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科技與生活






淺談聊天機器人

淺談聊天機器人

文/普泉精舍護法會副會長、淡江大學資訊工程學系教授 洪文斌(傳承)

  聊天機器人就是機器使用人類的語言(如中文、英文等自然語言)與人聊天的電腦程式,用來協助人類。隨著人工智慧日益普及到我們的日常生活,我們也隨時可以見到聊天機器人的身影,例如蘋果手機的Siri個人助理就是其中的一例。本文將介紹聊天機器人的起源、早期聊天機器人的發展與現代聊天機器人的應用。

圖一
圖一:圖靈測試

一、圖靈測試

  聊天機器人的歷史可以追溯到1950年的電腦科學家圖靈(Alan Turing),他在發表一篇名為計算機器與智慧(Computing Machinery and Intelligence)的論文中,首先提出一個「機器會思考嗎?」的大哉問,然後他就提出一個模仿遊戲的實驗來解答此問題。假設有一個測試者,分別與兩個房間內的人與電腦交談,最後這個測試者無法確定交談的對象是人或是電腦,那麼我們就可以認為機器具有智慧,能夠思考。這就是非常經典的圖靈測試(Turing Test),如圖一所示。在這個測試中,就隱含著電腦可以用人類的語言與人類溝通,也就是聊天機器人概念的濫觴。

圖二
圖二:聊天機器人對話片段
圖三
圖三:回覆規則(範例)

二、早期的聊天機器人

  目前已知最早的聊天機器人程式為ELIZA,是1966年麻省理工學院的維森鮑姆(Joseph Weizenbaum)所開發的。他主要是利用使用者輸入電腦的話語做關鍵詞比對,並且回覆規則是由人工所編寫的,讓機器可以模仿人類的交談。圖二為模仿ELIZA聊天機器人的對話片段,首先機器人表達歡迎之辭,使用者回答說:「我不開心。」機器人比對到關鍵詞「不」,再根據回覆規則(圖三),機器人就回覆說「為何不開心?」使用者再回答說:「和同學吵架了。」此時機器人發現比對不到關鍵詞,根據回覆規則,有好幾個可能的回覆選項,機器人就隨機選取了「這樣喔!我知道!」來回覆,以增加對話的活潑性。使用者接著回答說:「心情很惡劣。」假設此時機器人又比對不到關鍵詞,它又隨機選取出「可否多告訴我一些呢?」來做為回覆。使用者又回答說:「我最好的朋友罵我。」這時候,機器人比對到「朋友」這個關鍵詞,根據回覆規則,它選取了「你認識他多久了呢?」來回覆。如此不斷地反覆比對關鍵詞與根據所制訂的回覆規則選擇適當的回覆,就自然形成一個與聊天機器人的對話。

  使用者在與ELIZA聊天時,好像面對一個心理諮商師,開始向機器人傾訴自己內心深處的想法,因此在心理治療上有很好的風評。之後,1972年精神病學家柯爾比(Kenneth Colby)在史丹佛大學,編寫一個比ELIZA更嚴謹、更先進的對話策略,模擬偏執型精神分裂症的聊天機器人PARRY。1988年,程式設計師卡本特(Rollo Carpenter)創造一個聊天機器人Jabberwacky,其目標是以有趣且幽默的方式模擬自然的人際聊天。比較特殊的地方是它會儲存與所有使用者的對話紀錄,並且在對話過程中利用上下文與過去的對話紀錄比對,以找出最合適的回覆內容。

圖四
圖四:現代聊天機器人系統

三、現代聊天機器人系統

  一個現代完整的聊天機器人系統,一般會包含語音辨識、自然語言理解、對話管理、自然語言生成,以及語音合成等五個功能模組,如圖四所示。其中,

  • 語音辨識:將使用者所說的語音轉成文字;
  • 自然語言理解:將文字轉成機器可以理解的表示;
  • 對話管理:根據目前對話的狀態,判斷聊天機器人應該採取什麼樣的動作,它可能會利用Web網站、社群網站、搜尋引擎、維基百科,以及知識庫來搜尋回覆答案;
  • 自然語言生成:將系統的回覆轉變成文字;
  • 語音合成:再將文字轉變成語音,輸出給使用者。

  若以純文字形式對話,則語音辨識和語音合成兩個模組就可省略。

四、聊天機器人的應用

  若從應用的場景來看,可將聊天機器人分為線上客服、個人助理、智慧問答、教育與娛樂等五大類。

  • 線上客服:一般客服有80%的問題是大同小異,我們可以先歸納這些問題,並提供適切的解答,線上客服聊天機器人通常以網站或手機為載體,可以自動回覆使用者所提出的問題,以降低營運成本、提升服務品質。
  • 個人助理:蘋果手機的Siri就是一個大家所熟知的個人助理,透過語音或文字與使用者互動,協助個人事務的查詢與代辦,例如查詢天氣、收發簡訊、地圖定位及路線推薦、鬧鐘及日程提醒、訂餐、訂票、播放音樂等服務。
  • 智慧問答:IBM公司的Watson超級電腦即為一個典型的智慧問答系統,號稱最強大腦。使用者以自然語言形式提出問題,它整合了自然語言處理、資訊檢索、知識表示、自動推理、機器學習等多種技術,可以在3秒內找出問題的答案。
  • 教育:根據教育內容的不同,可以協助使用者學習某種語言或某項專業技能的聊天機器人,以及輔助學齡兒童學習的兒童教育機器人或智慧玩具等。
  • 娛樂:可以和使用者不限主題的閒聊,進而達到陪伴與慰藉的功能。例如微軟的小冰機器人,除了閒聊之外,還可以作詩、作詞、作曲、唱歌、乃至主持節目、當新聞主播等多才多藝。

  聊天機器人若基於功能來區分,又可以分為問答系統、任務導向型對話系統、閒聊系統、主動推薦系統等四類。表一歸納這四類功能的聊天機器人特性。

 
表一
表一:基於功能分類的聊天機器人
   資料來源:王昊奮等編著,《中文自然語言處理實戰》,博碩文化,2019

結論

  現今的人工智慧以多種樣貌出現在我們身邊,提供我們更適切的服務。在這資訊化日益普遍的社會中,是否也有可能利用現代先進科技來弘揚佛法。例如設計出一個親切有趣的聊天機器人,提供正確的佛法知見諮詢,方便讓更多人有機會、有因緣接觸到正知正見的佛法,進而引導他們親近善知識、親近正法道場,聽經聞法,在正法中修行、學習,最後成就道業。

參考文獻:
  • 陳鍾誠的網站,自己動手設計交談聊天機器人(ELIZA中文版),http://ccckmit.wikidot.com/code:eliza。
  • 王昊奮等編著,《中文自然語言處理實戰》,新北市:博碩文化,2019。



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