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Las Interfaces en Lenguaje Natural

La comunicación persona/máquina El papel de la lengua en la comunicación

persona/máquina Las interfaces en lenguaje natural (NLI) Revisión histórica de las NLI Funcionalidad de las NLI

• Una tendencia: la multimodalidad El tratamiento lingüístico Arquitecturas sencillas en la tecnología de NLI Arquitecturas avanzadas La ingeniería de las NLI

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La comunicación persona/máquina

Human Computer Interface, HCI ha de permitir que personas concretas

realicen tareas concretas de acuerdo con sus objetivos

metáforas• la conversación humana

• pregunta/respuesta, sistemas de menús, relleno de formularios, lenguajes de órdenes, utilización de LN

• el modelo del mundo• permite el acceso directo a los objetos del dominio (a su

representación iconográfica). WYSWYG

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El papel de la lengua en la comunicación persona/máquina

¿cuándo será conveniente utilizar LN y cuándo será preferible utilizar otro modo de comunicación? + lenguaje no artificial+ enunciar formas sumamente complejas de consulta+ formas variadas de referencia anafórica • incompletitud• exceso de verbosidad y de ambigüedad de las lenguas

el uso del LN puede ser un modo de comunicación efectivo para usuarios ocasionales que posean un conocimiento preciso de la cobertura conceptual de la aplicación y realicen consultas (u otras operaciones) complejas sobre dominios restringidos.

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Las interfaces en lenguaje natural (NLI)

Importancia de la Ingeniería de las NLI Restricciones sobre la cobertura Interfaces transportables (o adaptables).

El dominio semántico, representado usualmente a través de un modelo.

La aplicación informática a la que la interfaz sirve de canal de comunicación con el interlocutor humano o más precisamente la visión que la interfaz tiene de tal aplicación.

La lengua utilizada.

El nivel de cobertura lingüística.

Reutilización de componentes multimodalidad sistemas amistosos

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Esquema general de una Interfaz en Lengua Natural

Conocimiento eInformaciónlingüísticos

Adquisición ygestión

AplicaciónInformática

ILNusuario

Informacióndinámica

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Revisión histórica de las NLI (1)

NLI acceso a BD• inicio (70s)

• LUNAR, (Woods) => ATN, RENDEZVOUS, (Codd, 1974)

• desarrollo y madurez (80s)• LADDER (Hendrix), TEAM (Grosz), CHAT-80 (Warren, Pereira)

=>DCG, DATALOG (Hafner)

Otras aplicaciones• acceso a sistemas operativos, sistemas expertos, tutores,

sistemas de asesoría, sistemas de ofimática, ...• Sistemas de laboratorio

• LDC, TELI, XTRA, INKA, XCALIBUR, UC, GISE

• Sistemas comerciales• INTELLECT, PARLANCE, HAL, Q&A, LOQUI, NAT, NL, SESAME

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Revisión histórica de las NLI (2)

Situación actual• sistemas multimodales

• MMI2 (Multimodal Interface for Man Machine Interaction)

• MATIS (Multimodal Airline Travel Information System)

• ALFRESCO, Concierge

• COMET (Coordinated Multimedia Explanation Testbed), WIP, IGiNG (Integrating Graphics and Natural Language Generation).

• sistemas que utilizan la voz• sistemas de dictado, sistemas telefónicos, sistemas de oficina

automática y aplicaciones industriales más específicas• VOYAGER (MIT), Office Manager (CMU), MASK (Multimodal

Multimedia Automated Service Kiosk), ATIS (MIT, CMU), Railtel, Sundial, Verbmobil

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Ciclo básico en una interacción pregunta/respuesta

ILN

Comprensión

Elaboraciónde la

respuesta

Generación de la

respuesta

AplicaciónInformáticaUsuario

Expresiónen LN

Expresiónen LN

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Funcionalidad de las NLI

Calidad de la interacción Interfaces amistosas

• Recuperación de errores ortográficos y gramaticales Aceptación de frases no gramaticales, jergas, siglas, abreviaturas,

barbarismos, etc...

Aceptación de respuestas ampliadas y de elicitatación libre de información por parte del usuario.

Utilización de formas indirectas de confirmación y paráfrasis de las intervenciones del usuario.

Análisis ilocutivo de las intervenciones del usuario, Reconocimiento de los actos de habla indirectos.

Respuestas cooperativas por parte del sistema.

Modelos de usuario

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Multimodalidad (1)

El uso de LN, tanto en entrada como en salida, coordinado con hipermedia y/o con manipulación de gráficos.

La admisión de formas complejas de referencia temporal y espacial combinada con el espacio informativo visible (normalmente a través de la pantalla).

La generación de gráficos junto a texto explicativo de los mismos.

La interpretación de gestos (con el ratón o con un guante sensible) junto a lenguaje oral.

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Multimodalidad (2)

La selección del contenido para la generación de información (ayuda, respuestas, explicaciones, etc...) de acuerdo con los modelos del usuario, de la tarea y del entorno.

La coordinación del contenido de la información con el modo de expresión y con el medio.

La utilización de medios y modos alternativos para la representación de una misma información.

La reutilización de un medio para satisfacer varios objetivos.

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El tratamiento lingüístico

Las NLI suelen requerir un nivel de comprensión de las expresiones del usuario sumamente preciso y completo

EL interlocutor humano puede actuar como fuente de conocimiento adicional en el proceso de comprensión

Problemas específicos

El establecimiento correcto de relaciones sintácticas (como la asignación de los sintagmas preposicionales)

El ámbito de la cuantificación. Son frecuentes en los diálogos soportados por ILN expresiones en las que varios cuantificadores interactúan en forma compleja.

La coordinación y subordinación

Las formas variadas de anáfora frecuentísimas en las intervenciones del interlocutor humano

Las elipsis

El uso de expresiones no gramaticales

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Arquitecturas sencillas

Comprensión• actuación de una serie de procesadores

encargados de tratar la expresión inicialmente introducida por el usuario a diferentes niveles de descripción lingüística.

• Análisis léxico-morfológico• análisis sintáctico• análisis semántico-referencial• análisis pragmático

Elaboración de la respuesta generación

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Arquitectura típica de una NLI que utiliza un lenguaje de representación intermedio

AnalizadorSintáctico

Gramática Lexicón

IntérpreteSemántico

Reglassemánticas

Modelo deldominio

Árbol deAnálisis

FormaLógica

RelaciónDominio/aplicación

Interfaz con laaplicación

Aplicación

Expresiónen LN

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Gramática Sintagmática extendida

intervencion pregunta | orden | ...orden v, sn {imperativo(1), orden(1)}sn snbase, [snmods] | np {concordancia(1,2)}snbase [det], n, [adjs] {concordancia(1,2,3)}adjs adj, [adjs]snmods snmod, [snmods]snmod sp | ...sp prep, snnp "barcelona" | "valencia" | ...n "billete" | "euromed" ...v "deme" | ...det "un" | "el" | ...

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Ejemplo de árbol de análisis

intervencion

orden

v sn

n

snprep

np

snbase snmods

det snmod snmods

sp snmod snmods

sp snmod

sp

n

snbase

det

snprep

np

snprep

Deme un billete en el Euromed de Barcelona a Valencia

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Representación de la orden

Billete Fecha Tipotren Desde Hasta Hora Clase Precio ...

QuéCantidad: 1

Encargo Qué Cantidad ...

Tipotren: EuromedDesde: BarcelonaHasta: Valencia

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Gramática semántica

encargo_billete entrada, cuantificacion, billete, [mods]entrada "deme" | "quisiera" | "desearía" | "quisiera encargar" | ...cuantificacion "un" | "dos" | 1 | ...billete "billete" |"billetes" | "reserva" | ...mods mod , [mods]mod "de", ciudad | "a", ciudad | "en", tipotrenciudad "barcelona" | "valencia" | ...tipotren "euromed" | ...

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Ejemplo de árbol de análisis

Encargo_billete

entrada modsbillete

Deme un billete en el Euromed de Barcelona a Valencia

cuantificacion

mod mods

tipotren mod mods

ciudad mod

ciudad

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Formas lógicas utilizadas en SISCO

¿Cúal es el caudal del rio Ebro?

preg(Y, ex(rio1(X)&X=ebro,caudal(Y,X)))

¿Dónde desemboca el rio Ebro?

preg(X, ex(rio1(Y)&Y=ebro,desemboca(Y,X)&lugar(X)))

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Esquema de casos inspirado en ATIS

CASEFRAME flighttimeKEYWORDS {vuelo,volar, salida, viaje, llegada,...}From (desde, salida,...) @cityTo: (hasta, llegada,...) @cityStop: (escala,...) @cityRelative-departure-time (salida+) antes, despuesDeparture-time (salida+) @hour-minute

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Arquitecturas avanzadas: NLI orientada al diálogo

Comprensión

Controladordel

diálogo

Generación

Expresiónen LN

Expresiónen LN

Reglas decontrol

del diálogo

Estructuradel discurso

AplicaciónInformática

Razonamientosobre el modelo del

dominio

Estructurasatencional

e intencional

Interfaz con laaplicación

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Ejemplo de regla de control del diálogo de WISBER

(desea sistema (sabe sistema X)) (cree sistema (sabe usuario (relacionado X))) (sabe sistema (sabe usuario X))(pregunta sistema usuario X)(sabe mutuo (desea sistema (sabe sistema X)))(sabe mutuo (cree sistema (sabe usuario (relacionado X))))

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Actos discursivos en SUNDIAL

Open iniciar el diálogoClose finalizar el diálogoRequest solicitar informaciónSpell solicitar información deletreandoConfirm validar informaciónInform proporcionar informaciónExplain explicar el comportamiento del sistemaTerminate cancelar el diálogo

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Un ejemplo de estructura de conversación

C D {tema: bienvenida } Interc {objetivo: saludar} Interv S> Bienvenido al servicio de información, ¿Qué desea? D {tema: viaje en tren de Barcelona a Valencia} Interc {objetivo: petición de una información} Interv U> Quisiera ir de Barcelona a Valencia Sub {tema: fecha del viaje} Interc {objetivo: precisión}

Interv S> ¿En qué fecha? Interv U> el martes que viene

Sub {tema: hora del viaje} Interc {objetivo: precisión}

Interv S> ¿qué horario, mañana o tarde? Interv U> a primera hora

Interv S> Hay 3 trenes, el Euromed .... Interc {objetivo: petición de una información} Interv U> ¿Cuánto vale el billete en segunda? Interv S> 8000 pesetas D {tema: despedida} Interc {objetivo: despedirse} Interv U> Gracias, buenas tardes Interv U> Gracias a Vd, buenas tardes