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文字聊天機(jī)器人（文字聊天機(jī)器人喚醒）

發(fā)布時(shí)間：2023-05-27 04:14:05 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 141

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聊天機(jī)器人概述

文字聊天機(jī)器人（文字聊天機(jī)器人喚醒）

聊天機(jī)器人概述

聊天機(jī)器人，是一種通過自然語言模擬人類，進(jìn)而與人進(jìn)行對(duì)話的程序。

1950年，圖靈（Alan M. Turing）在 Mind 期刊上發(fā)表的文章 Computer Machinery and Intelligence ，這篇文章開篇就提出了“機(jī)器能思考嗎？(Can machines think?)”的設(shè)問，提出了經(jīng)典的圖靈測試（Turing Test） 。通過圖靈測試被認(rèn)為是人工智能研究的終極目標(biāo)，圖靈本人也因而被稱為 “人工智能之父” 。

1966年，最早的聊天機(jī)器人程序 ELIZA 誕生，由麻省理工（MIT）的約瑟夫·魏澤鮑姆（Joseph Weizenbaum）開發(fā)，開發(fā)用于臨床模擬羅杰斯心理治療的 BASIC腳本程序。實(shí)現(xiàn)技術(shù)僅為對(duì)用戶輸入計(jì)算機(jī)的話語做關(guān)鍵詞匹配，并且回復(fù)規(guī)則是由人工編寫的。

1972年，美國精神病學(xué)家肯尼思·科爾比（Kenneth Colby）在斯坦福大學(xué)（Standford University）使用 LISP 編寫了模擬偏執(zhí)型精神分裂癥表現(xiàn)的計(jì)算機(jī)程序 PARRY 。

1988年，英國程序員羅洛·卡彭特（Rollo Carpenter）創(chuàng)建了聊天機(jī)器人 Jabberwacky ，項(xiàng)目目標(biāo)是“以有趣、娛樂和幽默的方式模擬自然的人機(jī)聊天”，這個(gè)項(xiàng)目也是通過與人類互動(dòng)創(chuàng)造人工智能聊天機(jī)器人的早期嘗試，但 Jabberwacky 并未被用于執(zhí)行任何其他功能。技術(shù)是使用 上下文模式匹配技術(shù) 找到最合適的回復(fù)內(nèi)容。

1988年，加州大學(xué)伯克利分校（UC Berkeley）的羅伯特·威林斯基（Robert Wilensky）等人開發(fā)了名為UC（UNIX Consultant）的聊天機(jī)器人系統(tǒng)。UC聊天機(jī)器人目的是幫助用戶學(xué)習(xí)UNIX操作系統(tǒng)。

1990年，美國科學(xué)家兼慈善家休·勒布納（Hugh G. Loebner）設(shè)立了人工智能年度比賽------勒布納獎(jiǎng)（Loebner Prize）。勒布納獎(jiǎng)旨在借助交談測試機(jī)器的思考能力，它被看做對(duì)圖靈測試的一種時(shí)間，其比賽的獎(jiǎng)項(xiàng)分為金、銀、銅三等。目前為止，尚無參賽程序達(dá)到金獎(jiǎng)或銀獎(jiǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

在勒布納獎(jiǎng)的推動(dòng)下，聊天機(jī)器人迎來了研究的高潮，其中較有代表性的聊天機(jī)器人系統(tǒng)是1995年12月23日誕生的 ALICE（Artificial Linguistic Internet Computer Entity） 。隨著 ALICE 一同發(fā)布的 AIML（Artifical Intelligence Markup Language） 目前在移動(dòng)端虛擬助手的開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。

2001年，SmarterChild在短信和即時(shí)通信工具中廣泛流行，使得聊天機(jī)器人第一次被應(yīng)用在了即時(shí)通信領(lǐng)域。2006年，IBM開始研發(fā)能夠用自然語言回答問題的最強(qiáng)大腦 Watson ，作為一臺(tái)基于IBM“深度問答”技術(shù)的超級(jí)計(jì)算機(jī)， Watson 能夠采用上百種算法在3秒內(nèi)找出特定問題的答案。

2010年，蘋果公司推出了人工智能助手 Siri ， Siri 的技術(shù)來源于美國國防部高級(jí)研究規(guī)劃局公布的CALO計(jì)劃：一個(gè)簡化軍方繁復(fù)事務(wù)，且具備學(xué)習(xí)、組織及認(rèn)知能力的虛擬助理。CALO計(jì)劃衍生出來的民用版軟件就是 Siri虛擬個(gè)人助理 。

此后，微軟小冰、微軟Cortana（小娜）、阿里小蜜、京東JIMI、網(wǎng)易七魚等各類聊天機(jī)器人層出不窮，并且這些聊天機(jī)器人逐漸滲透進(jìn)人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。

2016年，全國各大公司開始推出可用于聊天機(jī)器人系統(tǒng)搭建的開放平臺(tái)或開源架構(gòu)。

2010年至今，標(biāo)志性的聊天機(jī)器人產(chǎn)品如下圖所示。

總結(jié)：隨著人工智能相關(guān)技術(shù)“東風(fēng)”漸起，自然語言處理研究碩果頗豐，聊天機(jī)器人相關(guān)技術(shù)迅速發(fā)展。同時(shí)，聊天機(jī)器人作為一種新穎的人機(jī)交互方式，正在成為移動(dòng)搜索和服務(wù)的入口之一，畢竟搜索引擎的最終形態(tài)很可能就是聊天機(jī)器人。眾多人工智能領(lǐng)域的探索者和開發(fā)者都想緊緊抓住并搶占聊天機(jī)器人這一新的交互入口。

下面從幾個(gè)維度對(duì)齊進(jìn)行分類介紹。

在線客服聊天機(jī)器人系統(tǒng) 的主要功能是自動(dòng)回復(fù)用戶提出的與產(chǎn)品或服務(wù)相關(guān)的問題，以降低企業(yè)客服運(yùn)營成本、提升用戶體驗(yàn)。代表性的商用在線客服聊天機(jī)器人系統(tǒng)有小i機(jī)器人、京東JIMI客服機(jī)器人、阿里小蜜等。以京東JIMI客服機(jī)器人為例，用戶可以通過與JIMI聊天了解商品的具體信息、了解平臺(tái)的活動(dòng)信息、反饋購物中存在的問題等。另外，JIMI具有一定的 拒識(shí)能力 ，因此可以知道用戶的哪些問題時(shí)自己無法回答的，且可以及時(shí)將用戶轉(zhuǎn)向人工客服。阿里巴巴集團(tuán)在2015年7月24日發(fā)布了一款人工智能購物助理虛擬機(jī)器人，取名為“阿里小蜜”，阿里小蜜基于客戶需求所在的垂直領(lǐng)域（服務(wù)、導(dǎo)購、助手等），通過“智能+人工”的方式提供良好的客戶體驗(yàn)。

娛樂場景下聊天機(jī)器人系統(tǒng) 的主要功能是同用戶進(jìn)行不限定主題的對(duì)話（閑聊），從而起到陪伴、慰藉等作用。其應(yīng)用場景集中在社交媒體、兒童陪伴及娛樂、游戲陪練等領(lǐng)域。有代表作的系統(tǒng)如微軟的“小冰”、微信的“小微”、北京龍泉寺的“賢二機(jī)器僧”的等。

教育場景下的聊天機(jī)器人系統(tǒng) 可以根據(jù)教育內(nèi)容的不同進(jìn)一步劃分。這類聊天機(jī)器人的應(yīng)用場景為具備人機(jī)交互功能的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)類產(chǎn)品，以及兒童智能玩具等。

個(gè)人助理類 應(yīng)用可以通過語音或文字與用戶進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)用戶個(gè)人事務(wù)的查詢及代辦，如天氣查詢、短信手法、定位及路線推薦、鬧鐘及日程提醒、訂餐等，從而讓用戶可以更便捷地處理日常事務(wù)。

智能問答類 聊天機(jī)器人系統(tǒng)可以回答用戶以自然語言形式提出的事實(shí)型問題及其他需要計(jì)算和邏輯推理的復(fù)雜問題，以滿足用戶的信息需求并起到輔助用戶決策的目的。不僅要考慮如 What、Who、Which、Where、When 等事實(shí)型問答，也要考慮如 How、Why 等非事實(shí)型問答，因此智能回答的聊天機(jī)器人通常作為聊天機(jī)器人的一個(gè)服務(wù)模塊。

從實(shí)現(xiàn)的角度來看，聊天機(jī)器人可以分為 檢索式 和 生成式 。檢索式聊天機(jī)器人的回答是提前定義的，在聊天時(shí)機(jī)器人使用規(guī)則引擎、模式匹配或者機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練好的分類器從知識(shí)庫中挑選一個(gè)最佳的回復(fù)展示給用戶。生成式聊天機(jī)器人不依賴于提前定義的回答，但是在訓(xùn)練機(jī)器人的過程中，需要大量的語料，語料包含上下文聊天信息和回復(fù)。

盡管目前在具體生產(chǎn)環(huán)境中，提供聊天服務(wù)的一般都是基于檢索的聊天機(jī)器人系統(tǒng)，但是基于深度學(xué)習(xí)Seq2Seq模型的出現(xiàn)可能使基于生成的聊天機(jī)器人系統(tǒng)成為主流。

基于功能的聊天機(jī)器人可以分為問答系統(tǒng)、面向任務(wù)的對(duì)話系統(tǒng)、閑聊系統(tǒng)和主動(dòng)推薦系統(tǒng)4種。

目前，對(duì)問答系統(tǒng)和主動(dòng)推薦系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)較為客觀，評(píng)價(jià)方式也相對(duì)成熟。而面向任務(wù)的對(duì)話系統(tǒng)和餡料系統(tǒng)，在給定相同輸入的情況下，系統(tǒng)回復(fù)形式可以多種多樣，對(duì)于用戶的同一輸入，通常有多種合理且數(shù)目不固定的回復(fù)，這使得很難通過一種客觀的機(jī)制對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，所以在評(píng)價(jià)時(shí)需要加入人的主觀判斷作為評(píng)價(jià)的依據(jù)之一。

通常，一個(gè)完整的聊天機(jī)器人系統(tǒng)框架如圖，其主要包含自動(dòng)語音識(shí)別、自然語言理解、對(duì)話管理、自然語言生成、語音合成5個(gè)主要的功能模塊。需要指出的是，并不是所有的聊天機(jī)器人系統(tǒng)都需要語音技術(shù)。
例如，以文字方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的聊天機(jī)器人系統(tǒng)，就不需要自動(dòng)語音識(shí)別模塊和語音合成模塊。

Amazon Lex是一種可以在任何程序中使用語音和文本構(gòu)建對(duì)話界面的服務(wù)。Amazon Lex提供可擴(kuò)展、安全且易于使用的端到端(end2end)解決方案，以構(gòu)建、發(fā)布和監(jiān)控開發(fā)人員發(fā)布的機(jī)器人。下圖展示了聊天機(jī)器人如何通過對(duì)話的方式協(xié)助用戶完成訂花的需求。

另一個(gè)典型的聊天機(jī)器人框架是Facebook的Wit.ai。Wit.ai積累了大量高質(zhì)量的對(duì)話數(shù)據(jù)，有效促進(jìn)了聊天機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展，并通過將人工智能和人類智能結(jié)合，進(jìn)一步提升了聊天機(jī)器人的智能水平。

聊天機(jī)器人的4種分類，包括 問答系統(tǒng)、面向任務(wù)的對(duì)話系統(tǒng)、閑聊系統(tǒng)和主動(dòng)推薦系統(tǒng)。

Siri被定位為面向任務(wù)的對(duì)話系統(tǒng)，為用戶提供打電話、訂餐、訂票、放音樂等服務(wù)。Siri對(duì)接了很多服務(wù)，且設(shè)置了 “兜底” 操作，當(dāng)Siri無法理解用戶的輸入時(shí)就命令搜索引擎返回相關(guān)的服務(wù)。Siri的出現(xiàn)引領(lǐng)了移動(dòng)終端個(gè)人事務(wù)助理的商業(yè)化發(fā)展潮流。

下圖是Siri的技術(shù)框架：

2011年2月，IBM耗資3000萬美元研發(fā)的IBM Watson登上了美國著名智力問答競賽節(jié)目《危險(xiǎn)邊緣》(Jeopardy)，面對(duì)節(jié)目中充滿雙管意思的英文問題，IBM Watson能做出分析并在龐大的自然語言知識(shí)庫中尋找線索，將這些線索組合成答案。最終，IBM Watson壓倒性地優(yōu)勢擊敗了節(jié)目中最聰明的人腦，同時(shí)創(chuàng)下了這個(gè)知識(shí)競賽系列節(jié)目27年歷史上的最高分。IBM Watson作為IBM公司研發(fā)的問答系統(tǒng)，集成了自然語言處理、信息檢索、知識(shí)表示、自動(dòng)推理、機(jī)器學(xué)習(xí)等多項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，形成了假設(shè)認(rèn)知和大規(guī)模的證據(jù)搜集、分析、評(píng)價(jià)的深度問答技術(shù)。IBM Watson可以分析自然語言形式的數(shù)據(jù)，通過大規(guī)模學(xué)習(xí)和推理，為用戶提供個(gè)性化服務(wù)。

2012年7月9日，谷歌發(fā)布了智能個(gè)人助理Google Now。Google Now通過自然語言交互方式為用戶提供頁面搜索、自動(dòng)指令等功能。Allo是谷歌在前述工作的基礎(chǔ)上發(fā)布的語音助手。Allo具備隨時(shí)間推移學(xué)習(xí)用戶行為的能力。

2014年4月2號(hào)

主動(dòng)推薦系統(tǒng)采用的是一種實(shí)現(xiàn)個(gè)性化信息推送的技術(shù)方式。主動(dòng)推薦系統(tǒng)并不需要用戶提供明確的需求，而是通過分析用戶的歷史行為數(shù)據(jù)建立用戶畫像，從而基于用戶畫像主動(dòng)向用戶推薦系統(tǒng)認(rèn)為能夠滿足用戶興趣和需求的信息。在電商購物（如阿里巴巴、亞馬遜）、社交網(wǎng)絡(luò)（如Facebook、微博）、新聞資訊（如今日頭條）、音樂電影（如網(wǎng)易云音樂、豆瓣）等領(lǐng)域均有廣泛而成功的應(yīng)用。主動(dòng)推薦系統(tǒng)本質(zhì)上是一項(xiàng)幫助人們解決信息過載(information overload)問題的工具。所謂信息過載，是指用戶真正需求、真正感興趣的東西被淹沒在其同類物品的海洋里。主動(dòng)的交互方式能夠顯著提升用戶體驗(yàn)，且機(jī)器人主動(dòng)交互的方式更接近真實(shí)的人與人之間的對(duì)話方式，使得對(duì)話更自然。

一種主動(dòng)推薦的方式，是基于 知識(shí)圖譜（Knowledge Graph） 的主動(dòng)推薦系統(tǒng)。例如，在建立音樂領(lǐng)域的主動(dòng)推薦系統(tǒng)時(shí)，可以先建立音樂領(lǐng)域知識(shí)圖譜和用戶知識(shí)圖譜，然后在進(jìn)行用戶信息搜索的過程中建立起用戶的音樂喜好畫像，從而更精準(zhǔn)地對(duì)用戶進(jìn)行音樂推送。

從圖中可看出，在用戶點(diǎn)播歌曲的過程中，主動(dòng)推薦系統(tǒng)可以結(jié)合音樂知識(shí)圖譜、用戶個(gè)人知識(shí)圖譜，以及用戶的歷史對(duì)話數(shù)據(jù)，綜合給出最優(yōu)的音樂推薦。

主動(dòng)推薦系統(tǒng)與問答系統(tǒng)、面向任務(wù)的對(duì)話系統(tǒng)和閑聊系統(tǒng)被認(rèn)為是聊天機(jī)器人產(chǎn)品的4種主要分類。

文字聊天機(jī)器人（文字聊天機(jī)器人喚醒）