ДИЗАЙН ВОПРОСНО-ОТВЕТНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОИСКА ЛИТЕРАТУРНЫХ ПРОИЗВЕДЕНИЙ
Д. Ракитская
РГГУ, Ин-т линвистики
rakitskaya@mail.ru
Ключевые слова: вопросно-ответная система, область литературных произведений, рассуждения о ментальных состояниях
В работе строится естественно-языковая система поиска литературных произведений. Система рассчитана на вопросы, включающие ментальные состояния и действия, такие как желания и цели, знания и наблюдения, конфликты различного рода, претворства и обманы. Кроме того, вопросы к системе могут включать физические (в противоположность ментальным) особенности и обстоятельства литературных героев.
О ментальных аттрибутах литературных героев
В настоящей работе мы предлагаем создание поисковой системы для необычного типа данных : литературных произведений. Такая система полезна в образовательной сфере, а также для реабилитации детей, страдающих проблемами ментального развития. Методология для естественно-языковых вопросно-ответных систем такого типа отличается от техники запросов к базам данных, а также от текстового поиска по ключевым словам и поиска данных других модальностей (речь, видео, изображения и т.д.). Очевидно, что поиск, основанный на ментальных аттрибутах, основан в первую очередь на семантическом анализе: использование имен произведений, их авторов или героев сводится к тривиальной задаче. Кроме этого, использование временных (исторических) или географических обстоятельств литературных героев свело бы поск литературных произведений к относительно простому поиску формализованных параметров литературных произведений.
Ориентация на ментальные компоненты сюжетов литературных произведений плодотворна с точки зрения построения компактной и замкнутой предметной области. Для обеспечения робастности вопросно-ответной системы пользователь должен четко осознавать границы предметной области и пользоваться естественными для нее лексическими единицами. Разбиение общего (commonsense) знания о мире на ментальную и нементальную (физическую) части вносит точную границу между допустимыми и недопустимыми запросами.
Тренировка рассуждений о ментальных аттрибутах важна для развития таких профессиональных навыков как ведение переговоров, разрешение конфликтов, примирение противоборствующих сторон, правильная аргументация, твоческое и быстрое принятие решений в различных ситуациях. Использование вопросно-ответной системы для такого типа обучения использует такие преимущества как широкое разнооразие сюжетов, их привлекательность и игровой характер, а также высокая сложность ментальных состояний литературных героев. Такие навыки нам представляются полезными для бизнеса, а также военных, юридических, психологических и других специальностей, требующих быстрое схватывание неожиданной ситуации с противоречивыми целями, представлениями и убеждениями участвующих агентов (оппонентов или клиентов).
В предыдущих работах [6-7] мы построили игровую среду виртуального ментального пространства и вопросно-ответную систему для ментальной реабилитации. Тренировка рассуждений о ментальных состояниях является важной компонентой развития эмоциональных и интеллектуальных способностей у детей с различными нервными заболеваниями [1]. Настоящая работа посвящена архитектуре интерактивной среды поска литературных персонажей и построению блока рассуждения о ментальном мире. В последнее десятилетие достаточно много внимания уделялось построению формальной многоагентной основы рассуждений о ментальных состояниях и действиях, в частности, BDI (вера - желание - цель ) [2,3]. В то же время, рассуждения о ментальных состояниях программных и живых агентов лишь недавно стали находить применения в образовательной области.
Система рассчитана на вопросы, включающие ментальные состояния и действия, такие как желания и цели, знания и наблюдения, конфликты различного рода, претворства и обманы. Кроме того, вопросы к системе могут включать физические (в противоположность ментальным) особенности и обстоятельства литературных героев.
Архитектура системы литературного поиска
Мы перечисляем задачи (и соответствующие блоки), которые необходимо решить при создании поисковой системы, основанной на ментальных аттрибутах героев:
1) Понимание естественно-языкового запроса или утверждения [5] . Этот блок переводит естественно-языковое выражения на формальный язык, используя метапредикаты для ментальных понятий и предикаты для физических действий и состояний.
2) Представление знаний о предметной области в виде семантических заголовков, когда ментальным формулам приписываются абстракты литературных произведений [5-6].
3) Построение многоагентного ментального симулятора, который строит гипотетические ментальные состояния, которые следуют за упомянутыми в запросе. Представления для этих гипотетических ментальных состояний служат объектами поиска для базы знаний вместе с представлением запроса в блоке 5.
4) Синтез всех правильно построенных формул в заданном словаре ментальных сущностей (знать, верить, хотеть, информировать, претворяться, обманывать, обижаться, мирить и т.д.).
5) Сопоставление ментальной формулы, полученной для запроса, с ментальной формулой – семантическим заголовком, построенным для данного литературного произведения из базы знаний. Приближенное сопоставление (в смысле удовлетворения фомулы в логическом программировании ) применяется, когда точное не находится.
6) Синтез естественно-языковых выражений для ментальных фомул.
Взаимодействие указанных выше блоков системы показано на рис.1. Предлагаемая архитектура системы позволяет два режима функционирования: собственно поиск и пополнение базы знаний системы новыми произведениями на естественном (английском) языке. Когда пользователь желает добавить новое произведение и канонические вопросы к нему, семантические заголовки формруются блоком 1) и варьируются для разных способов формулирования запроса блоком 3).
Относительно сложный семантический анализ (блок 1) необходим для представления входного запроса: логические связки должны быть правильно обработаны. Блок 4) обеспечивает более полное покрытие всей предметной области логически (формальным выводом системы) связывая представления запросов с семантическими заголовками для литературных произведений. Блок 4) необходим, так как традиционные аксиомы для знания и веры [2] недостаточны для работы с множеством всех ментальных формул, встречающихся в реальной ситуации. Мы разработали алгоритм для извлечения выполнимых ментальных формул из множества всех правильно построенных. Кроме этого, необходимо ввести классы эквивалентности ментальных формул для их приближенного сопоставления; эта операция тоже несовместима с традиционным подходом к логике знаний [2,3]. Синтез естественно-языковых представлений для ментальных формул полезно для проверки правильности понимания запроса системой. Отметим, что блоки 1,2 и 5 были разработаны для коммерческого применения при внедрении финансового и юридического советчика. В то же время, семантические правила для анализа ментальных формул выдвигают более высокие требования для сложных ментальных формул и подстановки метапредикатов.
Рис.1 Блоки системы литературного поиска.
Система в работе
Система предлагает пользователям (игрокам, обучающимся) прдемонстрировать знание литературы посредством задавания и анализа ответов на вопросы, состоящие из ментальных состояний литературных героев. Система стимулирут развитие таких интеллектуальных способностей обучающихся как извлечение, формулировка (и, возможно, формализация) ментальных состояний из заданного литературного произведения. Получив ответ, игрокам необходимо осмыслить его связь с вопросом (Рис. 2 и 3). Небольшое изменение смысла ментальной формулы приводит к переходу к совсем другому произведению. Более опытным пользователям предлагается расширить базу знаний системы (Рис. 4).
Система разработана на Прологе, С и Perl для работы на Интернете и как Windows –приложение, реализующее функциональность Интернет – броузера. Она рассчитана как на любителей литературы, так и на обучение коммуникации для взрослых и детей с различными формами нарушений способности к общению.
How would a person pretend to another person that she does not want that person to know something?
When would a person want another person not to pretend that he does not know something?
When would a character pretend about his intention to know something?
Why would a person want another person to pretend about what this other person want?
How can a person pretend that he does not understand that other person does not want?
Is it easy for a person to believe that another person does not pretend what she wants?
How can a person believe that another person might pretend that he wants something?
She wanted to believe that he pretended that he was not a prince.
Can she believe that he does not pretend that he committed the murderer of her spouse because of his love to her?
A person believes that the husband does not want him to love his wife.
A wife wishes not to confess to her husband that she was not faithful.
Рис.2 Примеры запросов.
Рис. 3: Вопросно-ответная система, разработанная в среде MS Windows, выдает ответ для первого вопроса на рис. 2 вверху. Формальное представление вопроса выглядит следующим образом:
pretend(person, other_person,
not want(person,know(other_person, Something))).
|
WOL search system allows a literature fan to extend the knowledge base with the new favorite story or novel and to specify the major ways of accessing it (asking about it). This toolkit processes the combination of the answer (an abstract of a story, introducing the heroes and their interactions) and a set of questions or statements (explicitly expressing the mental states these interactions are based on). |
|
|
Input sample question(s) |
Input the answer |
|
When does a person pretend about her intention to know something?
|
The Carriage of holly gifts by P. Merimee An old-aged king wants to learn from his secretary if the young girl he loves is faithful to him. The secretary is anxious to please the king… |
|
Domain extension code: pretend(person, other_person, want(person, know(person, Smth))) :- do201. do201:-output($The Carriage of holly gifts… $).
Domain is compiled. Ask a question to the updated domain Now you can ask the questions for the domain extension as well as for the base domain, varying the phrasings. |
|
Рис. 4: Пользовательский интерфейс (HTML-форма) для расширения базы знаний. Во второй строке таблицы, вопрос(ы) вводятся слева, а ответы – справа.
Литература
- Baron-Cohen, S. 1998. Social and Pragmatic Deficits in Autism: Cognitive or Affective Journal of Autism and Development Disabilities 18:3.
- Fagin, R., Halpern, J.Y., Moses, Y., Vardi, M.Y. Reasoning about knowledge. MIT Press, Cambridge, MA, London, England (1995).
- Wooldridge, M. 2000 Reasoning about Rational Agents. The MIT Press Cambridge MA London England.
- Hill, P.M., Lloyd, J.W. 1989. Analysis of metaprograms, in Abramson & Rogers (eds) Metaprogramming in Logic Programming, MIT Press, pp. 23-52.
- Galitsky, B. 2000a. Question-answering system for teaching autistic children to reason about mental states. DIMACS Technical Report 2000-24, Rutgers University, October 2000.
- Galitsky, B. 2000b. Technique of Semantic Headers: a manual for knowledge engineers. DIMACS Technical Report 2000-29, Rutgers Univ.
- Galitsky, B. 2001. Virtual Mental Space: Interaction with the characters of works of literature. International Conference on Cognitive Technology LNAI. Warwick Univ. UK.
Design of the question-answering system for the literature search
- Rakitskaya
Keywords: question-answering system, domain of works of literature, reasoning about mental attributes
We are building the software implementation of a search for works of literature by asking questions in natural language. These questions may include mental states and actions of the characters such as intentions and desires, knowledge and beliefs, pretending and deceiving, as well as specific physical states and actions. The knowledge base of works of literature is created based on logic programming. Reasoning about mental states, actions and temporal constraints, natural language processing with the semantic focus and the semantic headers approach (Galitsky 2000) are the techniques required to implement the literature search component of the virtual mental world.