導(dǎo)語：多輪對話聊天機(jī)器人，作為人工智能的典型應(yīng)用場景，也是一項極具挑戰(zhàn)的任務(wù)，不僅涉及多方面異構(gòu)知識的表示、抽取、推理和應(yīng)用，還涉及包括自然語言理解在內(nèi)的其他人工智能核心技術(shù)的綜合利用

簡介與相關(guān)技術(shù)調(diào)研

目前，多輪對話聊天機(jī)器人已經(jīng)產(chǎn)生了很多應(yīng)用，有萌妹子小冰，有佛法大師賢二，也有應(yīng)用在各行各業(yè)的智能客服。多輪對話聊天機(jī)器人，作為人工智能的典型應(yīng)用場景，也是一項極具挑戰(zhàn)的任務(wù)，不僅涉及多方面異構(gòu)知識的表示、抽取、推理和應(yīng)用（如語言知識、領(lǐng)域知識、常識知識等），還涉及包括自然語言理解在內(nèi)的其他人工智能核心技術(shù)（如用戶畫像、對話管理等）的綜合利用。

實(shí)現(xiàn)對話機(jī)器人常見的方法，可以從最簡單的“關(guān)鍵字匹配”，到最前沿的深度學(xué)習(xí)“端到端生成”應(yīng)答。分別應(yīng)用到不同的場景：閑聊、任務(wù)（垂直領(lǐng)域）、問答（QA）。

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設(shè)計一個聊天機(jī)器人

要想機(jī)器能與人產(chǎn)生對話，那么第一步，就必須先“理解”人說話的內(nèi)容，對于機(jī)器來說，“理解”就是把自然語言轉(zhuǎn)成具有結(jié)構(gòu)化的表達(dá)。機(jī)器解析結(jié)構(gòu)化表達(dá)的內(nèi)容，根據(jù)知識庫（可能是QA對、可能是if-then規(guī)則、可能是業(yè)務(wù)流程等）獲取相應(yīng)的回答。

如下圖，一次對話，就是一個會話的接入，語義理解就是理解人說話的內(nèi)容，應(yīng)答引擎就是根據(jù)理解的內(nèi)容做出的應(yīng)答。

1、語義理解

建立語言模型

因為人類語言的本質(zhì)是為了傳遞人與人之間的信息（意思）。那么，我們可以定義出N種意思分類（意思的種類越多，機(jī)器人的理解能力越強(qiáng)）。所以，一個語言模型就是一個多標(biāo)簽的數(shù)學(xué)模型，把自然語言轉(zhuǎn)成具有結(jié)構(gòu)化的表達(dá)。有以下三個步驟：

1）文本預(yù)處理：切詞、詞向量、詞義消解等（這里內(nèi)容很大，不詳細(xì)介紹）。

2）樣本準(zhǔn)備：抽取一些經(jīng)典的發(fā)言，在我們的myModel平臺進(jìn)行標(biāo)注。

3）序列模型：多標(biāo)簽?zāi)Ｐ?#xff0c;如下圖就是一種CNN與LSTM組合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。

盡管已經(jīng)在一個垂直的領(lǐng)域，而且看似簡單的三步，但是要做一個好的語義理解模型，是非常難的，例如一個小改動導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果差異，可分兩種：

1）一種是句中的詞語位置變了、輔助詞變了，如：“這就是給我的回復(fù)？”與“你們就這么回復(fù)我？”。

2）一種是增加一些無關(guān)核心內(nèi)容的詞，如：“但是我后面沒開掛都被制裁”與“但是我后面沒開掛都被制裁我就想不通了”。

備注：增加更多有標(biāo)注的樣本量、基于大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練的模型（如BERT等）二次訓(xùn)練、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)增加attention、結(jié)合知識庫等，都是一些優(yōu)化的手段。

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語言模型在系統(tǒng)中的應(yīng)用

理解用戶說話的意思，我們分為了三層：第一層，是理解當(dāng)前聊天處于哪一個話題，有沒有切換話題；第二層，是理解具體的內(nèi)容，含有意圖與實(shí)體；第三層，是理解當(dāng)前發(fā)言的情感，跟蹤用戶的情緒變化。

1）?話題模型（Topic模型）

在我們系統(tǒng)中，它是一個分類模型，與后面的應(yīng)答引擎是有對應(yīng)的關(guān)系，根據(jù)不同的話題，進(jìn)入不同的業(yè)務(wù)流程，所以模型的標(biāo)簽的業(yè)務(wù)的分類。

2）?意圖理解（Act-Slot模型、Value模型）

A.? ?Act-Slot模型

在我們系統(tǒng)中，它是一個多標(biāo)簽?zāi)Ｐ?#xff0c;相同一句話，不同的角度，有不同的理解。所以，模型的標(biāo)簽是意圖與實(shí)體類型，如下圖的“inform,QQ”。

例如，在具體的項目中，我們定義了：

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B.? ??Value模型

在我們系統(tǒng)中，獲取到用戶發(fā)言的Act-Slot之后，根據(jù)Act-Slot的意圖，得到其相對應(yīng)的實(shí)體值。總共設(shè)計了三種方法以獲取不同類型的Value，方法如下：

• 正則表達(dá)式：如抽取時間、等級等有一定格式的實(shí)體。

• 詞庫對比：如安圖恩等游戲?qū)Ｓ性~匯。

• LSTM模型：當(dāng)句式中不明顯表達(dá)實(shí)體時，將通過模型分到6類中：

  • ENV：涉及到電腦環(huán)境相關(guān)信息。

  • ?MAPID：涉及到地圖相關(guān)信息。

  • ROLE：涉及到角色相關(guān)信息。

  • TEAM：涉及到組隊相關(guān)信息。

  • ?LOGIN：涉及到登錄相關(guān)信息。

  • EQUIP：涉及到裝備相關(guān)信息。

備注：并非所有聊天機(jī)器人都這么設(shè)計，有些系統(tǒng)會把意圖作為一個模型，實(shí)體與value作為一個模型。

3）?情感模型

在我們系統(tǒng)中，它是一個分類模型，把用戶的發(fā)言分為了以下幾種不同級別的情緒（標(biāo)簽）：臟話、生氣、平和、贊揚(yáng)。

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2、應(yīng)答引擎

定義業(yè)務(wù)描述語言

為了能快速接入各種服務(wù)，基于XML描述語言，定義了一套業(yè)務(wù)流程的描述語言?？偣卜譃槿龑?#xff0c;最底層是基礎(chǔ)流程控制單元，如分支if、循環(huán)while、順序sequence、并行parallel；第二層，是每個話題都需要的通用組件，如詢問QQ號、游戲名、情緒安撫等；最頂層是具體的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)，如裝備找回流程、被盜處理流程等。

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例子：獲取QQ號與大區(qū)號流程。

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業(yè)務(wù)流程控制引擎

如下圖所示，有Task1到Task5，共5個業(yè)務(wù)流程（業(yè)務(wù)應(yīng)用），這些業(yè)務(wù)流程可以使用上述描述語言刻畫出來。而下圖中涉及到的為上述語言的解析過程。

話題切換監(jiān)聽器：作為旁路分類模型，用于跟蹤聊天話題的切換。以用戶發(fā)言為輸入，輸出1、2、3、4、5，分別代表Task1，Task2 …. Task5。（用戶每次輸入，都會有一次判斷，反映話題是否有變化與切換到哪一個Task）

會話信息：表示在對話當(dāng)抽取出來的上下文信息，局部信息表示在本Task可見，全局信息表示所有Task可見。

狀態(tài)：表示Task運(yùn)行狀態(tài)。而流程中斷的位置，并非所有位置都可以中斷，如下圖標(biāo)記紅點(diǎn)的是可被中斷（當(dāng)運(yùn)行到有標(biāo)記紅的地方，就會請求“話題切換監(jiān)聽器”，當(dāng)前是否有話題變化）。

• ?掛起：表示當(dāng)前流程暫停（如下圖，P2表示Task1中的第二個點(diǎn)掛起）

• 未激活：“-”表示該Task沒有啟動過。

• 激活：Running表示正處于該Task的流程中。

• 結(jié)束：Close表示該Task已結(jié)束。

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備注：每一個紅點(diǎn)的地方，都可能由于用戶發(fā)言導(dǎo)致切換到另一個Task流程中。會話開始時，會根據(jù)“起始問題識別”，得到需要走哪一個Task，作為起始Task。在起始Task流程中，如果遇到紅點(diǎn)的地方，并且話題切換監(jiān)聽到需要轉(zhuǎn)到另外的Task，剛切換到新的Task流程，新流程走完后再回到切換話題的斷點(diǎn)處，繼續(xù)原流程一直走完。

一個業(yè)務(wù)流程例子

例子：假設(shè)有四個業(yè)務(wù)流程Task，每個流程都根據(jù)流程控制單元畫出相應(yīng)的流程圖。

• Task1為“處罰查詢”流程。

• Task2為“處罰申訴”流程。

• Task3為“修改密碼”流程。

• Task4為“實(shí)名驗證”流程。

備注：每個Task都可以單獨(dú)由“起始問題識別”觸發(fā)，也可以如下例子嵌套對話。

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TP小天

對話是一種比網(wǎng)頁或APP更自由的表達(dá)形式，用戶有了主動表達(dá)訴求的空間，可以實(shí)現(xiàn)有別于網(wǎng)頁或APP的一些特殊功能：用戶安全教育、輿論監(jiān)控、信息收集。

根據(jù)上述的機(jī)器人設(shè)計方法，我們設(shè)計了TP小天，用戶可以通過游戲安全中心公眾號，咨詢游戲安全相關(guān)的信息。如下圖所示，已經(jīng)接入了處罰查詢、申訴、舉報、帳號凍結(jié)等游戲安全功能與話題。

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在實(shí)戰(zhàn)中，一個可運(yùn)營的聊天機(jī)器人，還會涉及到很多其它的內(nèi)容，如何提升語義理解的豐富性、大樣本推薦標(biāo)注、FAQ應(yīng)答、快速可配置修正、對話生成多樣性、閑聊等等。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的上篇 | 如何设计一个多轮对话机器人的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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