JP5368924B2 - 自然言語ユーザインタフェースを漸進的に開発する装置及び方法 - Google Patents
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Description
[A]有限状態(finite state)ベースの対話制御手法
[B]フレーム(frame)ベースの対話制御手法
[C]エージェント(agent)ベースの対話制御手法
処理の流れの関係は、始点と終点とを関連付けるフロー辺を含む。フロー辺は終点を修飾するために用いられる。
処理に必要な関係は、処理に必要な情報を示す属性辺を含む。属性辺は、フロー辺に意味を与えるために用いられる。すなわち、属性辺はフロー辺を修飾するために用いられる。より具体的には、フロー辺を用いて示される関係に対して、属性辺を用いて前記関係の全体が特定の情報源からの伝聞であること、すなわち話者と情報源との関係を用いて前記関係を修飾してもよい。
本発明に係る自然言語ユーザインタフェースとしての対話スクリプトの作成方法は、グラフ構造における頂点及び辺を用い、これらの関係を修飾するステップを用いることにより、間接話法等の複雑な対話スクリプトの作成が可能である。
会話の場は、具体的には、パーソナルコンピュータ、携帯電話等のネットワーク端末を介して接続した複数のユーザが相互に文字情報又は音声情報等の交換を実質的にリアルタイムに実施しうる、チャットルームサービスやネットワーク会議システム等のサービスを含む。
また、本発明によれば、既存の対話ルールデータに従来解釈が可能なまま新たな意味関係を定義することのできる知識構造を実装し、対話の柔軟性や対話のスムーズさを向上することが可能になる。
図1は、本発明及び従来技術の一実施形態に係る、知識構造の基本構造における要素の関係を示す図である。
VSN:意味ネットワークに含まれる頂点(Vertex)の集合
ESN:意味ネットワークに含まれる辺(Edge)の集合
v:頂点の集合Vの要素
e:辺の集合Eの要素
vs:始点
vd:終点
である。
EASN:拡張意味ネットワークの集合
e:集合Eの要素である拡張組要素
es:始点
ed:終点
null:空要素
である。
Ev:拡張意味ネットワークにおける頂点の集合
Ee:拡張意味ネットワークにおける辺の集合
である。
表1に、具体的な頂点及び辺のクラスを例示する。これらに限らず、本発明に係る自然言語ユーザインタフェース生成方法に用いることが可能な、グラフ構造における頂点及び辺を定義できる。表1に示す頂点及び辺はいずれも頂点のクラス、辺のクラスとして取り扱い、それぞれの実体を個別に定義することが可能である。
データのクラスは、静的にデータを格納するためのデータ頂点を含む。データのインスタンスは、コンピュータ処理可能な文字コードの集まり等を適宜含む。
変数のクラスは、動的データの参照先を示す変数頂点を含む。変数のインスタンスは、対話スクリプトの実行の各段階における変数を適宜含む。
属性のクラスは、対話スクリプト要素に意味を与える属性頂点を適宜含む。属性のインスタンスは、対話スクリプト要素に含まれる文字情報等の上位概念等を適宜含む。具体的には、本発明に係る自然言語ユーザインタフェース生成方法は、同一の用語「時計」に対する属性のインスタンスとして、「時間を計測するための道具」又は「装飾目的の贅沢品」等を適宜関連付けてもよく、それぞれの属性のインスタンスに基づいて、対話スクリプトにおける前記用語「時計」の意味を変化させる。
また、処理の流れの関係、及び処理に必要な関係は、いずれも、グラフ構造における辺として扱われる。
処理に必要な関係は、処理に必要な情報を示す属性辺を含む。属性辺は、フロー辺に意味を与えるために用いられる。すなわち、属性辺はフロー辺を修飾するために用いられる。より具体的には、フロー辺を用いて示される関係に対して、属性辺を用いて関係の全体が特定の情報源からの伝聞であること、すなわち話者と情報源との関係を用いて関係を修飾してもよい。
図2は、本発明の一実施形態に係る、自然言語ユーザインタフェース生成システム20の構成を示す図である。自然言語ユーザインタフェース生成システム20は、自然言語ユーザインタフェース生成装置10、対話エージェント装置50、ユーザ端末60及びネットワーク38等を含む。ネットワーク38はイントラネットでもよく、インターネット等でもよい。ユーザ端末60は、パーソナルコンピュータ、携帯電話端末等のネットワーク接続可能な端末を含む。
[A]有限状態(finite state)ベースの対話制御手法
[B]フレーム(frame)ベースの対話制御手法
[C]エージェント(agent)ベースの対話制御手法
図3は、本発明の一実施形態に係る、知識構造のデータ構造を表す図である。すなわち、図3に示す知識構造データ構造260は、図2に示した知識構造記憶手段160が本発明に係る知識構造を記憶するために用いられる。
(クラス1)vroot:全知識要素の開始点
(クラス2)vusr:ユーザのクラス
(クラス3)vact:動作のクラス
(クラス4)vins:インスタンス化関係のクラス
図4は、本発明の一実施形態に係る、自然言語ユーザインタフェース生成システム20による対話スクリプト作成と知識構造との関係を示す図である。具体的には、図4に示す対話スクリプト作成支援システム200は、図2に示した自然言語ユーザインタフェース生成装置10を用いて実行可能な多様なコンピュータ・プログラムと、知識構造230とからなる。このコンピュータ・プログラムは、例えば、自然言語ユーザインタフェース生成装置10に含まれるコンピュータ装置等が適宜備えるメモリデバイス等(図示せず)に格納される。
図5は、本発明の一実施形態に係る、自然言語ユーザインタフェース生成装置10が生成する、対話エージェントの動作を説明するためのフロー図である。具体的には、対話エージェントは、図2に示した対話エージェント装置50において動作することができるが、これに限らず、対話エージェントは、本発明に係る自然言語ユーザインタフェース生成システム20のいずれかのコンピュータ資源において動作してもよい。
対話エージェントは、上述のように動作することにより、ユーザからの終了指示が出るまでの期間に繰り返してステップ(S108)を用い、応答処理を実行することができる。
図6は、本発明の一実施形態に係る、自然言語ユーザインタフェース生成装置10が生成する、応答処理の動作を説明するためのフロー図である。この応答処理は、図5の前述の対話エージェントの動作において、ステップ(S108)の一つとして実行される。
図7は、本発明の一実施形態に係る、応答処理において、メッセージの処理のために実行される有限状態ベースの対話制御手法による応答モジュールの動作を説明するためのフロー図である。応答モジュールは、図6の応答処理の動作に含まれるステップ(S130)において実行される。
応答モジュールは、ステップ(S140)において、メッセージmが発言されたチャネルに対応するチャネル管理構造cを取得する。
次いで、応答モジュールは、ステップ(S142)において、現在の位置をチャネル管理構造cから取得する。位置は、具体的には、図3を用いて前述の、知識構造に含まれる識別子261を用いてもよく、それぞれのチャネル管理構造が独自に番号付け等を実施してもよく、適宜設計しうる。この位置をctxとする。
ステップ(S146)において、応答モジュールは位置ctxに対話ルールの文脈を設定する。具体的には、知識構造における有限状態ベースの対話制御手法の対話ルールの始点でありうる要素を位置ctxに関連付ける。
次いで、応答モジュールは、ステップ(S152)において、処理頂点の集合から処理頂点を一つ取り出しrとする。処理頂点の集合Rから処理頂点rを一つ取り出すための規則は、ランダムな選択規則、最初又は最後に抽出された要素を選択する規則、最も以前又は最近に抽出された要素を選択する規則、談話構造と最も関連性の高い要素を選択する規則から選ばれる規則に基づいて選択されうる。
本発明に係る応答モジュールは、上述のように動作することにより、処理頂点rを用いて対話応答を生成するための関数を実行しうる。
本実施形態において、本発明に係る自然言語ユーザインタフェース生成装置10は、所定の対話ルールと所定の対話制御方法とを組み合わせ、所定の対話制御手法を複数用いて、共通の知識構造にアクセスし、自然言語による対話応答のためのユーザインタフェースを生成することができる。具体的には、自然言語ユーザインタフェース生成装置10は、応答手段110に複数の所定の対話制御手法を実装し、応答手段110は共通の知識構造記憶手段160にアクセスして、自然言語による対話応答のためのユーザインタフェースを生成することができる。このように動作する応答手段110に実装できる対話制御手法としては、以下が挙げられる。
[A]有限状態(finite state)ベースの対話制御手法
[B]フレーム(frame)ベースの対話制御手法
[C]エージェント(agent)ベースの対話制御手法
(CFM−1)処理中のCFMインスタンスから引数属性辺vをたどり、確認内容格納先cを得る。
(CFM−2)処理中のCFMインスタンスから引数属性辺smをたどり、処理頂点aの取得を試みる。
(CFM−3)処理頂点aが見つかった場合、実行する。
(CFM−4)処理中のCFMインスタンスから引数属性辺fmtをたどり、データ頂点dの取得を試みる。
(CFM−5)データ頂点dが見つかった場合、その文字列でcの内容を整形してユーザに応答する。
(CFM−6)システムが管理する現在のコンテキストを、処理中のCFMインスタンスに変更する。
(SVC−1)処理中のSVCインスタンスから引数属性辺vをたどり、コンテキスト格納先cを得る。
(SVC−2)対話スクリプト内の進捗位置である現在のコンテキストをシステムから取得し、cに格納する。
(SVC−3)コンテキストが設定されていた場合、成功及び即時実行属性の付いたフロー辺が処理中のSVCインスタンスから接続されていれば、その辺をたどった先の処理頂点を実行する。
(SVC−4)コンテキストが設定されていなかった場合、失敗及び即時実行属性の付いたフロー辺が処理中のSVCインスタンスから接続されていれば、その辺をたどった先の処理頂点を実行する。
(SVT−1)処理中のSVTインスタンスから引数属性辺vをたどり、ユーザ発言格納先tを得る。
(SVT−2)ユーザが最後に発言した文字列の先頭トークンをシステムから取得し、tに格納する。
(SVT−3)即時実行属性の付いたフロー辺が処理中のSVCインスタンスから接続されていれば、その辺をたどった先の処理頂点を実行する。
(NOP−1)処理中のNOPインスタンスから引数属性辺smをたどり、処理頂点aの取得を試みる。
(NOP−2)処理頂点aが見つかった場合、実行する。通常は回答頂点が処理頂点として構成されるので、応答メッセージを出力する処理を行うことになる。
(NOP−3)システムが管理する現在のコンテキストを、処理中のNOPインスタンスに変更する。
(NOP−4)即時実行属性の付いたフロー辺が処理中のSVCインスタンスから接続されていれば、その辺をたどった先の処理頂点を実行する。
(QUI−1)処理中のQUIインスタンスから引数属性辺smをたどり、処理頂点aの取得を試みる。
(QUI−2)処理頂点aが見つかった場合、実行する。通常は回答頂点が処理頂点として構成されるので、応答メッセージを出力する処理を行うことになる。
(QUI−3)処理中のSVCインスタンスから引数属性辺vをたどり、コンテキスト参照先cの取得を試みる。
(QUI−4)コンテキスト参照先cが見つかった場合、システムが管理する現在のコンテキストを、cに変更する。
(QUI−5)コンテキスト参照先cが見つからなかった場合、システムが管理する現在のコンテキストをリセットする。
(CSMS−1)処理中のCSMSインスタンスから引数属性辺vをたどり、コンテキスト参照先cを得る。
(CSMS−2)処理中のCSMSインスタンスから引数属性辺v2をたどり、処理対象選択メッセージ頂点格納先mを得る。
(CSMS−3)処理中のCSMSインスタンスから引数属性辺v3をたどり、選択メッセージ検索語参照先sを得る。
(CSMS−4)コンテキストcから選択メッセージ辺で到達可能な処理頂点の集合をSMとする。
(CSMS−5)集合SMから文字列データに検索語sを含む処理頂点smを検索する。
(CSMS−6)処理頂点smが見つかった場合、smをmに格納し、成功及び即時実行属性の付いたフロー辺が処理中のCSMSインスタンスから接続されていれば、その辺をたどった先の処理頂点を実行する。
(CSMS−7)処理頂点smが見つからなかった場合、失敗及び即時実行属性の付いたフロー辺が処理中のCSMSインスタンスから接続されていれば、その辺をたどった先の処理頂点を実行する。
(CSMD−1)処理中のCSMDインスタンスから引数属性辺vをたどり、処理対象選択メッセージ頂点参照先mを得る。
(CSMD−2)処理中のCSMDインスタンスから引数属性辺v2をたどり、コンテキスト参照先cを得る。
(CSMD−3)コンテキストcから選択メッセージ辺で到達可能な処理頂点の集合をSMとする。
(CSMD−4)集合SMの要素数が2以上である場合、処理対象選択メッセージ頂点mを削除する。
(CSMD−5)削除した場合、処理中のCSMSインスタンスから成功属性の付いた選択メッセージ辺が接続されていれば、そのたどり先の処理頂点を実行する。
(CSMD−6)削除しなかった場合、処理中のCSMSインスタンスから失敗属性の付いた選択メッセージ辺が接続されていれば、そのたどり先の処理頂点を実行する。
(CSMD−7)システムが管理する現在のコンテキストを、cに変更する。
(CSMP−1)処理中のCSMPインスタンスから引数属性辺vをたどり、処理対象選択メッセージ頂点参照先mを得る。
(CSMP−2)処理中のCSMPインスタンスから引数属性辺v2をたどり、新しい選択メッセージ文字列の参照先nを得る。
(CSMP−3)処理中のCSMPインスタンスから引数属性辺v3をたどり、コンテキスト参照先cを得る。
(CSMP−4)処理中のCSMPインスタンスから引数属性辺smをたどり、処理頂点aの取得を試みる。
(CSMP−5)処理頂点aが見つかった場合、実行する。
(CSMP−6)処理対象選択メッセージ頂点mの文字列データを新しい選択メッセージ文字列nで置き換える。
(CSMP−7)システムが管理する現在のコンテキストを、cに変更する。
データ頂点はそのインスタンスのラベル文字列に静的データを格納する。変数頂点は変数ごとにそれぞれ頂点を定義する。この頂点のインスタンス辺の終点に動的データを設定する。
辺修飾属性インスタンスはフロー辺を修飾し、その意味を修飾する。
フロー辺のインスタンスは処理を進めることを示す。このインスタンスは属性修飾を受けることができる。このインスタンスの始点と終点は処理頂点のインスタンスである。
図8は、本発明の一実施形態に係る、有限状態ベースの対話制御手法における対話応答のための知識構造の例を示す図である。図8に示す対話応答のための知識構造は、アプリオリオントロジーノード300、ユーザノード340、動作ノード350〜370、データノード380を含む。
図9、図10及び図11は、本発明の一実施形態に係る、有限状態ベースの対話制御手法による自然言語ユーザインタフェースの生成を例示する図である。図9、図10及び図11は、いずれも拡張意味ネットワークに基づく同一のグラフと、グラフの特定の部分を参照して説明するための符号を含む。図9、図10及び図11に含まれる円形は、上述の拡張意味ネットワークにおける頂点を表し、矢印は修飾辺を表す。1文字「i」、「s」又は「f」を含む小円は、それぞれ「即時」、「成功」、「失敗」を表す属性頂点である。修飾辺の近傍における文字列「sm」、「v(又はv2等の数字の添え字を伴う)」又は「fmt」は、それぞれ、出力メッセージを伴う属性辺、処理の引数となる変数を伴う属性辺、又は所定の書式を伴う属性辺である。
図12は、本発明の一実施形態に係る、自然言語ユーザインタフェース生成のための共通概念を例示する図である。
図13は、本発明の一実施形態に係る、有限状態ベースの対話制御手法による対話ルールの例を示す図である。
図14は、本発明の一実施形態に係る、フレームベースの対話制御手法による自然言語ユーザインタフェース530を生成する例を示す図である。
図16は、本発明の一実施形態に係る、エージェントベースの対話制御手法による自然言語ユーザインタフェース540の生成を例示する図である。
20 自然言語ユーザインタフェース生成システム
38 ネットワーク
50 対話エージェント装置
60 ユーザ端末
83、85 辺
82、84 始点
81、85 終点
110 応答手段
111 対話構造記憶手段
112 判別手段
113 変更手段
160 知識構造記憶手段
200 対話スクリプト作成支援システム
230 知識構造
260 知識DBデータ構造
300 アプリオリオントロジーノード
340 ユーザノード
350、360、370 動作ノード
380 データノード
Claims (2)
- 自然言語ユーザインタフェースを生成する装置であって、
ユーザ端末からの会話文のデータ入力を受け付ける会話文入力受付手段と、
前記ユーザ端末からの会話文の入力に対応した会話文を出力する対話エージェントシステムにおける会話の状況、会話の動作及びそれらの関係を示すコンピュータ上での処理動作を、グラフ構造を用いてノードとエッジで表現する知識構造であって、対話スクリプトに係る基本的なルールを表すユーザノードに、有限状態ベースの対話制御手法のノードと共に、フレームベースの対話制御手法の意味フレーム、エージェントベースの対話制御手法のエージェントのうち少なくとも1つを含む知識構造として記憶する知識構造記憶手段と、
前記会話文入力受付手段が受け付けた会話文の内容に応じて、前記知識構造記憶手段に記憶された前記知識構造に基づき、前記複数の対話制御手法それぞれに対応する複数の対話ルールを実行する応答手段とを備え、
前記応答手段は、前記対話制御手法を実施するために、
前記知識構造記憶手段に記憶された要素であって、前記グラフ構造のノードで表現されるノード要素のうち少なくとも二つの前記ノード要素の間の関係において、エッジとして表現された前記処理動作の流れを示す関係及び前記処理動作に必要な関係を、前記応答手段により実行される、前記対話ルールとして記憶する対話構造記憶手段と、を含む装置。 - 自然言語ユーザインタフェースを生成する方法であって、コンピュータに、
ユーザ端末からの会話文のデータ入力を受け付ける会話文入力受付ステップと、
前記ユーザ端末からの会話文の入力に対応した会話文を出力する対話エージェントシステムにおける会話の状況、会話の動作及びそれらの関係を示す前記コンピュータ上での処理動作を、グラフ構造を用いてノードとエッジで表現する知識構造であって、対話スクリプトに係る基本的なルールを表すユーザノードに、有限状態ベースの対話制御手法のノードと共に、フレームベースの対話制御手法の意味フレーム、エージェントベースの対話手法のエージェントのうち少なくとも1つを含む知識構造として記憶する知識構造記憶ステップと、
前記会話文入力受付ステップで受け付けた会話文の内容に応じて、前記知識構造記憶ステップで記憶された前記知識構造に基づき、前記複数の対話制御手法それぞれに対応する複数の対話ルールを実行する応答ステップと、を含むコンピュータ・プログラムを実行させ、
前記応答ステップは、前記対話制御手法を実施するために、
前記知識構造記憶ステップにより記憶された要素であって、前記グラフ構造のノードで表現されるノード要素のうち少なくとも二つの前記ノード要素の間の関係において、エッジとして表現された前記処理動作の流れを示す関係及び前記処理動作に必要な関係を、前記応答ステップにより実行される、前記対話ルールとして記憶する対話構造記憶ステップと、を含む方法。
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