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El proyecto HOPSEnabling an Intelligent Natural Language
Based Hub for the Deployment of Advanced Semantically
Enriched Multi-channel Mass-scale Online Public
Services
http://www.hops-fp6.org/
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Descripción del proyecto
Duración: tres años (2004-2006)Financiación: Sexto programa marco de la Comisión EuropeaObjetivo: facilitar el acceso de los ciudadanos europeos a sus administraciones públicas más cercanas - Desarrollo de una plataforma inteligente que permita al usuario acceder a
- Información y servicios - Mediante teléfono e internet
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Tecnologías
• Portales de voz. Voice XML
• Procesamiento de Lenguaje Natural
• Web Semántica
Lenguas
• Castellano, catalán, italiano e inglés
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Los participantes
Ayuntamiento de Barcelona
Empresa de software inteligente
Empresa de hardware y software
Empresa de aplicaciones
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Los participantes (II)
Ayuntamiento de Torino
Consorcio público de la región de Piamonte
Centro de investigación de Piamonte
En la division R&D de Telecom Italia
Universidad de Torino. Grupo de LN del departamento de IA
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Los participantes (III)
London Borough of Camden
Empresa Runtime Collective
Universidad de Amsterdam. Facultad de ciencias. Departamento de informática aplicada a ciencias sociales.
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Motivación
Habitantes: 900.000 Acceso a la web: 125.000 al mesLlamadas telefónicas: 1,5 millones al año
Habitantes: 200.000Más de 120 lenguas diferentes Acceso a la web: utilización de una taxonomía de servicios estándar en el Reino Unido
Habitantes: 1,5 (4,3 región metropolitana) Acceso a la web: 40.000 diarias - 63 servicios administrativos online Llamadas telefónicas: Más de 4,3 millones al año - Una media de tiempo de espera de 3 segundos
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Arquitectura del Sistema
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Integración de los componentes mediante FADA
La red de FADA no está centralizada
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El módulo de voz
• Sintetizador de texto a voz (TTS) – Speech Sintesis Mark-up Language
• Reconocedor de voz (ASR) – Speech Recognition Grammar Specification
• Intérprete de VoiceXML – Compilador estándard de VoiceXML
• Controlador del Servidor de voz – Controla la interacción entre el TTS, el ASR y el
Intérprete VoiceXML
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El módulo de voz
• Speech Recognition grammars
– Desarrolladas en formato W3C SRGS-XML
– Utilización del mecanismo “garbage”– Utilización de “objetos gramaticales”
(built-in grammars)
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El módulo de voz
–Mapeado conceptos gramaticales a los parámetros utilizados por el controlador de diálogo
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Controladores de voz
• Voice Server- Plataforma Modular para Voice
browsing
• Audio Web Server– Interfaz para conectar Voice
Server con Application Manager
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El módulo de textodel prototipo 1
Analizador left-corner que procesa el texto utilizado por el usuario• Utiliza filtraje top-down
• Realiza el análisis sintáctico y semántico en paralelo
• Utiliza el conocimiento del contexto del diálogo
• Implementado en Prolog
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El módulo de textodel prototipo 1 (II)
•Usa conocimiento específico del dominio
•Representado en la gramática y el léxico
•Utiliza conocimiento del contexto•El parámetro cuyo valor se ha
preguntado al usuario
• Incorpora un mecanismo de “basura”
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El módulo de textodel prototipo 1 (III)
•Gramáticas y léxicos - Gramáticas libres de contexto
incorporan información semántica- Reglas Gramaticales y entradas
léxicas generales para todas las aplicaciones
- Reglas Gramaticales y entradas léxicas específicas para cada aplicación
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El módulo de textodel prototipo 1 (IV)
•La interpretación semántica se basa en lambda calculus
•El resultado de la interpretación semántica es un conjunto de atributos y sus valores
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Integración de voz y texto en el prototipo 1
• Los mensajes del sistema son los mismos
• Las gramáticas y léxicos son los mismos– Representados en diferentes
formalismos– Adaptados a las particularidades de
cada modo (i.e., errores ortográficos)
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Integración de voz y texto en el prototipo 1 (II)
• Los recursos lingüísticos se obtienen del conocimiento de la aplicación– Se pueden utilizar ontologías de
dominio
• El flujo del diálogo se obtiene del conocimiento de la aplicación
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Integración de voz y texto en el prototipo 1 (III)
Los recursos lingüísticos generales se reutilizan – Expresión de parámetros que
aparecen en varias aplicaciones•Fechas•Direcciones•Telefónos•Precios
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El módulo de textodel prototipo 2-3
• Un analizador sintáctico estadístico
• Fácilmente adaptable a lenguas parecidas
• Originariamente en italiano
• Adaptado al castellano, catalán e inglés
• Necesita poca adaptación para nuevos dominios
• Un procesador semántico
• Obtiene un conjunto de pares atributo-valor
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El módulo de web semántica
• Ontología de dominio adaptado a la aplicación
• Se pueden utilizar ontologías ya existentes con los términos del dominio para obtener el vocabulario
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El módulo de web semántica
Ontologías– Creadas con Protégé– Representadas en OWL– Accesibles via KPOntology + Jena– Se consultan con RDQL
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Controladores de la información
• Ontology Manager– Encapsula el acceso a las
ontologías
• Back-end Manager– Accede a los back-ends de los
servicios de cada ciudad
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Controlador de diálogo
• El controlador de diálogo controla la interacción en texto y voz
• Recibe de entrada la interpretación semántica– Un atributo cuyo valor el usuario ha pedido
• Parámetros de salida
– Un conjunto de atributos y sus valores • Parámetros de entrada
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Controlador de diálogo del prototipo 1 y 2
• Basado en un conjunto de estados finitos
• Los diálogos son simples y dirigidos por el sistema– Se le pregunta al usuario la
información necesaria para acceder a la aplicación
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Controlador de diálogo del prototipo 3
• Basado en teoria de los estados de la información (Information state-based theory)
• La interacción es más natural– La iniciativa puede ser del usuario o del
sistema– Se le pregunta al usuario la información
necesaria para acceder a la aplicación• Se le permite cambiar de tema, dar la información
en otro orden• Subdiálogos de confirmación, recuperación de
errores
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Main goals in the design
• Facilitate the incorporation of new services, languages, channels– Separation of the channel-specific,
language-specific and service-specific aspects from the general components
• Flexible communication– Incorporates
• A text processing component• A generic dialogue manager
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The Dialogue Manager
• Main functionalities– Understanding what the user’s intends– Determining what should be next actions– Generating next system sentences
• Supports different types of interactions– System-driven dialogues
• The system asks the user the information needed
– User-driven dialogues • The user takes the initiative
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Different types of services• Transactional services
– The system asks input parameters and answers output parameters
– System-driven dialogues are efficient
• Informational services– The user can give different type of
information to restrict the search– System-driven dialogues may result
unnatural
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THE CULTURAL AGENDA SERVICE
System: Do you know the title of the event, the place of the event, the date of the event or the type of the event?
User: I am looking for classical music concerts
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THE DIALOGUE MODEL
• In finite state models (VoiceXML)– It supports system-driven
communication– Each dialogue state is the result of an
action• Information State Theory
– It supports flexible communication • It defines general dialogue phenomena:
feedback, clarification
– A rich representation of dialogue state• Believes, intentions, plans
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PLANS
• System’s actions are defined in plans• Plans are generated statically when a
new service is incorporated• For each service task there is a plan• The actions of the plan can be
– Simple•Ask, answer, execution
– Compound•A set of simple actions
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THE CULTURAL AGENDA SERVICE
System: Do you know the title of the event, the place of the event, the date of the event or the type of the event?
User: I am looking for classical music concerts
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A plan for the cultural agenda service
User: I am looking for classical music concerts
action ask title unary precondition queryFocus title action ask type unary precondition queryFocus type action ask place unary precondition queryFocus place action ask date unary precondition queryFocus dateaction execution
compoundaction presentresults
System: Do you know the title of the event, the place of the event, the date of the event or the type of the event
action ask queryFocus multiple
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THE LARGE OBJECT COLLECTION SERVICE
System: Are you a particular or a company ?User: A particularSystem: Where do you live?User: 327 DiagonalSystem: Which is your telephone number?User: 932222222System: What do you want to throw out?User: A table
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Sistemes de diàleg a gran escala
• Diferents canals• Diferents llengües• Diferents aplicacions • Certa complexitat• Arquitectura modular i flexible:
distribuïda• Integració de mòduls heterogenis
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Sistemes de diàleg a gran escala (II)
Arquitectures distribuïdes, basades en missatges• Galaxy Communicator Software Infrastructure
(Seneff, Lau and Polifroni, 1999) – Un hub central permet la interacció entre mòduls
• The Open Agent Architecture (Martin, Cheyer and Moran, 1999) – Un unitat central controla agents heterogenis
• The MULTIPLATFORM (Herzog et al, 2004) – Control no centralitzat, comunicació assíncrona
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Sistemes de diàleg a gran escala (III)
• TRIPS: The Rochester Interactive Planning System (Allen et al, 2001)Especialitzat en planificació de tasques– evacuar gent de una illa amb huracan– coordinació de vehicles en una emergencia,…
• COLLLAGEN (Rich, Sidner and Lesh, 2001)– Appicació teoría sobre el discurs col.laboratiu
• GEMINI platform (Hamerich et al, 2004)– Basat en VoiceXML– Facilita la generació de sistemes per
aplicacions
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Rapid Dialogue Prototyping Laboratory
Swiss Federal Institute of Techology of Lausane
– Eines semi-automàtiques
–Genera un model de diàleg per una aplicació concreta en 3 fases:
– Recull corupus de diàleg utilitzant tècnica Wizard of Oz
– Construcció d’un primer model del diàleg utilitzant l’eina Rapid
Dialogue Prototyping
– Implementació i validació del prototipus
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REFERÈNCIES• Allen, J., Byron, D., Dzikovska, M., Ferguson, G., Galescu,
L and Stent, A. (2001) ‘Toward Conversational Human-Computer Interaction’, AI Magazine, vol. 22, no. 4, Winter.
• Araki, M. and Tachibana, K. (2006) ‘Multimodal Dialog Description Language for Rapid System Development’, Workshop Proceedings, the 7th SIGdial Workshop on Discourse and Dialogue, Sidney, Australia.
• Hamerich, W., Schubert, V., Schless, V., Córdoba, R., Pardo, J., D’Haro, L., Kladis, B., Kocsis, O. and Igel, S. (2004) ‘Semi-Automatic Generation of Dialogue Applications in the GEMINI Project’, Workshop Proceedings, SIGdial Workshop on Discourse and Dialogue, Cambridge, USA
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REFERÈNCIES (II)
• Herzog, G., Ndiaye, A., Merten, S., Kirchmann, H., Becker, T., Poller, P. (2004) ‘Large-scale software integration for spoken language and multimodal dialog systems’, Journal of Natural Language Engineering, vol. 10, no. 3-4, September, pp. 283-305.
• Ito, K. (2005) ‘Introducing Multimodal Character Agents into Existing Web applications’, Conference Proceedings, the World Wide Web Conference, Chiba, Japan, pp. 966-967.
• Kumar, S., Cohen, P.R. and Huber, M.J. (2002) ‘Direct Execution of Team Specification in STAPLE, Conference Proceedings, AAMAS Conference, Bologna, Italy, pp. 567- 568.
• Martin, D. L., Cheyer, A. J. and Moran, D. B. (1999) ‘The Open Agent Architecture: A Framework for Building Distributed Software Systems’, Applied Artificial Intelligence, vol. 13, pp. 91-128.
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REFERÈNCIES (III)
• Narayan, M., Williams, C. Perugini, S. and Ramakrishnan, N. (2004) ‘Staging Transformations for Multimodal Web interaction Management’, Conference Proceedings, World Wide Web Conference, New York, USA, pp. 212-223.
• Seneff, S., Lau, R. and Polifroni, J. (1999), ‘Organization, communication and control in the Galaxy-II conversational system’, Conference Proceedings, Eurospeech, Budapest, Hungary, pp. 1271-1274.
• Rich, Ch., Sidner, C. and Lesh, N. (2001) ‘COLLAGEN: Applying Collaborative Discourse Theory to Human-Computer Interaction’, AI Magazine,vol. 22,n 4,15-25.
• Richards, J. and Hanson, V. (2004), ‘Web accessibility: A broader view’ Conference Proceedings, World Wide Web Conference, New York, USA, pp. 72-79.