[論文レビュー] A Framework for Creating Natural Language User Interfaces for Action-Based Applications

Stephen Chong, Riccardo Pucella|ArXiv.org|Dec 17, 2004

Semantic Web and Ontologies参考文献 14被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、タイプ論理文法とアクション計算を用いて、アクションベースのアプリケーション向け自然言語ユーザインタフェース（NLUI）を構築するモジュラー枠組みを提示する。自然言語文を、アプリケーション固有の手続きを再利用可能なアプリケーションインタフェース経由で呼び出す実行可能な高階論理式に翻訳することで、最小限のアプリケーション固有コードでモジュラーかつ拡張可能なNLUI開発を可能にする。

ABSTRACT

In this paper we present a framework for creating natural language interfaces to action-based applications. Our framework uses a number of reusable application-independent components, in order to reduce the effort of creating a natural language interface for a given application. Using a type-logical grammar, we first translate natural language sentences into expressions in an extended higher-order logic. These expressions can be seen as executable specifications corresponding to the original sentences. The executable specifications are then interpreted by invoking appropriate procedures provided by the application for which a natural language interface is being created.

研究の動機と目的

• アクションベースのアプリケーション向け自然言語ユーザインタフェース（NLUI）を、各アプリケーションごとに最小限のカスタム開発で構築する課題に対処すること。
• 自然言語処理の論理をアプリケーション固有の機能から分離し、多様なアプリケーション間で再利用可能にする。
• 高階論理に基づくアクション計算を用いて、命令文の形式的で実行可能な意味論を提供すること。
• カテゴリー文法と型付きラムダ計算を用いて、自然言語からアプリケーションレベルのアクションへの合成的かつモジュラーな翻訳を実現すること。
• 標準化されたアプリケーションインタフェース抽象化を通じて、意味的に正確かつ実行可能なNLUIの構築を可能にすること。

提案手法

• 自然言語文を高階論理における中間的意味表現に翻訳するため、カテゴリー文法を用いる。
• 語彙を用いて語をアプリケーションインタフェース操作にリンクさせることで、解析済みの文をアクション計算内の式にマッピングする。アクション計算は、単純型ラムダ計算にアクションを拡張したものである。
• タイプ論理文法を用いて、文の意味が語の意味と文法的構造から合成的に導かれるように保証する。
• アプリケーションインタフェースへの呼び出しにより、得られたアクション計算式を実行して解釈する。これにより、状態を変更する実際の手続きが提供される。
• アプリケーション状態のモデルと、アクション実行を反映する状態遷移ルールの集合を用いて、アクション計算の形式的意味論を定義する。
• 文法解析器とアクション計算インタプリタは、アプリケーションに依存しない汎用的であり、唯一アプリケーション固有となるのは語彙とアプリケーションインタフェースである。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アクションベースのアプリケーション向けに、自然言語文を体系的かつ合成的に実行可能なアクションに翻訳する方法は何か？
• RQ2 NLUI開発におけるモularityを支援する形式的枠組みは何か？ これにより、異なるアプリケーション間で再利用可能なコンponentsを実現できるか？
• RQ3 タイプ論理文法を用いて、自然言語入力から実行可能な指定を生成する方法は何か？
• RQ4 標準化されたアプリケーションインタフェースが、分離されたNLUI開発を可能にする役割は何か？
• RQ5 高階論理に基づくアクション計算を用いて、命令文の意味を形式的に捉え、実行可能にする方法は何か？

主な発見

• この枠組みは、自然言語処理とアプリケーション論理を成功裏に分離し、文法解析器とアクションインタプリタを複数のアプリケーションで再利用可能にしている。
• タイプ論理文法の使用により、文の意味がその部分の意味と文法的構造から合成的に導かれることが保証されている。
• アクション計算は、アプリケーションインタフェース呼び出しにより解釈可能な高階論理式として、自然言語コマンドの形式的で実行可能な表現を提供する。
• この枠組みは、語彙とアプリケーションインタフェースのみをアプリケーションごとにカスタマイズすればよいので、アプリケーション固有コードを最小限に抑えられる。
• アクション計算の形式的意味論により、翻訳された式の実行が、ターゲットアプリケーションにおける意図された状態遷移に正確に対応することが保証されている。
• この枠組みのアーキテクチャにより、GUI、コマンドライン、音声など複数のユーザインタフェースが同じアプリケーションインタフェースを共有でき、インターフェースの再利用と拡張性が促進される。