Einführung Dialogsysteme

Präsentation zum Thema: "Einführung Dialogsysteme"—  Präsentation transkript:

1 Einführung Dialogsysteme
Pit Pletz Oft werden Sprecher dadurch herausgefordert, dass sie Fachmaterial vor einem Publikum vortragen müssen, das nicht mit dem Thema oder dem Vokabular vertraut ist. Das Material kann komplex sein oder voller Details stecken. Um einen technischen Fachbericht effektiver zu präsentieren, verwenden Sie folgende Richtlinien von Dale Carnegie Training®. Bedenken Sie die Dauer der Präsentation und organisieren Sie dementsprechend Ihr Material. Begrenzen Sie die Menge des besprochenen Materials. Teilen Sie Ihre Präsentation in klare Abschnitte auf. Erstellen Sie eine logische Reihenfolge. Behalten Sie dabei Ihren Hauptgedanken bei. Beenden Sie Ihre Präsentation mit einer Zusammenfassung, wiederholen Sie die Schlüsselschritte und einer logischen Folgerung. Bedenken Sie, dass Ihr Publikum mit dem technischen Bereich nicht vertraut ist. Zum Beispiel, stellen Sie sicher, dass die Daten eindeutig und klar sind und die Information relevant ist. Gleichen Sie das Niveau in Bezug auf Detail und Vokabular auf das des Publikums an. Nutzen sie grafische Darstellungen um Schlüsselpunkte visuell zu unterlegen. Gehen Sie auf die Bedürfnisse Ihres Publikums ein und Sie werden ein aufmerksameres Publikum haben. Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

2 Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007
Übersicht Was ist ein Dialogsystem? Verschiedene Dialogsysteme Komponenten eines Dialogsystems In der Eröffnung stellen Sie die Relevanz zwischen dem Thema und Ihr Publikum dar. Geben Sie einen kurzen Überblick über Ihre Präsentation und stellen Sie ihren Wert für Ihr Publikum dar. Beachten Sie das Interesse und die Erfahrung Ihres Publikums bei der Auswahl des Vokabulars, der Beispiele und des grafischen Materials. Fokussieren Sie die Wichtigkeit des Publikums in Bezug auf Ihr Thema und Sie werden aufmerksame Zuhörer haben. Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

3 Was ist ein Dialogsystem?
System zur Kommunikation zwischen Mensch und Computer mittels natürlicher (gesprochener) Sprache Verschiedene Komplexitätsstufen: gesprochene Einzelwortbefehle bis hin zu „natürlichen“ Dialogen Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

4 Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007
Beispiel HAL 9000 Der Computer HAL aus dem Film „2001 Odyssee im Weltraum“ Foto: Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

5 Verschiedene Stufen von Dialogsystemen
• Gerätebedienung – Auto-Bedienungselemente, Hausgeräte, … • Informationsbeschaffung – Auskunfts- und Hilfsysteme (Zugverbindungen, Nachrichten aus Web, Staumeldungen, Börsendaten, Wetter, Notdienste,…) • Beschaffung von Dienstleistungen – Bestellung, Reservierung, Buchung, Weitervermittlung • Kombinierte Aufgaben – Information und Bestellung in einem System – Buchung zweier voneinander abhängiger Dinge wie Mietwagen/Motel Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

6 Verschiedene Stufen von Dialogsystemen
• Komplexe Aufgaben (akademische Systeme) – Überprüfung und Reparatur elektronischer Schaltkreise (Circuit-Fix-It System, Smith Hipp 94) – Planungssysteme (Küchenplanung, Allen et al. 2001) Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

7 Beispiele unterschiedlicher Dialogsysteme
Kommerzielle Systeme: • Philips: Automatische Zugauskunft ( ) • Zugauskunft der Bahn ( ) • Sympalog Kinoprogramm ( ) • Sprachgesteuerte Bedienungselemente im Auto • Online-Banking (NLU, Sparda-Bank Hamburg), • Telefonauskunft und –Weitervermittlung Akademische Systeme: • Eliza (Weizenbaum 1966): Computer als Psychotherapeut („Männer sind alle gleich“) Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

8 Beispiele unterschiedlicher Dialogsysteme
• Sundial (Speech UNderstanding in DIALogue, 91-93): – Flug/Zugreservierung und Anfrage – Kooperative Dialoge mit mehreren Nutzern über Telefon • Fahrstuhlsteuerung (Pinkal, Informatik Univ. SB) • Circuit-Fix-It Shop (Smith Hipp 94): Schaltkreisreparatur • TRAINS (Allen 95): Routenplanung für Transportprobleme Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

9 Komponenten eines Sprachdialogsystems
Mc Tear, Michael F.: „Spoken Dialogue Technology: Enabling the Conversational User Interface“, ACM Computing Surveys 34(1), 2002. • Spracherkennung • Sprachverstehen • Dialogsteuerung • Antwortgenerierung • Sprachsynthese Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

10 Komponenten eines Sprachdialogsystems
Mc Tear, Michael F.: „Spoken Dialogue Technology: Enabling the Conversational User Interface“, ACM Computing Surveys 34(1), 2002. Externe Information / Datenbank Dialogmanager Spracherzeugung Sprachverstehen Sprachsynthese Spracherkennung Physische Ausgabe Schnittstelle Eingabe Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

11 Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007
Dialogsteuerung • Finite-State-basierte Dialogsysteme • Frame-basierte Dialogsysteme • Agenten-basierte Dialogsysteme Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

12 Finite-State-basierte Dialogsysteme
Ausgangspunkt System: Wohin möchten Sie fahren? User: Bremen. System: Haben Sie „Berlin“ gesagt? User: Nein. System: Wohin wollen Sie fahren? System: Haben Sie „Bremen“ gesagt? User: Ja. System: Wann... S: Wohin möchten Sie fahren? Bremen Hamburg Berlin Köln Dresden ... Ziel? ... ... ... ... ... S: Haben Sie „Bremen“ gesagt? Nein Ja Ziel = Bremen! ... Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

13 Frame-basierte Dialogsysteme
System: Was kann ich für Sie tun? User: Ich möchte morgen nach Bremen fahren. System: Von wo möchten Sie morgen, am 28. November, nach Bremen fahren? Start Ziel Reisetag Abfahrt Ankunft Hamburg ? User: Aus Hamburg. System: Sie möchten morgen aus Hamburg nach Bremen fahren. Geben Sie nun bitte noch die gewünschte Abfahrts- oder Ankunftszeit an. Bremen ? User: Ich möchte gerne gegen 19 Uhr ankommen. ? System: Sie möchten morgen aus Hamburg nach Bremen fahren und gegen 19 Uhr in Bremen ankommen. Bitte bestätigen Sie mit „Ja“ oder sagen Sie „Korrektur“. ~ 19.00h ? Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

14 Agentenbasierte Dialogsysteme
• Dialog zwischen intelligenten Agenten, um ein Problem oder eine Aufgabe zu lösen • Verwendung von Techniken aus der KI Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

15 Verschiedene Arten von Wissen
• Dialoggeschichte • Weltwissen • Anwendungsspezifisches Wissen • Benutzerbild • Dialog-Kompetenz Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

16 Arten Dialogsteuerung
Finite-State-basiert Frame-basiert Agenten-basiert Eingabe einzelne Wörter, Phrasen ähnlich natürlicher Sprache vollkommen natürliche Sprache Bestätigung Explizit explizit und implizit „Grounding“: herstellen gemeinsamer Basis Dialog-Initiative System System, teils Benutzer Beliebig Dialogmodell Informationszustände implizit in Dialogzuständen repräsentiert. Kontrolle explizit durch Zustandsdiagramm repräsentiert Explizite Repräsentation von Informationszuständen. Dialogkontrolle durch Kontroll-Algorithmus gesteuert Modellierung von Intentionen, Zielen, Wissenszuständen des Systems. Dialogkontext und –geschichte Benutzermodell Einfach (Erfahrung, Präferenzen des Benutzers) Modellierung von Intentionen, Zielen, Wissenszuständen des Benutzers Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

17 Automatische Spracherkennung
• Digitalisierung • Feature-Extraktion • Klassifikation Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

18 Probleme bei der Spracherkennung
• Linguistische Faktoren • Außerlinguistische Faktoren Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

19 Probleme beim Sprachverstehen
Allgemein • Ambiguität natürlicher Sprache • Schwierigkeiten satzübergreifender Analysen (Anaphern etc.) „Und der nächste?“ • Abdeckungsprobleme formaler Grammatiken bei freiem Input Dialogsysteme • Falsch erkannte Wörter der Spracherkennung • Vielzahl spezieller Phänomene bei echter gesprochener Sprache • Pausen, Zögern, Stottern, Neuanfang, Korrektur • Ungrammatikalische Eingaben „Ich möchte am Mo Dienstag äh nein halt - Mittwoch fahren“ Robustheit und Effizienz als Hauptziele Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

20 Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007
Anworterzeugung • Standardszenario: gewünschte Information aus Hintergrunddatenbank erhalten. – Welche Informationen sollten ausgegeben werden? – Wie soll Information strukturiert werden? – Explizite Wahl der Wörter und der syntaktischen Struktur. Hierbei ist Form der Frage - ggfs. Auch Benutzerbild - zu berücksichtigen. • Einfachste Form: relevante Daten werden in vorgefertigte Satzschemata mit Slots eingesetzt. Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

21 Probleme bei der Antworterzeugung
• Satzübergreifende Antworten • Einbeziehen von Benutzermerkmalen • Spezielle Strategien in Abhängigkeit von der Größe der Antwortmengen Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

22 Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007
Sprachsynthese Einfach: - Vorweg aufgenommene Sprachstücke können verwendet werden. Slots werden ggfs. aufgefüllt Komplex: - „Text-to-speech“ (TTS) Synthese Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

23 Probleme bei der Sprachsynthese
• Probleme der Analyse • Probleme der Sprach-Erzeugung Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

24 Abschluss It‘s hard to recognize speech!
It‘s hard to wreck a nice beach... It‘s hard to recognize speech! Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

25 Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007
Interessante Links: Eliza CSLU Toolkit with RAD Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

26 Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007
Literatur McTear, Michael F.: „Spoken Dialogue Technology: Enabling the Conversational User Interface“, ACM Computing Surveys 34(1), 2002. Jurafsky & Martin: Dialogue and Conversational Agents, in An introduction to Natural Language Processing, Computational Linguistics, and Speech Recognition, Chapter 19, 2005. Schwitter, Rolf: Spoken Language Dialog Systems. Macquarie University, 2004. Carstensen, Kai-Uwe: Dialogsysteme - Natürlichsprachliche Systeme I. Uni Freiburg, 2005. Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007

27 Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007
Vielen Dank! Finden Sie das beste Schlusswort in Bezug auf Ihr Publikum und Ihre Präsentation. Enden Sie mit einer Zusammenfassung, empfehlen Sie eine Strategie, schlagen Sie einen Plan vor und setzen Sie ein Ziel. Halten Sie Ihr Ziel während der gesamten Präsentation im Auge und Sie werden Ihr Vorhaben erreichen. Language Technology - Dialogsysteme - WS 2007