Τεχνικές επεξεργασίας φυσικής γλώσσας και απάντησης ερωτημάτων για την επικοινωνία με διαλογικούς πράκτορες σε περιβάλλοντα εικονικής πραγματικότητας

• Κύριος συγγραφέας: Χατζηζήσης, Ιωάννης
• Άλλοι συγγραφείς: Chatzizisis, Ioannis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Διαλογικοί πράκτορες; Εικονική πραγματικότητα; Εικονικά περιβάλλοντα; Τεχνητή νοημοσύνη; Μηχανική μάθηση; Βαθιά μάθηση; Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή; Διαλογική απάντηση ερωτημάτων; Εικονικοί κόσμοι; Conversational agents; Virtual reality; virtual environments; Artificial intelligence; Machine learning; Deep learning; Human-computer interaction; Conversational question answering; Virtual worlds; OpenSim

Οι Διαλογικοί Πράκτορες (Conversational Agents), μπορούν να οριστούν ως αυτόματα συστήματα, ικανά να προσομοιώσουν μια διαδικασία διαλόγου με έναν άνθρωπο, έτσι ώστε να ολοκληρωθεί κάποια διεργασία, όπως για παράδειγμα η παροχή πληροφοριών ή η εκτέλεση μιας ενέργειας. Το λογισμικό (Διαλογικοί Πράκτορες), δέχεται ως είσοδο προτάσεις φυσικής γλώσσας και «παράγει» ως έξοδο, επίσης, προτάσεις φυσικής γλώσσας, δημιουργώντας, έτσι, μια μορφή συζήτησης, με τη χρήση γραπτού ή προφορικού λόγου. Συνήθως, ένας Διαλογικός Πράκτορας συντίθεται από υποσυστήματα, τα οποία είναι υπεύθυνα για διάφορες λειτουργίες του Πράκτορα, όπως, για παράδειγμα η αναγνώριση της εισόδου, δηλαδή του γραπτού ή του προφορικού λόγου, η Επεξεργασία Φυσικής Γλώσσας, η διαχείριση του διαλόγου, η βάση γνώσης, η παραγωγή φυσικής γλώσσας (Natural Language Generation) και στην περίπτωση που υποστηρίζεται ομιλία, η μετατροπή του κειμένου σε προφορικό λόγο. Με τη σειρά τους, τα παραπάνω υποσυστήματα, αποτελούνται από μια σειρά άλλων σημαντικών διεργασιών, όπως, για παράδειγμα, η γνώση σχετικά με τη σημασιολογία και το συντακτικό του λόγου. Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία, μελετώνται, αρχικά, συστήματα Διαλογικών Πρακτόρων, τα οποία στοχεύουν στη διατήρηση ενός φυσικού διαλόγου, ώστε να μπορεί να επιτευχθεί όσο το δυνατόν καλύτερη επικοινωνία μεταξύ ανθρώπου και υπολογιστή. Επομένως, είναι πολύ σημαντική η εστίαση στις τεχνικές που χρησιμοποιούνται, ώστε να επιτευχθεί η φυσικότητα και η αμεσότητα του διαλόγου, οι οποίες αφορούν μεθόδους Μηχανικής ή Βαθιάς Μάθησης. Ένας άλλος τρόπος επικοινωνίας ανθρώπου – μηχανής, είναι μέσω της αλληλεπίδρασης με συστήματα Εικονικής Πραγματικότητας. Η Εικονική Πραγματικότητα είναι μια τεχνολογική περιοχή με πάρα πολλές δυνατότητες και εφαρμογές, που αξιοποιούν τα εργαλεία που παρέχονται, τα οποία προσφέρουν καλύτερη εμπειρία στο χρήστη. Η αύξηση της χρήσης των εικονικών περιβαλλόντων και της Εικονικής Πραγματικότητας, επιτρέπει στο χρήστη να βιώσει εμπειρίες που δε θα βίωνε διαφορετικά στον πραγματικό κόσμο και μιας και είναι μια αλληλεπιδραστική τεχνολογία, η εμβύθιση σε ένα εικονικό περιβάλλον, στο οποίο υπάρχει η προηγούμενη μορφή αλληλεπιδραστικής τεχνολογίας (οι Διαλογικοί Πράκτορες), πρόκειται να προσφέρει στο χρήστη μια πιο πλήρη εμπειρία επικοινωνίας ανθρώπου – υπολογιστή, σε σχέση με καθεμία από τις δυο τεχνολογίες μεμονωμένα. Σε ένα εικονικό περιβάλλον, η παρουσία ενός Διαλογικού Πράκτορα συμβάλλει στην αληθοφάνεια του περιβάλλοντος, αλλά και στην επίτευξη μιας καλύτερης εμπειρίας για το χρήστη, καθώς μπορεί να συμμετέχει σε διαλόγους που θα βοηθήσουν στην απόκτηση μιας πιο πλήρους και πιο εποικοδομητικής εμπειρίας, ενώ ο στόχος της παρουσίας του στο εικονικό περιβάλλον θα επιτευχθεί πιο εύκολα. Έτσι, μια ακόμα πτυχή της Διπλωματικής Εργασίας είναι να μελετηθούν οι τρόποι και οι τεχνικές για την ενσωμάτωση Διαλογικών Πρακτόρων σε εικονικά περιβάλλοντα και η επίτευξη όσο το δυνατόν καλύτερης αλληλεπίδρασης στα πλαίσια των περιβαλλόντων αυτών, αξιοποιώντας τη μελέτη που αφορά το πεδίο των Διαλογικών Πρακτόρων. Στο πλαίσιο αυτό, δημιουργήθηκαν δυο Διαλογικοί Πράκτορες, ένας με τη χρήση μιας ολοκληρωμένης, ισχυρής και δημοφιλούς πλατφόρμας δημιουργίας Διαλογικών Πρακτόρων (Dialogflow) και ένας με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού Python και τεχνικών Επεξεργασίας Φυσικής Γλώσσας και Βαθιάς Μάθησης. Οι Διαλογικοί Πράκτορες αυτοί, στη συνέχεια, ενσωματώθηκαν σε ένα εικονικό περιβάλλον που δημιουργήθηκε με τη χρήση της πλατφόρμας ανοιχτού κώδικα OpenSimulator (OpenSim). Ο χρήστης, μπορεί να εισέλθει στο εικονικό περιβάλλον και να συνομιλήσει με οποιονδήποτε από τους Διαλογικούς Πράκτορες, με τη χρήση εικονικών χαρακτήρων, οι οποίοι αναπαριστούν τόσο τον ίδιο, όσο και τους Διαλογικούς Πράκτορες. Με την παρούσα μελέτη, γίνονται κατανοητά η λειτουργία και τα υποσυστήματα που συνθέτουν ένα Διαλογικό Πράκτορα, οι τεχνικές Επεξεργασίας Φυσικής Γλώσσας που χρησιμοποιούνται και η ενσωμάτωση Διαλογικών Πρακτόρων σε εικονικό περιβάλλον, όπου οι Διαλογικοί Πράκτορες μπορούν να αλληλεπιδρούν με το χρήστη και να απαντούν στα ερωτήματά του. Επιπρόσθετα, παρουσιάζονται αναλυτικά οι διαδικασίες για τη δημιουργία και την ενσωμάτωση των Διαλογικών Πρακτόρων, έτσι ώστε να ξεπεραστούν εμπόδια που θέτει η έλλειψη διεπαφών για την ενσωμάτωση Διαλογικών Πρακτόρων σε εικονικά περιβάλλοντα του OpenSim. Με τον τρόπο αυτό, γίνεται εύκολο και κατανοητό το να δημιουργηθεί ένας Διαλογικός Πράκτορας, σε οποιαδήποτε πλατφόρμα και με οποιεσδήποτε τεχνικές και το να ενσωματωθεί σε ένα εικονικό κόσμο του OpenSim, με τη χρήση της υπάρχουσας υποδομής.