Реалізація зв’язності діалогу людини та віртуального співрозмовника

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 81'33:004.773.6

РЕАЛІЗАЦІЯ ЗВ'ЯЗНОСТІ ДІАЛОГУ ЛЮДИНИ ТА ВІРТУАЛЬНОГО СПІВРОЗМОВНИКА

Ірина Біскуб, Олена Бегаль

Ідеться про когнітивні аспекти зв'язності, котрі впливають на її реалізацію, з метою їх втілення у моделюванні автоматичних діалогових систем. Розглянуто та охарактеризовано когнітивні процеси і компоненти, що забезпечують досягнення зв'язності у діалозі; відзначається особлива роль так званої орієнтувальної частини та ментальних репрезентацій у побудові семантично і прагматично когерентної діалогічної взаємодії. Доведено, що «орієнтувальна частина» допомагає налаштувати співрозмовника на активне сприйняття й ознайомити з контекстуальними аспектами взаємодії, а чітко структурована репрезентація знань формує тематично впорядковану основу для релевантного встановлення зв'язків. Отримані результати дали змогу сформулювати шляхи оптимізації роботи автоматичної діалогової системи. Як наслідок для віртуального співрозмовника змодельовано компоненти, котрі є суттєвими для реалізації зв'язності діалогу та втілення яких у розробці лінгвістично компетентного чат-бота дозволило досягти природної і когерентної діалогічної комунікації між людиною та машиною.

Ключові слова: зв'язність, діалог, віртуальний співрозмовник, «орієнтувальна частина», ментальна репрезентація, моделювання.

діалог зв'язність орієнтувальний ментальниий

Бискуб Ирина, Бегаль Елена. Реализация связности диалога человека и виртуального собеседника. Речь идет об когнитивных аспектах связности, которые влияют на ее реализацию, с целью их воплощения в моделировании автоматических диалоговых систем. Рассмотрены и охарактеризованы когнитивные процессы и компоненты, обеспечивающие достижение связности в диалоге; отмечается особая роль так называемой ориентировочной части и ментальных репрезентаций в построении семантически и прагматически когерентного диалогического взаимодействия. Доказано, что «ориентировочная часть» помогает настроить собеседника на активное восприятие и ознакомить с контекстуальными аспектами взаимодействия, а четко структурированная репрезентация знаний формирует тематически упорядоченную основу для релевантного установления связей. Полученные результаты послужили основанием для формулирования путей оптимизации работы автоматической диалоговой системы. Вследствие этого для виртуального собеседника были смоделированы компоненты, существенные для реализации связности диалога, воплощение которых в разработке лингвистически компетентного чат-бота дало возможность достичь природной и когерентной диалогической коммуникации между человеком и машиной.

Ключевые слова: связность, диалог, виртуальный собеседник, «ориентировочная часть», ментальная репрезентация, моделирование.

Biskub Iryna, Begal Olena. Realization of the Coherence in the Dialogue between Human and Virtual Interlocutor. This article is devoted to cognitive aspects of coherence which have influence on its realization with their further implementation in automatic dialogue systems modeling. The cognitive processes and components which ensure reaching the coherence in a dialogue are examined and characterized; a crucial role of the so-called “orientation section” and mental representations in constructing semantically and pragmatically coherent dialogue interaction is emphasized. It has been proved that the “orientation section” helps to prepare an interlocutor for active perception and to acquaint him with contextual aspects of the interaction, while the accurately structured knowledge representation forms a thematically well-organized basis for the relevant establishment of the relations. The results of the research suggest the ways of optimizing the functioning of automatic dialogue systems. Consequently, the components which are essential for reaching the dialogue coherence have been modeled for virtual interlocutors, implementation of which in the development of the linguistically competent chat-bot made it possible to achieve the natural and coherent dialogue communication between the human and the machine.

Key words: coherence, dialogue, virtual interlocutor, “orientation section”, mental representation, modeling.

Постановка наукової проблеми та її значення. Одним із центральних аспектів реалізації успішної діалогічної комунікації є забезпечення її глобальної та локальної зв'язності. Дослідження когнітивних основ побудови зв'язного діалогу дає змогу встановити елементи, що впливають на цей процес. Зважаючи на потребу в оптимізації здатності автоматичних діалогових систем підтримати природний діалог з людиною, важливо встановити принципи моделювання програмних компонентів, завдяки яким віртуальний співрозмовник буде здатен реалізувати семантично й прагматично зв'язну комунікацію з користувачем.

Аналіз досліджень цієї проблеми. Дослідженням когнітивних аспектів зв'язності займались такі вчені, як Р. Дулей [3], С. Левінсон [2], М. Гернсбахер [4], Т. Сандерс [7], Р. Томлін [8], Т. ван Дейк [9], В. Лабов, Дж. Валецький [6] та У. Чейф [1]. Роберт Дулей і Стівен Левінсон розглянули поняття когерентності та когезії і встановили когнітивні основи їх реалізації [2]. Вчені, серед яких Мортон Гернсбахер і Тед Сандерс, відзначають потребу в побудові когерентної ментальної репрезентації [4; 7]. У своїх дослідженнях Рассел Томлін демонструє різницю між формальною і концептуальною єдністю, вказуючи на когерентність як невід'ємний аспект формування останньої. Окрім цього, Р. Томлін виокремлює передумови реалізації когерентного тексту [8].

Одним із основоположних компонентів, що дають змогу досягти когерентності у діалозі, є так звана орієнтувальна частина, призначення котрої детально розглянули Вільям Лабов і Джошуа Валецький, зазначаючи, що її наявність значно полегшує сприйняття та створює основу для реалізації зв'язної діалогічної комунікації [6]. Потребу в початковому орієнтуванні розглядав також Воллес Чейф, який виокремив основні орієнтувальні виміри, серед них просторовий, часовий, суспільний та поточні фонові події [1].

Когнітивні аспекти реалізації зв'язності покладено в основу структури бази знань віртуального співрозмовника.

Мета статті полягає у встановленні когнітивних аспектів зв'язності, суттєвих для моделювання віртуального співрозмовника.

Завдання дослідження: 1) охарактеризувати когнітивні процеси та компоненти, що забезпечують реалізацію зв'язності діалогу; 2) змоделювати у віртуальному співрозмовникові компоненти, котрі є суттєвими для реалізації зв'язності діалогу.

Виклад основного матеріалу й обґрунтування отриманих результатів дослідження. На прагматичному рівні діалог являє собою послідовність зв'язаних між собою висловлювань. Ця прагматична когерентність вимагає семантичної та граматичної єдності. Однак поняття зв'язності варто розглянути також з точки зору когнітивних процесів, котрі забезпечують її реалізацію. Текст вважається когерентним, якщо адресат, на якого він спрямований, після його прочитання здатен упорядкувати різні його елементи у єдину загальну ментальну репрезентацію [2, 11]. Це тлумачення когерентності стосується також реалізації зв'язності діалогічного акту, тому що створення ментальних моделей і репрезентацій є суттєвою передумовою його успішного продукування та обробки. Отже, ціллю сприйняття є побудова когерентної ментальної репрезентації або структури [4, 344; 7, 80]. З іншого боку, поняття когезії стосується лінгвістичних знаків, котрі є ключовими для забезпечення концептуальної єдності [2, 13].

Рассел Томлін та ін. [8, 90] пропонують розглянути такий приклад:

(1) This morning I had a toothache.

(2) I went to the dentist.

(3) The dentist has a big car.

(4) The car was bought in New York.

(5) New York has had serious financial troubles.

Як пояснює Роберт Дулей, цей текст наділений певною формальною єдністю: кожне наступне речення бере за підмет референт із попереднього речення. Однак ця єдність не є концептуальною, і адресат не може зрозуміти, що мовець намагається сказати [3, 28]. Це викликано тим, що даний текст не має «загальноприйнятого напрямку» (“mutually accepted direction”) [5, 45]. Рассел Томлін та ін. вказують на те, що цей уривок позбавлений когерентності [8, 90], котра забезпечувала б формування концептуальної єдності. Якби когось запитали, про що мовець намагається сказати, дати конкретну відповідь виявилося б дійсно складно, адже текст не має єдиної концептуальної організації. Отже, суттєвою передумовою реалізації когерентності тексту постає наявність:

- чітко визначеного спрямування;

- єдиної мети;

- логічної побудови.

Лінійний зв'язок, котрий існує між мовленнєвими актами, перш за все, реалізується на основі глобальної прагматичної зв'язності. Для кожного з учасників комунікативної взаємодії наступні мовленнєві акти слугують складовими одного глобального акту комунікації. Таким чином, увесь діалог передбачає досягнення якоїсь єдиної поставленої цілі, а обмін репліками здійснюється за певною визначеною стратегією, котра має гарантувати досягнення поставленої мети [9, 7]. Зокрема, адресат на основі отриманої з реплік мовця інформації під час діалогічної взаємодії має розпізнати іллокутивну мету співрозмовника для того, щоб визначити тематичне спрямування мовленнєвого акту та забезпечити дотримання когерентності дискурсу. З метою досягнення максимального взаєморозуміння ініціаторові розмови необхідно скерувати адресата повідомлення у потрібному напрямку. Вільям Лабов та Джошуа Валецький звертають увагу на суттєве значення так званої орієнтувальної частини (“orientation section”), основне призначення якої - зорієнтувати співрозмовника на початковому етапі діалогу та ознайомити його з контекстуальними аспектами взаємодії (місце, час, ситуація, предмет розмови, позиція і роль мовця) [6, 32]. Орієнтувальна частина значно полегшує сприйняття, даючи загальні уявлення про обставини реалізації комунікативного акту і налаштовуючи співрозмовника на необхідний лад. Однак внаслідок комунікативних провалів та порушення прагматичної і семантичної зв'язності комуніканти не завжди досягають бажаних результатів наприкінці діалогу.

Варто звернути увагу: щойно індивід отримав потрібну ввідну інформацію - вона залишається в стані активного використання впродовж усього дискурсу [3, 43]. Тобто орієнтувальна частина виконує важливу роль провідника, налаштовуючи співрозмовників на активне сприйняття подальшої розмови та створюючи основу для реалізації когерентності в діалозі. Активний статус орієнтувальної інформації підтверджується фактом, що учасники комунікації можуть вживати дейктичні слова та вирази типу then, at that time, there, at that place, а також займенники (he, they, it та ін.) та правильно встановлювати референцію.

Отже, ми прийшли до висновку, що для того, щоб адресат, на якого скероване повідомлення, зміг доцільно зреагувати на нього, зберігаючи при цьому когерентність комунікативної взаємодії, необхідно задовольнити його потребу в початковому орієнтуванні та ознайомленні з базовими параметрами, в умовах яких здійснюватиметься спілкування. Зокрема, Воллес Чейф пояснює, чим викликана така необхідність: «Жоден суб'єкт не є окремим островом, і для периферійної свідомості є важливим принаймні представити інформацію стосовно місцезнаходження суб'єкта у декількох вимірах, найсуттєвішими з яких постають простір, час, суспільство і поточна діяльність. ... За відсутності такого орієнтування свідомість просто не може функціонувати когерентно» [1, 30]. На думку В. Чейфа, основними орієнтувальними вимірами є:

- просторовий;

- часовий;

- суспільний (знання та уявлення про співрозмовників, з якими відбувається комунікативна взаємодія);

- поточні фонові події.

Через реалізацію процесів початкового орієнтування та ознайомлення з базовими параметрами здійснюється концептуалізація простору, котра допомагає свідомості сфокусуватися на діалогічній взаємодії та активувати відповідну частину ментальної моделі. З точки зору інтерактивної ситуації, задіюється лише та частина ментальної моделі, на яку мовець має намір звернути увагу співрозмовника внаслідок обробки ним сприйнятого повідомлення [1, 29]. Таке обмежене активування потрібних фонових знань дає змогу взаємодіяти з максимальною продуктивністю. Окрім цього, з точки зору використання ресурсів пам'яті немає потреби обтяжувати її інформацією, неактуальною в даній ситуації. З перспективи моделювання цих процесів для автоматизованих діалогових систем постає потреба у розробці алгоритмів фокусування й початкового орієнтування, що дозволить машині оптимізувати свою роботу з базами даних, виокремити необхідний тематичний спектр і заощадити обсяг пам'яті для реалізації цих операцій.

У межах нашого дослідження ми здійснюємо моделювання та розробку лінгвістично компетентного англомовного віртуального співрозмовника (під лінгвістичною компетентністю розуміється здатність успішно підтримати розмову про відомих лінгвістів, їх життя й основні наукові концепції). Чат-бот має своє конкретне призначення - надати співрозмовникові потрібну інформацію про вчених з галузі мовознавства. Програма має виконувати певну роль, згідно з якою визначатиметься перспектива діяльності та напрям роботи машини, що дозволить виправдати очікування користувача й спрогнозувати лінії поведінки обох учасників комунікативної взаємодії - людини і комп'ютера. Оскільки чат-бот виконує роль співрозмовника, важливо персоніфікувати його і представити перед користувачем як конкретну особу зі своїми рольовими та статусними характеристиками. Це дасть змогу не лише змоделювати «особистість» віртуального співрозмовника, але й вплинути на сприйняття користувачем програми як реально існуючої особи, з якою можна поспілкуватися у межах, передбачених її статусом та роллю. Отже, чат-бот постає перед людиною як Джозеф Лінгвістон (Joseph Linguiston) - поважна, освічена особа, котра може поділитися своїми знаннями про відомих лінгвістів з усіма бажаючими, виконуючи при цьому роль «учителя». За таких умов спілкування має здебільшого формальний характер і чітку тематичну спрямованість.

Оскільки основним призначенням «Джозефа Лінгвістона» є виключно надання інформації про вчених-лінгвістів та їх наукові здобутки, а ведення розмови на інші теми не входить до його обов'язків, то необхідно надати йому можливість скерувати свого співрозмовника у потрібному тематичному руслі. З цією метою ініціатива розпочати діалог належить саме чат-боту. Після привітання і знайомства настає черга орієнтувальної частини, під час якої відбувається встановлення предмету подальшої розмови, а також ознайомлення співрозмовника з тематичним спектром комунікації.

Забезпечення семантично та прагматично когерентного діалогу із користувачем відбувається шляхом чіткого структурування репрезентованих знань у вигляді фреймової ієрархічної організації, у котрій усі дані тематично впорядковані й формують семантичну єдність. Важливим елементом бази знань чат-бота є блок, який, відповідно до лексики програмного коду, отримав найменування `"who” та має наступний вигляд:

“who”: {

“name ”: “Noam Chomsky ”,

“prp”: “he, his, him”}

Призначення цього блоку - поставити у відповідність до слова, що задається під назвою “name”, займенники, котрі можуть його позначати. Коли користувач своїм запитом активує певну тему, актуалізується і займенник, що відповідає ключовому поняттю. Якщо співрозмовник активував глобальну тему “Noam Chomsky”, його наступний запит “Tell me about his family” чат-бот проаналізує як “Tell me about Noam Chomsky's family”. Такий прийом сприяє чіткому встановленню референції. Відповідність займенника активованому ключовому поняттю залишається актуальною, доки користувач своїм запитом не активує іншу тему, у якій за ключовим поняттям закріплено певний займенник.

Структурувавши дані про лінгвістів, їх наукові концепції та праці згідно з вищезазначеним принципом, ми забезпечимо лінгвістично компетентного віртуального співрозмовника впорядкованою базою знань, готовою до використання у діалогічній комунікації з людиною.

Розглянемо фрагмент діалогу з чат-ботом «Джозеф Лінгвістон», котрий демонструє реалізацію комунікативної взаємодії з користувачем:

Bot: Welcome! I'm Joseph Linguiston! What is your name?

I: Hi, I'm Helen.

Bot: It's nice to meet you, Helen. What linguist are you interested in?

I: Wallace Chafe.

Bot: I haven't read about this linguist yet. Let's talk about someone else! I can tell you about: Noam Chomsky, Panini, Aristotle, Confucius, Dante Alighieri, Mahmud Al-Kashgari, Plato, Roscellinus, Thomas Aquinas, Varro, Francis Bacon, Rene Descartes, Antoine Arnauld, Franz Bopp, Jacob Grimm, Karl Verner, Wilhelm von Humboldt, August Schleicher, Max Muller, Heymann Steinthal, Alexander Potebnia, Hugo Schuchardt, Nicholas Marr, Hermann Paul, Filipp Fortunatov, Jan Baudouin de Courtenay, Ferdinand de Saussure, Karl Buhler, Vilem Mathesius, Leonard Bloomfield, Edward Sapir, Benjamin Lee Whorf Louis Hjelmslev, Franz Boas, Andre Martinet, Roman Jakobson, Lev Shcherba, Antoine Meillet, William Labov, George Lakoff, Charles Osgood, Ray Jackendoff, Anna Wierzbicka, Paul Grice, John Austin, Alexander Luria, Eleanor Rosch, Ronald Langacker, Alla Belova, Marvin Lee Minsky, Oleksandr Cherednychenko, Viacheslav Karaban, Artur Hudmanyan, Taras Kyiak, Svitlana Shvachko.

На початковому етапі діалогу лінгвістично компетентний віртуальний співрозмовник зорієнтовує користувача щодо наявної в його базі знань інформації й пропонує детальний перелік учених.

I: Let's talk about Edward Sapir then.

Bot: If you want to know about Edward Sapir's: life, notable ideas, main concepts, theories and works, ask your questions!

I: Who is he?

Bot: Edward Sapir was one of the foremost American linguists and anthropologists of his time, most widely known for his contributions to the study of North American Indian languages

[http://www.britannica.com/EBchecked/topic/523671/Edward-Sapir].

I: What are his main concepts?

Bot: Sapir was a founder of ethnolinguistics, which considers the relationship of culture to language, he was also a principal developer of the American descriptive school of structural linguistics. A thorough description of a linguistic structure and its function in speech might, he wrote in 1931, provide insight into man's perceptive and cognitive faculties and help explain the diverse behaviour among peoples of different cultural backgrounds

[http://www.britannica.com/EBchecked/topic/523671/Edward-Sapir].

Would you like to know more about his notable ideas?

I: Sure!

Bot: He is also known for the Sapir-Whorf Hypothesis, classification of native American languages and his view on language [http://en.wikipedia.org/wiki/Edward_Sapir].

I: Tell me more about it.

Bot: The Sapir-Whorf Hypothesis presupposes that all thinking is in a language English, Chinese, Finnish, Sanskrit, whatever. Each language structures a view of reality. The views of reality structured by languages differ [http://spruce.flint.umich.edu/~simoncu/269/sapir.htm].

If you want, I can tell you more about it.

I: Yes, tell me.

Bot: For Sapir, we cannot assume that different languages just use different labels for the same concepts, but rather that different language users have a different conceptual scheme and live in different worlds [http://spruce.flint.umich.edu/~simoncu/269/sapir.htm].

У цьому діалозі розмову розпочинає віртуальний співрозмовник та задає комунікації чітко визначеного спрямування, скеровуючи користувача на шляху до отримання інформації про вчених. Своїм запитанням “ What linguist are you interested in?” чат-бот одразу налаштовує людину на тематику діалогічної взаємодії, після чого узгоджує предмет розмови, зазначаючи перелік учених, даними про котрих володіє. Окрім цього, «Джозеф Лінгвістон» зазначає діапазон своїх знань про лінгвістів “If you want to know about Edward Sapir's: life, notable ideas, main concepts, theories and works, ask your questions!”. Завдяки «орієнтувальній частині» діалогу чат-бот ознайомлює співрозмовника з контекстуальними аспектами, можливим тематичним спектром, окреслює свою позицію та роль у спілкуванні. Автоматична діалогова система узгоджує з користувачем ціль спілкування і реалізує своє призначення, надаючи людині потрібну інформацію та підтримуючи зв'язний діалог (важливе місце у чому посідають вдало встановлені референційні зв'язки “he” - “Edward Sapir”, “it” - “The Sapir- Whorf Hypothesis” та дотримання семантичної і прагматичної когерентності).

Висновки. Надійна, чітко структурована репрезентація знань, наділена механізмом установлення референційних зв'язків, а також скеровуюча «орієнтувальна частина» дають змогу віртуальному співрозмовникові реалізувати зв'язний діалог з людиною. Врахування цих когнітивних аспектів у розробці автоматичних діалогових систем підвищує їх комунікативну компетентність.

Перспективи подальших досліджень полягають у тому, що беручи до уваги когнітивні аспекти комунікативної взаємодії та втілюючи їх у програмному моделюванні, ми отримуємо можливість оптимізувати діалогічне спілкування людини й комп'ютера, що сприятиме створенню загальної теорії комунікації людини та машини.

Джерела та література

1. Chafe W. L. Discourse, Consciousness, and Time: The Flow and Displacement of Conscious Experience in Speaking and Writing / W. L. Chafe. - Chicago : University of Chicago Press, 1994. - 327 p.

2. Dooley R. A. Analyzing Discourse: A Manual of Basic Concepts / R. A. Dooley, S. H. Levinsohn. - Dallas : SIL International, 2001. - 83 p.

3. Dooley R. A. Explorations in Discourse Topicality / R. A. Dooley. - Dallas : SIL International, 2007. - 166 p.

4. Gernsbacher M. A. Surface Information Loss in Comprehension / M. A. Gernsbacher // Cognitive Psychology. - 1985. - V. 17. - P. 324-363.

5. Grice H. P. Logic and Conversation / H. P. Grice // Syntax and Semantics, vol. 3: Speech Acts / P. Cole, J. Morgan (Eds.). - New York : Academic Press, 1975. - P. 41-58.

6. Labov W. Narrative Analysis: Oral Versions of Personal Experience / W. Labov, J. Waletzky // Essays on the Verbal and Visual Arts / J. Helm (Ed.). - Seattle, WA: University of Washington Press, 1967. - P. 12-44.

7. Sanders T. J. M. Accessibility in Text and Discourse Processing / T. J. M. Sanders, M. A. Gernsbacher // Discourse Processes. - 2004. - V. 37 (2). - P. 79-89.

8. Tomlin R. S. Discourse Semantics / R. S. Tomlin, L. Forrest, Ming Ming Pu, Myung Hee Kim // Discourse Studies: A Multidisciplinary Introduction, vol. 1: Discourse as Structure and Process / T. A. van Dijk (Ed.). - London : Sage Publications, 1997. - P. 63-111.

9. Van Dijk Т. А. Dialogue and Cognition / T. A. van Dijk // Cognitive Constraints on Communication. Representation and Process / L. Vaina, J. Hintikka (Eds.). - Dordrecht, Boston : D. Reidel Publishing Company, 1984. - P. 1-17.

References

1. Chafe, Wallace. 1994. Discourse, Consciousness, and Time: The Flow and Displacement of Conscious Experience in Speaking and Writing. Chicago: University of Chicago Press.

2. Dooley, Robert, and Levinsohn, Stephen. 2001. Analyzing Discourse: A Manual of Basic Concepts. Dallas: SIL International.

3. Dooley, Robert. 2007. Explorations in Discourse Topicality. Dallas: SIL International.

4. Gernsbacher, Morton Ann. 1985. “Surface Information Loss in Comprehension”. Cognitive Psychology 17: 324-363.

5. Grice, Herbert Paul. 1975. “Logic and Conversation”. In Syntax and Semantics, Vol. 3: Speech Acts, edited by Peter Cole and Jerry L. Morgan, 41-58. New York: Academic Press.

6. Labov, William and Waletzky, Joshua. 1967. “Narrative Analysis: Oral Versions of Personal Experience”. In Essays on the Verbal and Visual Arts, edited by June Helm, 12-44. Seattle, WA: University of Washington Press.

7. Sanders, Ted J. M., and Gernsbacher, Morton Ann. 2004. “Accessibility in Text and Discourse Processing”. Discourse Processes 37(2): 79-89.

8. Tomlin, Russell S., and Forrest, Linda, and Pu, Ming Ming, and Kim, Myung Hee. 1997. “Discourse Semantics”. In Discourse Studies: A Multidisciplinary Introduction, vol. 1: Discourse as Structure and Process, edited by Teun Adrianus van Dijk, 63-111. London: Sage Publications.

9. Van Dijk, Teun Adrianus. 1984. “Dialogue and Cognition”. In Cognitive Constraints on Communication. Representation and Process, edited by Lucia Vaina and Jaakko Hintikka, 1-17. Dordrecht, Boston: D. Reidel Publishing Company.

Размещено на Allbest.ru