Design, development and evaluation of a chatbot that supports the interaction of a platform user

The current Thesis subject is: development of interactive dialog bot (chatbot) to support interaction between user and platform. To be more specific we chose to investigate the field of customer service, for the case of a hotel business. Customer service is an area where Artificial Intelligence (AI)...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Πούλιος, Ευάγγελος
Άλλοι συγγραφείς: Poulios, Evangelos
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2022
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/16497
id nemertes-10889-16497
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Human-computer interaction
Chatbot
Bot
Customer service
Microsoft bot framework
LUIS
Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή
Διαλογικό λογισμικό
spellingShingle Human-computer interaction
Chatbot
Bot
Customer service
Microsoft bot framework
LUIS
Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή
Διαλογικό λογισμικό
Πούλιος, Ευάγγελος
Design, development and evaluation of a chatbot that supports the interaction of a platform user
description The current Thesis subject is: development of interactive dialog bot (chatbot) to support interaction between user and platform. To be more specific we chose to investigate the field of customer service, for the case of a hotel business. Customer service is an area where Artificial Intelligence (AI) can be utilized. That area is being examined regarding the adoption of new innovative technologies and the final delivered service quality. Today, the customer service industry tends to make good use of new AI technologies to offer an improved service benchmark but also to develop new approaches in the same direction. AI seems to be able to offer remarkable efforts and gradually replace the physical presence of man. The title of present Thesis was chosen as aim to approach a realistic field with the utilization of modern technologies and in particular AI. The title is specialized in the case of a hotel business, which is a characteristic example where software companies have already been employed. The final goal of the current work is to gain experience for handling technologies in fields where traditionally human resources have been employed and also to examine if these approaches can be the future of customer service. Among the ecosystem of the present dialog software frameworks, we decided to choose the option of Microsoft Bot Framework. Using that framework, we designed an application that can answer questions based on a knowledge base but also can collect details through a dialogue, between the hotel business customer and the dialog software, in order to inform the customer about the rooms’ availability. The knowledge base may contain questions - answers from the official list of frequently asked questions (FAQ) that the hotel has posted on its website, from other information that the hotel communicates with various ways on its official website, and finally from an already offered knowledge base from the framework, by selecting the friendly chitchat mode. The other part of the application, which informs about rooms’ availability, uses a language recognition service (LUIS) through a programming interface (API) to match the information entered by the customer with the pre-registered entities. Once the necessary information has been collected from the customer and verified through validation checks, it is forwarded to execute a query in a database designed to support the room reservation system. The final dialog application can replace the hotel business’s receptionist. Essentially, like a receptionist, it can answer questions about the hotel, as usually described in its official website, but also to execute queries in the room reservation system in order to inform the customer about rooms’ availability. The dialog application can be offered both on a hotel website and on social media channels, supported by the hotel. Below, we will describe the Thesis structure and we will end up with conclusions. In the First Chapter we introduce the categories of dialog software that exist today. We also mention basic terms that are necessary to understand the subject of conversational software. We continue with Chapter Two where we list four widely accepted frameworks used in the field of dialog software development. Of these, we provide more details about the Microsoft Bot Framework, which is our choice to use in current Thesis. In Chapter Three we analyze the utility of dialog software for the customer service industry. A typical case of this industry could be considered a hotel business. That was selected as a case for us to develop the dialog software application. In this chapter, we also define the goals but also the limits we have set for the desired functionality that our application will offer. Chapter Four is a brief guide to the steps we followed in order to create services that works with AI and are essential part of the basic architecture that we developed for the conversational software. Completing the Thesis in the Fifth Chapter we include the results for the design and development of the conversational software, while we also propose a heuristic evaluation methodology that can be applied to our application. We close the present work with Chapter Six where we cite a brief review. Summing up, aiming at this Thesis to develop a dialog software to serve/ support the interaction of a platform user, we conclude that this approach is quite promising. Existing frameworks, as the one that we have selected, enable the development of valuable software for services that until recently were available only by humans. During the writing of the Thesis, we became acquainted with the architecture that the development of a dialog software follows. The benefit of having an automated application for many business categories is undeniable. Such an approach, as AI is improving, will be able to offer increasingly better perspectives on conversational communication. Of course, as ourselves understand, a lot of effort is required to add additional features, in addition to the already classic features that are offered by dialog software. In any case, the general goal is to expand the functionality offered by the dialog application in order to cover a wider range of services. Specifically, in our case the examination of human speech as additional means of communication is certainly a subject of interest. That prospect is already being considered in the dialog software industry. This opportunity would certainly be a worthwhile approach to continue current work. And of course, this could be extended to support more than one spoken language.
author2 Poulios, Evangelos
author_facet Poulios, Evangelos
Πούλιος, Ευάγγελος
author Πούλιος, Ευάγγελος
author_sort Πούλιος, Ευάγγελος
title Design, development and evaluation of a chatbot that supports the interaction of a platform user
title_short Design, development and evaluation of a chatbot that supports the interaction of a platform user
title_full Design, development and evaluation of a chatbot that supports the interaction of a platform user
title_fullStr Design, development and evaluation of a chatbot that supports the interaction of a platform user
title_full_unstemmed Design, development and evaluation of a chatbot that supports the interaction of a platform user
title_sort design, development and evaluation of a chatbot that supports the interaction of a platform user
publishDate 2022
url http://hdl.handle.net/10889/16497
work_keys_str_mv AT poulioseuangelos designdevelopmentandevaluationofachatbotthatsupportstheinteractionofaplatformuser
AT poulioseuangelos schediasmosanaptyxēkaiaxiologēsēdialogikoulogismikoupouexypēreteitēnallēlepidrasētouchrēstēmiasplatphormas
_version_ 1771297169144283136
spelling nemertes-10889-164972022-09-05T06:58:08Z Design, development and evaluation of a chatbot that supports the interaction of a platform user Σχεδιασμός, ανάπτυξη και αξιολόγηση διαλογικού λογισμικού που εξυπηρετεί την αλληλεπίδραση του χρήστη μιας πλατφόρμας Πούλιος, Ευάγγελος Poulios, Evangelos Human-computer interaction Chatbot Bot Customer service Microsoft bot framework LUIS Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή Διαλογικό λογισμικό The current Thesis subject is: development of interactive dialog bot (chatbot) to support interaction between user and platform. To be more specific we chose to investigate the field of customer service, for the case of a hotel business. Customer service is an area where Artificial Intelligence (AI) can be utilized. That area is being examined regarding the adoption of new innovative technologies and the final delivered service quality. Today, the customer service industry tends to make good use of new AI technologies to offer an improved service benchmark but also to develop new approaches in the same direction. AI seems to be able to offer remarkable efforts and gradually replace the physical presence of man. The title of present Thesis was chosen as aim to approach a realistic field with the utilization of modern technologies and in particular AI. The title is specialized in the case of a hotel business, which is a characteristic example where software companies have already been employed. The final goal of the current work is to gain experience for handling technologies in fields where traditionally human resources have been employed and also to examine if these approaches can be the future of customer service. Among the ecosystem of the present dialog software frameworks, we decided to choose the option of Microsoft Bot Framework. Using that framework, we designed an application that can answer questions based on a knowledge base but also can collect details through a dialogue, between the hotel business customer and the dialog software, in order to inform the customer about the rooms’ availability. The knowledge base may contain questions - answers from the official list of frequently asked questions (FAQ) that the hotel has posted on its website, from other information that the hotel communicates with various ways on its official website, and finally from an already offered knowledge base from the framework, by selecting the friendly chitchat mode. The other part of the application, which informs about rooms’ availability, uses a language recognition service (LUIS) through a programming interface (API) to match the information entered by the customer with the pre-registered entities. Once the necessary information has been collected from the customer and verified through validation checks, it is forwarded to execute a query in a database designed to support the room reservation system. The final dialog application can replace the hotel business’s receptionist. Essentially, like a receptionist, it can answer questions about the hotel, as usually described in its official website, but also to execute queries in the room reservation system in order to inform the customer about rooms’ availability. The dialog application can be offered both on a hotel website and on social media channels, supported by the hotel. Below, we will describe the Thesis structure and we will end up with conclusions. In the First Chapter we introduce the categories of dialog software that exist today. We also mention basic terms that are necessary to understand the subject of conversational software. We continue with Chapter Two where we list four widely accepted frameworks used in the field of dialog software development. Of these, we provide more details about the Microsoft Bot Framework, which is our choice to use in current Thesis. In Chapter Three we analyze the utility of dialog software for the customer service industry. A typical case of this industry could be considered a hotel business. That was selected as a case for us to develop the dialog software application. In this chapter, we also define the goals but also the limits we have set for the desired functionality that our application will offer. Chapter Four is a brief guide to the steps we followed in order to create services that works with AI and are essential part of the basic architecture that we developed for the conversational software. Completing the Thesis in the Fifth Chapter we include the results for the design and development of the conversational software, while we also propose a heuristic evaluation methodology that can be applied to our application. We close the present work with Chapter Six where we cite a brief review. Summing up, aiming at this Thesis to develop a dialog software to serve/ support the interaction of a platform user, we conclude that this approach is quite promising. Existing frameworks, as the one that we have selected, enable the development of valuable software for services that until recently were available only by humans. During the writing of the Thesis, we became acquainted with the architecture that the development of a dialog software follows. The benefit of having an automated application for many business categories is undeniable. Such an approach, as AI is improving, will be able to offer increasingly better perspectives on conversational communication. Of course, as ourselves understand, a lot of effort is required to add additional features, in addition to the already classic features that are offered by dialog software. In any case, the general goal is to expand the functionality offered by the dialog application in order to cover a wider range of services. Specifically, in our case the examination of human speech as additional means of communication is certainly a subject of interest. That prospect is already being considered in the dialog software industry. This opportunity would certainly be a worthwhile approach to continue current work. And of course, this could be extended to support more than one spoken language. Το θέμα της παρούσας Διπλωματικής εργασίας είναι: ανάπτυξη διαλογικού λογισμικού (chatbot) για την υποστήριξη της αλληλεπίδρασης χρήστη με μια πλατφόρμα. Ειδικά, επιλέξαμε να διερευνήσουμε τον τομέα της υποστήριξης πελατών, για την περίπτωση ξενοδοχειακής επιχείρησης. Η υποστήριξη υπηρεσιών εξυπηρέτησης πελατών είναι σίγουρα ένας τομέας όπου μπορεί να αξιοποιηθεί η Τεχνητή Νοημοσύνη. Ως τομέας διερευνάται ως προς τον τρόπο εισαγωγής νέων τεχνολογιών και ως προς την παρεχόμενη ποιότητα υπηρεσιών. Στην βιομηχανία παροχής υπηρεσιών η τάση των εξελίξεων είναι η επαύξηση της παρεχόμενης ποιότητας υποστήριξης πελατών με την εισαγωγή τεχνολογιών Τεχνητής Νοημοσύνης, αλλά και η επέκταση νέων προσεγγίσεων. Η Τεχνητή Νοημοσύνη είναι ικανή να προσφέρει αξιόλογες προσπάθειες και σταδιακά να αντικαταστήσει την φυσική παρουσία του ανθρώπου. Το θέμα της παρούσας Διπλωματικής επιλέχθηκε υπό το πρίσμα της προσέγγισης ενός ρεαλιστικού πεδίου με την αξιοποίηση σύγχρονων τεχνολογιών και ειδικότερα της Τεχνητής Νοημοσύνης. Εξειδικεύεται για την περίπτωση ξενοδοχειακής επιχείρησης, η οποία αποτελεί περίπτωση όπου έχει απασχολήσει ήδη εταιρείες σχεδιασμού διαλογικών λογισμικών. Το τελικό επιδιωκόμενο αποτέλεσμα είναι η απόκτηση εμπειρίας στην διαχείριση τεχνολογιών για αντικείμενα που παραδοσιακά απασχολούσαν ανθρώπινο προσωπικό αλλά και η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των προσεγγίσεων που φαντάζουν το μέλλον του τομέα της εξυπηρέτησης πελατών. Για την ανάπτυξη του διαλογικού λογισμικού από το οικοσύστημα των υπαρχόντων βιβλιοθηκών (frameworks) επιλέχθηκε το Microsoft Bot Framework. Με την χρήση αυτής της βιβλιοθήκης σχεδιάσαμε μια τελική εφαρμογή που μπορεί να απαντάει ερωτήσεις βάσει μια βάσης γνώσης (knowledge base) αλλά και να συλλέγει λεπτομέρειες μέσω ενός διαλόγου, μεταξύ του πελάτη της ξενοδοχειακής επιχείρησης και του διαλογικού λογισμικού, ώστε να ενημερώνει τον πελάτη για τη διαθεσιμότητα σε δωμάτια. Η βάση γνώσης δύναται να περιέχει ερωτήσεις και απαντήσεις από την επίσημη λίστα συχνών ερωτήσεων (FAQ) που διαθέτει το ξενοδοχείο αναρτημένη στην ιστοσελίδα του, από έτερες πληροφορίες που επικοινωνεί το ξενοδοχείο με διάφορα πεδία στην επίσημη ιστοσελίδα του, και τέλος από μια ήδη προσφερόμενη βάση γνώσης από την βιβλιοθήκη, με την επιλογή φιλικού χαρακτήρα (friendly chitchat). Το άλλο τμήμα της εφαρμογής, που ενημερώνει για τη διαθεσιμότητα σε δωμάτια, χρησιμοποιεί μια υπηρεσία αναγνώρισης γλώσσας (LUIS) μέσω μια προγραμματιστικής διεπαφής (API) ώστε να αντιστοιχεί τις εισαγόμενες πληροφορίες από τον πελάτη με τις ήδη καταχωρημένες οντότητες. Αφότου συλλεχθούν από τον πελάτη οι απαραίτητες πληροφορίες και ελεγχθούν μέσω ελέγχων εγκυρότητας, αυτές προωθούνται για την εκτέλεση ερωτήματος σε Βάση Δεδομένων που έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει το σύστημα παρακολούθησης κρατήσεων δωματίων. Το τελικό διαλογικό λογισμικό μπορεί να αντικαταστήσει έναν υπάλληλο υποδοχής στην ξενοδοχειακή επιχείρηση. Ουσιαστικά, το λογισμικό μπορεί όπως ένας υπάλληλος, να απαντάει σε ερωτήσεις σχετικά με το ξενοδοχείο, όπως συνήθως περιγράφονται και στην επίσημη ιστοσελίδα του αλλά και να ανατρέχει σε Βάση Δεδομένων για τις κρατήσεις δωματίων ώστε να ενημερώνει τον πελάτη για την υπάρχουσα διαθεσιμότητα σε δωμάτια. Το διαλογικό λογισμικό μπορεί να προσφέρεται τόσο στην ιστοσελίδα του ξενοδοχείου όσο και σε κανάλια κοινωνικής δικτύωσης που υποστηρίζει το ξενοδοχείο. Παρακάτω, θα αναφερθούμε στη διάρθρωση των κεφαλαίων της παρούσας Διπλωματικής εργασίας για να καταλήξουμε στα συμπεράσματα που προέκυψαν. Στο Πρώτο Κεφάλαιο κάνουμε εισαγωγή στις κατηγορίες των διαλογικών λογισμικών που υπάρχουν σήμερα. Ακόμη, αναφέρουμε βασικούς όρους που είναι απαραίτητοι για να κατανοήσουμε το θέμα του διαλογικού λογισμικού. Συνεχίζουμε με το Δεύτερο Κεφάλαιο όπου παραθέτουμε τέσσερις ευρέως διαδεδομένες βιβλιοθήκες που χρησιμοποιούνται στο τομέα της ανάπτυξης διαλογικού λογισμικού. Εξ αυτών, παραθέτουμε περισσότερες λεπτομέρειες για το Microsoft Bot Framework, το οποίο είναι και η επιλογή μας να χρησιμοποιήσουμε στην συγκεκριμένη Διπλωματική εργασία. Στο Τρίτο Κεφάλαιο αναπτύσσουμε τη χρησιμότητα του διαλογικού λογισμικού για τον κλάδο της εξυπηρέτησης/ υποστήριξης πελατών. Χαρακτηριστική περίπτωση αυτού του κλάδου θα μπορούσε να θεωρηθεί μια ξενοδοχειακή επιχείρηση. Αυτή η περίπτωση επιλέχθηκε από εμάς για να αναπτύξουμε την εφαρμογή διαλογικού λογισμικού. Στο κεφάλαιο αυτό, ακόμη, προσδιορίζουμε τους στόχους που έχουμε για την επιδιωκόμενη λειτουργικότητα που θα προσφέρει η εφαρμογή μας, αλλά και τα όρια της λειτουργικότητά της. Το Τέταρτο Κεφάλαιο είναι ένας σύντομος οδηγός των βημάτων που ακολουθήσαμε για την δημιουργία υπηρεσιών, βασιζόμενες σε Τεχνητή Νοημοσύνη, που είναι απαραίτητες για την βασική δομή του διαλογικού λογισμικού που αναπτύξαμε. Ολοκληρώνοντας την Διπλωματική εργασία στο Πέμπτο Κεφάλαιο περιλαμβάνουμε τα αποτελέσματα από τον σχεδιασμό και την ανάπτυξη του διαλογικού λογισμικού, ενώ ακόμη προτείνουμε μια μεθοδολογία ευρετικής αξιολόγησης της εφαρμογής μας. Κλείνουμε το κείμενο της παρούσας εργασίας με το Έκτο Κεφάλαιο όπου καταγράφουμε ένα σύντομο απολογισμό. Συνοψίζοντας, έχοντας ως στόχο στη παρούσα Διπλωματική εργασία την ανάπτυξη ενός διαλογικού λογισμικού για την εξυπηρέτηση/ υποστήριξη της αλληλεπίδρασης ενός χρήστη μιας πλατφόρμας καταλήγουμε ότι αυτή η προσέγγιση είναι αρκετά ελπιδοφόρα. Οι υπάρχουσες βιβλιοθήκες, όπως και αυτή τη επιλογής μας, δίνουν τη δυνατότητα για ανάπτυξη λογισμικού αξιόλογου για δυνατότητες που μέχρι πρόσφατα διέθετε μόνο ο άνθρωπος. Στη διάρκεια συγγραφής της Διπλωματικής εργασίας αποκτήσαμε εξοικείωση με την αρχιτεκτονική που ακολουθεί η ανάπτυξη ενός διαλογικού λογισμικού. Το όφελος ύπαρξης μια αυτοματοποιημένης εφαρμογής για πολλές κατηγορίες επιχειρήσεων είναι αδιαμφισβήτητο. Μια τέτοια προσέγγιση, καθώς η Τεχνητή Νοημοσύνη εξελίσσεται, θα μπορεί να προσφέρει αυξανόμενα καλύτερες προοπτικές διαλογικής επικοινωνίας. Βέβαια, όπως κατανοήσαμε και εμείς από την προσπάθεια μας, απαιτείται αρκετή προσπάθεια για την προσθήκη επιπλέον χαρακτηριστικών, πέραν των ήδη κλασσικών προσφερόμενων δυνατοτήτων από το διαλογικό λογισμικό. Σε κάθε περίπτωση στόχος είναι η διεύρυνση της προσφερόμενης λειτουργικότητας από την διαλογική εφαρμογή ώστε να καλύπτεται ευρύτερο φάσμα αναγκών. Συγκεκριμένα, στην περίπτωση μας η εξέταση επέκτασης σε χρήση ανθρώπινης ομιλίας ως επιπρόσθετο μέσο επικοινωνίας σίγουρα συγκεντρώνει ενδιαφέρον. Είναι μια προοπτική που ήδη εξετάζεται και στη βιομηχανία διαλογικού λογισμικού. Σίγουρα αυτή η δυνατότητα θα αποτελούσε αξιόλογη προσπάθεια συνέχισης της παρούσας εργασίας. Και φυσικά αυτή η δυνατότητα θα μπορούσε να επεκταθεί για την υποστήριξη περισσότερων της μιας γλώσσας ομιλίας. 2022-07-12T10:54:46Z 2022-07-12T10:54:46Z 2021-06-22 http://hdl.handle.net/10889/16497 en application/pdf