Современные роботы позволяют решать широкий спектр задач при совместной деятельности с человеком. При этом робот может получать команды от человека через различные системы управления, а также с помощью естественного языка. Выражения на естественном языке обладают значительной многозначностью (омонимией). В статье показано, какими методами обрабатываются высказывания и решается возникающая омонимия при речевом управлении роботом в естественной или виртуальной среде.
Идентификаторы и классификаторы
Система управления мобильными роботами, разрабатываемая в Курчатовском институте, позволяет человеку взаимодействовать с различными типами подвижных роботов с помощью данных нескольких интерфейсов. Это – регистрация движений глаз, электроэнцефалограмма, а также естественные методы общения – речь и жесты. Предполагается, что человек сможет свободно отдавать роботу команды или описывать обстановку на русском языке, не ограничивая себя фиксированными формулировками. Исследования речевых интерфейсов, соотносящих высказывание с реальным миром, начинаются с проектов типа SHRDLU [1, 2] и в настоящее время представлены широкой областью социальной робототехники [3], где роботы используют естественные средства коммуникации (речь, мимику и жесты), чтобы взаимодействовать с человеком для достижения целей, формирования и выполнения планов, а также выражать и обсуждать эмоциональные состояния робота и человека. В отличие от виртуальных ассистентов (чат-ботов), ориентирующих человека в виртуальном мире или предоставляющих информацию (такую как навигация или прогнозы погоды), роботы не только разделяют с человеком общее проблемное пространство, но и выполняют инструкции человека, либо координируют с ним свою деятельность в этом пространстве. При этом режимы телеуправления, где человек контролирует каждое движение робота, заменяются на режимы постановки целей и общие указания о методах выполнения действия. В этом контексте речь и жесты становятся актуальным средством управления как естественный и привычный человеку интерфейс общения.
Список литературы
1. Winograd T., Flores F. Understanding Computers and Cognition: A New Foundation for Design. Addison- Wesley. 1987. 224 p.
2. Winograd T. Understanding natural language // Cognitive Psychology. 1972. Vol. 3, № 1. P. 1-191.
3. Breazeal C., Takanishi A., Kobayashi T. Social Robots that Interact with People BT - Springer Handbook of Robotics / ed. Siciliano B., Khatib O. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. 2008. P. 1349-1369.
4. Гладкий А.В. Синтаксические структуры естественного языка в автоматизированных системах общения. М.: Наука. 1985. 144 с.
5. Остин Дж. Как совершать действия при помощи слов? // Остин Дж. Избранное. / Пер. с англ. М.: Идея- Пресс. 1999. (Austin J. How To Do Things with Words. - Oxford. Clarendon Press. 1962).
6. Серль Дж.Р. Классификация иллокутивных актов / Пер. с англ. Зарубежная лингвистика. 1999. Т. II. С. 210-228. (Searle J. R. A classification of illocutionary acts // Language in society. 1976. Vol. 5. № 1. P. 1-23.).
7. Vanzo A. et al. Grounded language interpretation of robotic commands through structured learning // Artificial Intelligence. Elsevier B.V. 2020. Vol. 278. P. 103181.
8. Marge M. et al. Spoken language interaction with robots: Recommendations for future research // Computer Speech and Language. Elsevier Ltd, 2021. Vol. 71. July 2021. P. 101255.
9. Mukherjee D. et al. A Survey of Robot Learning Strategies for Human-Robot Collaboration in Industrial Settings // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. Elsevier Ltd. 2022. Vol. 73. October. 2020. P. 102231.
10. Karpov V.E. et al. Architecture of a Wheelchair Control System for Disabled People: Towards Multifunctional Robotic Solution with Neurobiological Interfaces // Sovremennye tehnologii v medicine. 2019. Vol. 11. № 1. P. 90-102. EDN: VSXZVQ
11. Fillmore C.J. The Case for Case // Universals in linguistic theory / ed. Bach E., Harms R.T. New York: Holt, Rinehart & Winston. 1968. P. 1-68.
12. Baker C.F., Fillmore C.J., Lowe J.B. The Berkeley FrameNet Project. 1998.
13. Падучева Е. В. Высказывание и его соотнесенность с действительностью. М.: Эдиториал УРСС. 2001. 288 с.
14. Brown P., Levinson S.C. Politeness: Some Universals in Language Usage (Studies in Interactional Sociolinguistics). Cambridge. 1987. 352 p.
15. Rosch E. et al. Basic objects in natural categories // Cognitive Psychology. 1976. Vol. 8. № 3. P. 382-439.
16. Падучева Е. В. Эгоцентрические единицы языка. ЯСК. 2019. 440 с.
17. Осипов Г. С. и др. Знаковая картина мира субъекта поведения. М.: Физматлит. 2018. 264 с. EDN: YQLJED
18. Abu-Salih B. Domain-specific knowledge graphs: A survey // Journal of Network and Computer Applications. Elsevier Ltd. 2021. Vol. 185. April. P. 103076.
19. Kirrane S.Intelligent software web agents: A gap analysis // Journal of Web Semantics. Elsevier B.V. 2021. Vol. 71. P. 100659.
20. W3C. RDF 1.1 Concepts and Abstract Syntax [Electronic resource]. 2014. URL: https://www.w3.org/TR/rdf11concepts/.
21. Sorokoumov P.S. et al. Robotic Wheelchair Control System for Multimodal Interfaces Based on a Symbolic Model of the World // Smart Electromechanical Systems. 2021. P. 163-183. EDN: GMYVQM
22. Brickley D., Guha R.V. RDF Schema 1.1. 2014.
23. W3C. RDF 1.1 Primer [Electronic resource]. 2014. URL: https://www.w3.org/TR/rdf11-primer/.
24. W3C. RDF Schema 1.1. [Electronic resource]. 2014. URL: https://www.w3.org/TR/rdf-schema/.
25. W3C. RDF 1.1 N-Triples [Electronic resource]. 2014. URL: https://www.w3.org/TR/2014/REC-n-triples-20140225/.
26. Buchanan B.G.Rule Based Expert Systems: The Mycin Experiments of the Stanford Heuristic Programming Project. 1st ed. / ed. Shortliffe E.H. The Addison-Wesley series in artificial intelligence. 1984. 748 p.
27. Rovbo M.A., Sorokoumov P.S. Symbolic Control System for a Mobile Robotic Platform Based on Soar Cognitive Architecture // Smart Electromechanical Systems. 2022. P. 259-275. EDN: FVCKJM
28. Ровбо М. А., Сорокоумов П. С. Знаковая система управления мобильной платформой // Программные продукты и системы. 2021. Т. 4. № 34. С. 543-554.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Рассмотрены основные проблемы, связанные с оперативным выявлением очагов лесных пожаров и сопровождающих их задымлений на основе применения автономных беспилотных летательных аппаратов. Разработан метод поиска лесных пожаров по локально-оптимальному маршруту полета в условиях неопределенности. Сформулирован ряд оригинальных положений математического аппарата нечетких множеств, позволяющих сформировать для автономного беспилотного летательного аппарата эффективную информационно-аналитическую модель ситуационно-командного управления движением по строящемуся в реальном времени маршруту полета. Создана модель представления и обработки знаний, обеспечивающая на ее основе возможность автоматического синтеза логико-трансформационных правил вывода ситуационно-командного управления движением летательного аппарата. Показано, что предложенный принцип построения информационно-аналитической модели позволяет снизить сложность решения задачи выбора эффективных команд за счет существенного сокращения количества сравнений текущей проблемной ситуации на объекте с эталонными проблемными ситуациями в процессе вывода решений.
В статье изложены принципы разработанного алгоритма выявления трендов на основе анализа больших текстовых данных и представления результата в удобных для лиц принимающих решения (ЛПР) форматах, реализованных в системе интеллектуального анализа больших данных iFORA. Дается обзор существующих алгоритмов текстовой аналитики. Излагается предлагаемая и апробированная на десятках реализованных проектов математическая основа для выявления терминов, означающих тренды. Описываются подходы к кластеризации терминов на основе их векторов в пространстве Word2vec. Приводятся примеры двух ключевых визуализаций (семантические, тренд-карты), дающих представление о круге тем и трендах, характеризующих конкретную исследуемую область, как способ адаптации результатов анализа к задачам ЛПР. Обсуждаются ограничения и преимущества использования предложенного подхода для поддержки принятия решений, предлагаются направления для будущих исследований.
. В статье представлены результаты разработки и исследования методов для создания 3D-моделей растений, выращиваемых в условиях in vitro. В комплексе они решают проблемы, возникающие в процессе исследований растений в пробирке, связанные со сложностью структуры растения, возникновением искажений на границах пробирки, ее возможным запотеванием, а также влиянием человеческого фактора. Создан банк из 792 единиц 3D-моделей для растений шести видов, позволяющий проводить имитационные эксперименты для выявления причинно-следственных связей, осуществления прогнозирования и получения новых знаний. Проведена проверка разработанных методов на адекватность. Представлены примеры их использования для конкретного растения.
Многие современные средcтва Машинного обучения (МО) работают недостаточно эффективно, ввиду выраженной нелинейности изменения трафика и нестационарности. В этих условиях выделяется задача прогнозирования признаков приращений (направления изменения) процесса временных рядов. В статье предлагается использовать некоторые результаты теории случайных процессов для быстрой оценки предсказуемости знаков приращений с приемлемой точностью. Предлагаемая процедура представляет собой простое эвристическое правило предсказания приращения двух соседних значений случайной последовательности. Показывается связь данного подхода для временных рядов с известными подходами предсказания двоичных последовательностей. Рассматривается возможность использования опыта прогнозирования абсолютных значений трафика при прогнозировании знака изменения.
В статье представлена облачная платформа IACPaaS, предназначенная для создания интеллектуальных сервисов на основе онтологий, а также концептуальные идеи, лежащие в основе ее разработки. Описаны основные особенности и опыт использования поддерживаемых технологий создания интеллектуальных сервисов различных типов. На платформе реализована развитая инструментальная поддержка разработки всех компонентов интеллектуальных сервисов. Изначально она позиционировалась как среда для создания облачных систем с базами знаний, сейчас же рассматривается как инструментарий разработки программ на основе онтологий, имеющих семантическое представление.
В статье рассмотрены средства концептуального проектирования сложных технических систем. Построена квазиаксиоматическая теория, формализующая процедуры порождения смысла для естественно-языкового описания процесса создания нового технического решения. Введены семантические категории, структуры универсальных множеств, операции сравнения элементов универсума. Описаны типы соединения элементарных подсистем. Предложена формализация процедуры многоуровневого синтеза технической системы с использованием порождающей грамматики над нечеткими структурами. Приведен пример проектирования технического устройства.
Предложен метод сравнения моноинтервальных альтернатив, позволяющий попарно сопоставлять по эффективности альтернативы с произвольными распределениями рисков на интервальных оценках показателей их качества. Применение метода продемонстрировано на примерах. Даны рекомендации по практическому использованию метода.
Описываются методы решения антагонистической игры в условиях нарушения принципов «общих знаний», когда игроки демонстрируют неполные методы возможных решений и соответствующую значимость противоположной стороны. В качестве формальной игровой модели предлагается использовать нечетко-множественные представления оценок возможностей использования игроками их стратегий и соответствующих последствий. Решение задачи основано на преобразовании нечетких оценок возможных результатов решений для каждой ситуации в форму эквивалентного нечеткого количества с треугольной регулируемой аппаратурой. Разработанный метод не накладывает ограничений на вид исходных нечетных данных. Помимо выбора наилучшего решения, повышается его результат и возможности реализации.
Рассматривается задача многокритериального выбора в случае, когда предпочтения лица, принимающего решение (ЛПР), задаются нечетким бинарным отношением второго порядка. Описывается математическое обоснование алгоритма сужения множества Парето на основе нечетких квантов информации о предпочтениях ЛПР. Обсуждаются вопросы оптимизации алгоритма в важных для приложений случаях.
Рассматривается задача многокритериального выбора с числовой векторной функцией на подмножестве векторного пространства в предположении, что ЛПР в процессе выбора использует нечеткое отношение предпочтения. Считается известной информация об этом отношении в виде конечного набора нечетких квантов. Формулируется алгоритм, который за счет этой информации позволяет сузить множество Парето в задаче многокритериального выбора и, тем самым, облегчить окончательный выбор. Работа алгоритма иллюстрируется числовым примером.
Издательство
- Издательство
- ИУ РАН
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 119333, Москва, Вавилова, д.44, кор.2
- Юр. адрес
- 119333, Москва, Вавилова, д.44, кор.2
- ФИО
- Соколов Игорь Анатольевич (Директор)
- E-mail адрес
- frccsc@frccsc.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 1356274