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iRobot——一种基于类自然语言人机交互系统的初步研究与实现

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第一章绪论

第二章前期工作简介

第一节从逻辑系统到知识系统

第二节信息处理系统和基于agent的意识工程

第三节人工系统的学习问题

本章小结

参考文献

第三章本文关于AI研究的一些基本想法以及iRobot研究的意义和重要性

第四章iRobot的基本功能及程序简介

第五章未来的iRobot

全文总结

附录Ⅰ一段用于用户输入信息简单统计的程序

附录Ⅱ对整型算术表达式进行辨识的程序

附录Ⅲ将用户当前输入加到WorkSpace中

附录Ⅳ用于组成连接情况检查的递归调用程序

附：博士期间发表的论文

致谢

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摘要

本文大致可以分为三个部分。 第一部分主要对人工智能研究的过去和近来一些与自然语言处理有关的人机交互系统研究的发展做一个简要的回顾。该历史回顾是简单的是因为，作为一个交叉性很强的有着非常丰富研究内容的领域，要在有限的篇幅里对人工智能所涉及研究的方方面面都做一个详细的讨论几乎是不可能的，而且也没有多大必要。为了有所侧重，对近来在基于自然语言人机交互系统研究方面所取得的一些进展做一个简单回顾是有必要的，因为本文所实现的系统就属于这样的类型。在此基础上，通过与Brooks关于人工智能研究思想的简单比较，引出我们关于人工智能研究的一些想法以及全文的安排。 第二部分给出的主要是我们在理论研究方面所做的一些工作。为了便于比较，这里首先介绍的是Albus所提出的意识工程思想以及他为此所做的一些工作，随后再逐步地介绍我们的一些思想与工作。在这一研究过程中，我们并不急于否定传统人工智能研究思想中的一些重要理论或思想(如知识表示)，而关心如何在当前的研究中很好地借鉴它们。比如，这里在早期提出的一种agent形式化模型基础上，提出了agent自我对外统一对内分离的观点，并给出了一种相应的基于表达的agent自我协商模型。鉴于人的自我需要与愿望就表现出多重性特征，它有望为agent提供一种更贴切的形式化模型。又比如，我们通过对意识系统的决策与行为特征进行分析指出，纯粹的逻辑系统并不适合用于agent的决策和行为，它应该包含于某种知识系统中。为此，我们特别对极小模态逻辑系统K进行扩充而得到一个知识系统KK，它能很好地解决这一问题。从另一个角度看，结合我们提出的依据真假概念，它至少能很好地避免逻辑全知问题。加上我们后面提出的意识信息空间同构等概念，它们都会为agent形式化模型的构建与完善带来一定的促进作用。 然而，如一些学者所指出的，人工智能的理论研究要相对滞后于实践，这也使得后者对当前人工智能研究具有更重要的意义。勇于将我们的理论研究付诸实践的结果便是以类自然语言为媒介的人机交互系统iRobot的开发，尽管它的功能离大家的预期可能相距甚远。从第三章开始，本文将着重阐述开发iRobot的意义、功能及其特点，而这即是第三部分的主要内容。其中所说的类自然语言是模仿英语定义出来的，虽说它语法简单且词汇量非常有限(可以不断扩充)，有些地方还存在很大的差距，但它在使用形式上和自然语言有相似之处。不仅如此，我们还成功赋予它有限的基于概念和定义方式进行简单示教学习的能力。因此，它的开发本身就是具有较重要意义的创新性研究成果。与国外一些类似系统相比，它也有自己的一些特点。比如说，它更关心自然语言的特点及其应用问题，对自然语言中广泛存在的“the”、“an”和“of”等的准确把握与运用，向人们展示它可以拥有更多自然语言的特点。鉴于它还是一个具有实时性特点的系统，它在实时性和智能要求比较高的机器人控制或其他语言化人机交互领域将有着十分广阔的应用前景。 另外，文后还附上了文中提到的几个程序，供大家参考(更多的程序这里从略)。由于开发时间有限，本系统还有许多地方有待完善，其中一些工作已在进行中。当然，由于本人能力比较有限，所以非常希望听到更多专家们的意见。

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