Mechanical Turk和其他平臺招募的。他們的研究結(jié)果非常有希望，他們的系統(tǒng)在效率和準(zhǔn)確性方面都優(yōu)于人機(jī)交互中的其他對話代理。在他們的測試中，系統(tǒng)很好地理解了用戶查詢，同時還不斷更新其知識和語言功能。

“在我們的研究過程中，我們要求一些人類參與者使用我們的機(jī)器人，機(jī)器人能夠通過與用戶的對話來增強(qiáng)其知識，”Amiri說。“一個能夠知道何時自己學(xué)習(xí)新知識的機(jī)器人是一項(xiàng)偉大的成就。這意味著你基本上可以擁有一個通過與人類的互動和對話逐步學(xué)習(xí)新概念的機(jī)器人。”

將來，Amiri及其同事開發(fā)的對話系統(tǒng)可用于增強(qiáng)現(xiàn)有機(jī)器人和新機(jī)器人的互動能力。同時，研究人員計劃繼續(xù)研究他們的系統(tǒng)，以進(jìn)一步提高其性能，功效和適用性。

“盡管我們在這項(xiàng)研究中實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)，但仍然有很長的路要走，讓機(jī)器人像人一樣自然，”Amiri說。“我現(xiàn)在想要改進(jìn)我們的對話系統(tǒng)，以便機(jī)器人能說話次數(shù)較少，否則人類會感到沮喪并失去對機(jī)器人的信任。此外，如果人類在通信中使用休閑語言，機(jī)器人目前可能有難以理解他/她的要求，這是我想要做的其他事情。“