Введение к работе
Актуальность темы. На сегодняшний день компьютерные системы (КС) работают не только в традиционной научно-технической сфере, но и в управленческих, медицинских, юридических и многих других областях, включая повседневный быт людей. Однако качественных изменений в характере взаимодействия с компьютером пока не наблюдается - большинство КС по-прежнему рассчитано на специально подготовленных пользователей. Поэтому конечные пользователи зачастую сами не обращаются с КС, а прибегают к посредничеству профессионалов - программистов.
Требования, касающиеся работы на формальном языке, предъявляемые к оператору ЭВМ и, в частности, к оператору АСУ, не всегда выполнимы. Традиционно считается, . что если человек и компьютер используют в своей деятельности различные языки, то человек, опираясь на врожденную способность к обучению, обязан освоить язык компьютера. При этом известно, что компьютерные знания, приобретаемые в дополнение к основной специальности, развиваются весьма динамично и быстро устаревают, что приводит к необходимости переучиваться, кроме этого, формальные средства обращения быстро забываются, особенно, если используются с перерывами.
В то же время недостаточно используется альтернативный подход, при котором не человек осваивает язык компьютера, а КС становится способной воспринимать обращения на языке человека, т. е. на свободном естественном языке (ЕЯ). Для тех случаев, когда человеко-машинное взаимодействие протекает в стационарной среде, задача понимания, как известно, может быть корректно поставлена и решена в рамках теории распознавания образов. Однако часто встречаются ситуации ( в частности, при управлении сложными технологическими процессами), в которых отличительной особенностью ЕЯ общения является гибкость и адаптация к предметной области (ГО) и ее пополнению. Это свойство не достигается ни путем применения сколь угодно развитой системой меню или мнемосхем, ни с помощью методов, предложенных для стационарной среды. Наряду с известными преимуществами ЕЯ взаимодействия, как то
-
ЕЯ взаимодействие с КС не требует от человека дополнительных усилий по переводу на специфический машинный язык,
-
ЕЯ не нуждается в специальном изучении и не забывается,
- 2 -3) ЕЯ общение с КС органично соответствует природе человека, создает психологический комфорт, в расширяемой ПО взаимодействие на ЕЯ позволяет расширить внутренний мир системы адекватными для человека средствами.
Целями работы являются:
-анализ существующих принципов ЕЯ общения с компьютером в стационарных и расширяемых предметных областях;
-построение логической системы на языке, выразительность которого достаточна для представления и ПО. и ЕЯ обращения к работающей в ней КС;
-выработка концепции понимания вопроса и понимания определения как средства расширения предметной области;
-создание методов построения формализованной ПО;
-разработка алгоритмов настройки ЕЯ-системы на ПО;
-внедрение полученных результатов в реально действующие КС и изучение опыта их эксплуатации.
Научная новизна
-
Развита методология решения задачи понимания ЕЯ в расширяемой ПО.
-
Построено многоуровневая логика на символьном пространстве в виде последовательности формальных метатеорий с топологическим представлением логического вывода. Она служит основанием концепции перевода как составной части понимания.
-
Обеспечена возможность введения определений новых понятий и объектов на ЕЯ.
-
На основе введенного формализма построен класс алгоритмов, сочетающих процедурные и декларативные методы, которые осуществляют перевод с ЕЯ на формальный и достижение совместности с ранее построенным представлением ПО.,
-
Разработаны методы формирования ПО путем интерпретации изображений.
-
Построены алгоритмы, осуществляющие самонастройку системы ЕЯ взаимодействия на стационарное ядро ПО.
-
Рассмотрены возможности реализации на нейроноподобных элементах разработанных алгоритмических принципов для работы в нестационарных средах.
Практическая ценность. Разработан класс методов понимания
ЕЯ обращений для ряда ПО, пополняемых новыми понятиями и объектами в процессе работы. Алгоритмы, сочетающие процедурные и декларативные принципы, ориентированы на работу как на персональных ЭВМ а составе АСУ, так и на специальных средствах с параллельной конфигурацией. Для IBM - совместимых компьютеров создана система UNLESA (понимание ЕЯ в расширяемой ПО).
Система понимания компилирующего типа осуществляет автоматическую настройку на широкий диапазон ПО, в т. ч. с возможностью сбора информации посредством применения системы технического зрения. UNLESA применяется в ряде учебных и научно-исследовательских организаций в учебном процессе при развитии навыков формального представления знаний. Осуществляется ЕЯ взаимодействие в таких ПО, как функционирование широкого спектра технологических схем и агрегатов химической технологии, что подтверждается актами о внедрении.
Автор защищает:
-метод машинного понимания ЕЯ обращений, основанный на переводе на формальный язык и достижении совместности с формализованной ПО (ОТО);
-метод понимания определений новых терминов и понятий, введенных на ЕЯ, в ходе взаимодействия с системой;
-методы формирования предметных областей для ЕЯ взаимодействия и самонастройки на них системы понимания;
-формализм, разработанный с использованием логических методов , который положен в основу концепции перевода и достижения совместности;
Апробация и публикация работы. Результаты, отраженные в диссертации, докладывались и обсуждались на семинарах "Расплывчатые категории в управлении'Ч Тбилиси, 1989). "Новые информационные технологии"(Тверь,1991), 3 Всесоюзной конференции по искусственному интеллекту (Тверь, 1992), Международном симпозиуме по нейроинформатике и нейрокомпьютерам (Ростов, 1992), конференции молодых ученых ИППИ РАН (Москва. 1989, 1990, 1991, 1992), а также на семинарах в различных лабораториях ИППИ РАН, ЦНИИКА, МГУ ,МИХМ и других организациях. Система UNLESA апробировалась в одной из исследуемых ПО совместно с лингвистическим процессором ЭТАП-3, разрабатываемым акад. Ю. Д. Апресяном с сотрудниками.
По теме диссертации опубликовано 9 научных работ.
Похожие диссертации на Естественно-языковое взаимодействие с ЭВМ в расширяемой предметной области
