Главная » 2014 » Август » 20 » Скачать Моделирование адаптивного логического анализа в процессе человеко-машинного взаимодействия на естественном языке. Крайванова, бесплатно
3:15 AM
Скачать Моделирование адаптивного логического анализа в процессе человеко-машинного взаимодействия на естественном языке. Крайванова, бесплатно
Моделирование адаптивного логического анализа в процессе человеко-машинного взаимодействия на естественном языке
Диссертация
Автор: Крайванова, Варвара Андреевна
Название: Моделирование адаптивного логического анализа в процессе человеко-машинного взаимодействия на естественном языке
Справка: Крайванова, Варвара Андреевна. Моделирование адаптивного логического анализа в процессе человеко-машинного взаимодействия на естественном языке : диссертация кандидата физико-математических наук : 05.13.18 / Крайванова Варвара Андреевна; [Место защиты: Алт. гос. ун-т] - Барнаул, 2010 - Количество страниц: 111 с. ил. Барнаул, 2010 111 c. :
Объем: 111 стр.
Информация: Барнаул, 2010
Содержание:
Список используемых сокращений
Введение
1 Проблема человеко-машинного взаимодействия на естественном языке
11 Интеллектуальные человеко-машинные интерфейсы
12 Актуальность проблемы построения ЕЯ-интерфейса
13 Специфика и современное состояние проблемы
14 Обзор существующих подходов к анализу ЕЯ
15 Постановка задачи исследования
16 Выводы к первой главе
2 Математическая модель представления знаний
21 Структура лексикона
22 Представление фраз естественного языка
23 Получение функционального представления фразы из ее синтаксической структуры
24 Представление команд объекта управления
25 Выводы к главе
3 Математическая модель логического анализа
31 Правила контекстной замены
32 Механизм логического анализа
33 Доказательство NP-трудности задачи
34 Проверка адекватности модели
35 Выводы к главе
4 Механизмы адаптивного обучения
41 Расширение множества правил при пополнении лексикона
42 Достраивание лексикона
43 Пополнение базы правил из неструктурированных текстов
44 Оптимизация базы знаний
45 Проверка адекватности обучения
46 Выводы к главе
5 Проблема темпоральной эффективности
51 Тривиальный алгоритм реализации модели
52 Улучшенный механизм выбора правила
53 Проблема экстенсивных правил
54 Отсечение по структурным характеристикам дерева фразы
55 Предотвращение повторного вывода
56 Выводы к главе
Введение:
Актуальность темы
Задача создания интерфейса для общения с компьютером на естественном человеческом языке (ЕЯ) не нова, однако сейчас проблема ЕЯ-интерфейса вновь обретает остроту и актуальность в свете роста структурной сложности современных компьютерных систем. При этом далеко не каждая задача требует глубокого семантического анализа текста, учитывающего структуру дискурса. Во многих прикладных областях применения компьютерных технологий взаимодействие с компьютером на естественном языке было бы наиболее эффективным. Примерами таких областей служат:
• интерфейсы к базам данных;
• управление «умными домами»;
• диалоговые справочные системы;
• персональный электронный секретарь.
Следует отметить, что во всех этих областях сейчас используются интерфейсы, требующие от пользователя специальных навыков, строго говоря, неадекватных содержанию предметной области.
В настоящее время не выработано единого подхода к построению естественно-языкового интерфейса, а существующие модели и практические решения зависят от конкретного используемого языка и предметной области. Кроме того, трудоемкая в построении структура знаний препятствует их практическому применению.
В связи с этим актуальным является построение имитационной динамической модели адаптивного логического анализа в процессе человеко-машинного взаимодействия на естественном языке.
Целью настоящей работы является разработка фундаментальных основ и применение математического моделирования при построении и комплексном исследовании логико-графовой модели адаптивного логического анализа для решения научных и социально-технических прикладных проблем человеко-машинного взаимодействия на естественном языке. Основными требованиями к модели являются:
• достаточная адекватность и вычислительная эффективность для практического использования;
• минимальные усилия для построения базы знаний;
• возможность адаптации модели под изменяющийся технический объект. При этом модель должна ие только осуществлять буквальный перевод команд с естественного языка на формальный, но и производить логический анализ фраз, не являющихся командами. Поскольку задача синтаксического разбора фраз естественного языка в значительной степени уже решена, то входной информацией для модели выбраны результаты синтаксического анализа.
Для достижения данной цели ставятся следующие задачи:
• Анализ специфики проблемы и обзор существующих подходов к созданию естественно-языковых интерфейсов.
• Разработка, исследование и обоснование модели представления знаний и механизма логического анализа.
• Разработка алгоритмов пополнения знаний модели и анализ их адекватности.
• Разработка алгоритмов реализации логического вывода. Обоснование и анализ их производительности на основе вычислительного эксперимента на тестовых примерах.
Методы исследования: теория формальных систем, методы математической логики, методы искусственного интеллекта, методы теории алгоритмов, вычислительный эксперимент.
Научная новизна
1. Разработана математическая модель логического анализа в процессе человеко-машинного взаимодействия на естественном языке, независимая от конкретной предметной области и используемого естественного языка, и адекватная при небольшой базе знаний.
2. Разработаны и обоснованы эффективные механизмы автоматизированного построения и адаптации знаний модели под конкретный технический объект.
3. Реализованы и протестированы эффективные алгоритмы в виде комплекса программ, предназначенных для решения проблемы человеко-машинного взаимодействия.
4. Предлагаемый адаптивный подход позволяет преодолеть существующие ограничения (высокая сложность алгоритмов, большая трудоемкость формирования базы знаний) на практическое применение естественно-языковых интерфейсов для социально-технических систем.
Практическая значимость
На основе результатов исследования разработана программная библиотека для реализации адаптивных естественно-языковых интерфейсов AL System. Получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2009610579 в Реестре программ для ЭВМ.
Апробация
Основные положения и результаты работы апробированы на 13 конференциях:
• Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь» (Барнаул, 2006, 2007, 2008, 2009).
• IV Всероссийская научно-практическая конференция «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (Новосибирск, 2007, 2008).
• Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР - 2008» (Томск, 2008).
• Международная научно-практическая конференция «Перспективные технологии искусственного интеллекта» (Пенза, 2008).
• VII Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и современные информационные технологии» (Томск, 2009).
• VI Всероссийская научно-практическая конференция «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (Томск, 2009).
• XII Региональная конференция по математике МАК-2009 (Барнаул, 2009).
• XIII International conference "Speech and computer"(Санкт-Петербург, 2009).
• II Всероссийская конференция с международным участием «Знания-Онтологии-Теории» (Новосибирск, 2009).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 1 статья в журнале из списка ведущих рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ в Реестре программ для ЭВМ, 4 статьи в научных журналах и сборниках работ конференций, 13 тезисов докладов на конференциях. Общий объем публикаций - 24 авторских листа.
На защиту выносятся:
1. Логико-графовая имитационная динамическая модель адаптивного логического анализа в процессе человеко-машинного взаимодействия на естественном языке.
2. Алгоритмы реализации математической модели на основе линейного выбора правила и на основе дерева схем, а также результаты анализа их эффективности.
3. Механизмы автоматического построения и адаптации знаний модели под изменяющиеся внешние условия: построение лексикона, генерация правил контекстной замены на основе ассоциаций, извлечение правил контекстной замены из фраз на естественном языке, а также алгоритмы их реализации.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и двух приложений. Диссертация изложена на 111 страницах и содержит 28 рисунков. Список литературы содержит 85 наименований, включая работы автора.
