Что такое компьютерное моделирование речевой коммуникации

Обновлено: 14.01.2025

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Клёсова Юлия Викторовна, Шаврин Сергей Сергеевич

Текст научной работы на тему «Компьютерное моделирование метода распознавания речи для организации речевого канала в авиационных системах»

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДА РАСПОЗНАВАНИЯ РЕЧИ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ РЕЧЕВОГО КАНАЛА В АВИАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Все вышеуказанные особенности: ограниченность словаря, определенный порядок слов в предложении - открывают возможность для реализации в рамках авиационного радиообмена метода распознавания речи. Усталость, накапливаясь, влияет на работоспособность человека. Отсюда появляются ошибки, связанные с чтением и восприятием информации от источника. Распознавание речи системой позволит повысить эффективность ввода информации, поскольку уменьшается нагрузка на операторов (при занятости рук и глаз для человека предпочтительней речевой ввод).

Приведена компьютерная модель исследования качества распознавания речи на примере текстового фрагмента, показан дополнительный сценарий применения системы, а также приводятся результаты моделирования по данной схеме.

Клёсова Юлия Викторовна,

Шаврин Сергей Сергеевич,

д.т.н, профессор кафедры МТС МТУСИ,

Ключевые слова: авиационная электросвязь, речевая коммуникация, распознавание речи, синтез речи, имитационное моделирование.

Клёсова Ю.В., Шаврин С.С. Компьютерное моделирование метода распознавания речи для организации речевого канала в авиационных системах // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2016. - Том 10. - №5. - С. 54-59.

Klesova Ju.V., Shavrin S.S. Applications of speech recognition in aeronautical telecommunications. T-Comm. 2016. Vol. 10. No.5, рр. 54-59.

Всемирная практика такова, что голосовые данные перелаются при помощи амплитудной модуляции. По сравнению с аналоговыми, цифровые средства вещания имеют ряд существенных технических преимуществ: более эффективное использование радиочастотного спектра, меньшие требуемые мощности передатчиков при одинаковой зоне обслуживания и более высокая степень устойчивости к акустическим шумам [3]. Необходимость перехода на цифровые системы приема и передачи речевой информации обусловлена высоким темпом развития цифровых технологий и тенденцией к объединению передачи телеметрических данных (скорость, координаты, курс и проч.) и связи «воздух-земля». Интеграционные процессы позволят отдалить появление трудностей, связанных с недостатком частот во всех диапазонах спектра, поскольку увеличение объема воздушных перевозок приводит к увеличению спроса на использование частотного ресурса всеми пользователями и радиослужбами.

В рамках УКВ ЛПД режима 4 возможно организовать передачу речевых данных цифровыми методами. Основные достоинства режима 4 заключаются в следующем [4]:

1, Получение информации о самолетах без использования системы радаров, за счет создания самоорганизующейся сеги АЗП-В обмена телекоммуникационными данными самими летательными аппаратами [5],

3, Информация обновляется в режиме реального времени.

Исходные данные УКВ ЛПД режима 4 следующие:

!. Скорость цифрового потока - 19,2 кбит/с;

2. Ширина полосы канала—25 кГц;

3. Коэффициент ошибок (BI2R - bit error rate) - Юе-4;

4. Модуляция - GFSK.

В случае спокойной воздушной обстановки и отсутствия угроз, правила ведения радиообмена отражены в стандарте радиообмена ИКАО Doc 9432 «Manual of Radiotelephопу» [2]. Фразеология, разработанная ИКАО, предназначена для использования в большинстве новее-дневных ситуаций, но предусмотреть фразеологию на все случаи, которые могут возникнуть, не представляется возможным. И, тем не менее, использование разговорного языка в случаях, когда отсутствует уместная стандартная фразеология, не дает права иа искажение порядка ведения радиообмена ненормативной лексикой. Специфика области применения требует придерживаться основных свойств речевого радиообмена в авиации - Ясности, лаконичности и однозначности.

Средства воздушной и наземной связи обеспечивают постоянно действующей радиосвязью по каналам «дис-иетчер-борт» экипажи всех воздушных судов, осуществляют трансляцию радиолокационных данных в центры управления воздушным движением (УВД), поддерживают связь между диспетчерами и техническим персоналом служб аэропорта.

В действующей модели УВД приоритет отдан человеку - диспетчеру. Безопасность воздушного движения полностью определяется способностью диспетчера обнаружить и своевременно Предпринять меры до того момента, когда ошибка повлечет за собой нештатную ситуацию, а в случае ее необнаружения - опасные последствия. Именно действия диспетчера УВД (умение предвидеть, обнаружить и контролировать факторы угрозы) являются опре-

деляющей возможностью предотвратить опасные последствия. Посредством радиообмена диспетчер осуществляет передачу указаний на борт ВС, а также ведет наблюдение за движением ВС в общем воздушном пространстве.

Авиационное наблюдение позволяет определять, отслеживать и обновлять информацию о местоположений ВС, От точности этой информации зависит, соблюдаются или нет нормы эшелонирования (минимально возможное расстояние между ВС), а также возможность максимально эффективного использования участка воздушного пространства. Функция наблюдения позволяет прогнозировать любые отклонения при следовании по маршруту, выдержке заданного эшелона и, таким образом, играет ключевую роль в обеспечении безопасности полетов. Информация и указания, передаваемые на борт диспетчером, позволяют экипажу ВС знать воздушную обстановку (так называемая «ситуационная осведомленность») что, в свою очередь, является важным для обеспечения безопасной эксплуатации ВС.

Системы распознавания речи (СРР) делятся на два типа: системы распознавания слитной речи и системы распознавания изолированной речи. Первые способны извлекать информацию из естественно произнесенной речи, то есть непрерывных последовательностей слов. Эти системы ПОЗВОЛЯЮТ минимизировать дискомфорт, возникающий при раздельном произнесении слов. Системам распознавания изолированной речи требуются короткие паузы после каждого высказывания.

В настоящее время уровень технологий распознавания русской речи уступает аналогичным показателям для других языков, например, для английского. Согласно |7], причин тому несколько:

- произвольный порядок слов и высокая флективность (большое количество словоформ) русского языка, затрудняющих его автоматическое распознавание;

- отсутствие/труднодоступность русских языковых ресурсов (т.н. корпусов русского языка);

- сравнительно малый объем рынка отечественных разработок в данной области. Достоверность распознавания речи с увеличением объема словаря уменьшается, однако для узкоспециализированного словаря разборчивость речи будет выше, чем для широкого словаря.

Для получения количественной оценки качества распознавания речи в |8| была предложена компьютерная модель, показанная на рис. I.

На рисунке 1 приведена схема компьютерного моделирования метода распознавание-синтез, предложенная. В этой схеме акустическое речевое колебание преобразуется в текст и в двоичном виде передается на вход модулятора. Далее — на вход приемопередатчика (транспонде-ра), который должен иметь каждый участник информационного обмена.

Рис. 1. Компьютерная модель исследования достоверности распознавания и синтеза речи

t полета [WHHÎ ВЗОР (РП) БВС 04 (ПТ£РО) БВС 3» [Supeicam) БВС 05 (ворон) 511 <АН-2) ЯСТРЕБ (СПДГ) АРЕНА (ВЦПС)

00-3 вЗОР,4 ИЮНЯ 2015 ГОДА, МОСКОВСКОЕ ВРЕМЯ---- .НАЧИНАЕМ ПОИСКОВО-СПАСАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ, ЭКИПАЖИ И ВЦПС ДОЛОЖИТЕ ОБ ИСПРАВНОСТИ АЗН-В И ГОТОВНОСТИ к ВЫ/IE ГУ

БВС 04, РАЙОН ПОИСКА 631Е В ПРОГРАММУ АВТОПИЛОТА ЗАГРУЖЕН, АЗНв ВКЛЮЧЕН, И СП РАВЕН, К ВЫЛЕТУ готов. БВС 3S0, РАЙОН ПОИСКА Б31Д В ПРОГРАММУ АВТОПИЛОТА ЗАГРУЖЕН, АЗН в ВКЛЮЧЕН, ИСПРАВЕН, К ВЫЛЕТУ ГОТОВ БВС 005, АЗН В ВКЛЮЧЕН. ИСПРАВЕН, К ВЗЛЕТУ ГОТОВ, К ПРИЕМУ ИНФОРМАЦИИ ПО ПРОГРАММЕ ПОЛЕТА ГОТОВ 511 АЗН В ВКЛЮЧЕН. ИСПРАВЕН. С ПДГ НА БОРТУ, К ВЫЛЕТУ готов АРЕНА вЗОРУ. АЗН-В ВКЛЮЧЕН, ИСПРАВЕН, ВЦПС К НАЧАЛУ ПСР готов

00-1 БВС 04. БВС 3SO. БВС OOS ЗАПУСК, БВС 04 ВЗЛЕТ ПО готовности, ОСТАЛЬНЫМ ПО КОМАНДЕ

БВС 04 ПОНЯЛ ЗАПУСК, ВЗЛЕТ ПО готовности ЬВС 350 ПОНЯЛ ЗАПУСК, ВЗЛЕТ ПО КОМАНДЕ БВС 005 ПОНЯЛ ЗАПУСК, ВЗЛЕТ ПО КОМАНДЕ

Рис. 2, Исходный фрагмент текста.

Взор 4 июня 2015 года. Московское время 18:59. f 1ачннаем поисково-спасательные работы, экипажи и BI U 1С доложите об исправности A3II1Ï и готовности к вылету БВС CÇjl район поиска ЬдЗ t]E. I I Цршрамму автопилота загружен A3 H В включен, исправен к вылету готов. БВС 350 район поиска Бд31 Д. В программу автопилота -загружен АЗПВ включен, ис и равен к вылету готов. БВС (Д>5, [занимаю! включен, исправен к вылету готов к приему информации!ПО программе полета готов. 511-й АЗНВ включен, исправен СГ1ДГ па борту к вылету готов. арена[ взо pv]A3HB включен, исправен ВЦПС к началу IICP готов БВС 0tj4 BBC35(faEBQa 0g)5. Запуск БВС 0Q4 ЕППготовности остальным по команде БВС (04. Понял запуск. Вздет [ПО] готовности БВС 350. Понял запуск. Взлет по команде БВС (0)5 понял запуск. Взлет по команде.

Рис. 3. Текст, распознанный модулем распознавания речи на передающей стороне. Красным выделены ошибки распознавания

Возможна реализация дублирования речевой информации в виде текста на мониторе в кабине пилота или па экране диспетчера. Эта функция может быть полезна в зашум-ленной обстановке, при сбоях голосовой линии связи, по-

скольку уменьшает необходимость диспетчера/пилота переспрашивать и уточнять команды и указания. Речевая информация интегрируется в существующий стандарт авиационной связи УКВ ЛПД режима 4.

При анализе речевой линии связи полагается, что человек в секунду произносит 1 слово из 6 букв, что эквивалентно 48 битам информации в секунду. На скорости 19200 бит в секунду алгоритм позволяет реализовать до 400 итераций передаваемого символа. Например, достаточно всего 50 кратного значения для достижения 99,9% достоверности. Таким образом, за счет использования СРР возможна

организация 8 каналов вместо одного (при традиционной ЛМ) для передачи речевых данных. Ниже будут рассмотрены результаты экспериментов на примере реального радиообмена между экипажами и диспетчером. Полученные результаты - это принятый текст, прошедший через все этапы преобразований, или же текстовый аналог того, что услышит оператор на приеме.

В данном случае ошибками считаются отсутствие пробелов или наличие лишних пробелов, подмена или пропуск буквы/слова, неправильный регистр, отсутствие необходимых знаков препинания или наличие лишних знаков препинания. Несмотря на то, что необходимый словарь - слова, словосочетания, лексемы - разрабатывается заранее, тем не менее, существует вероятность появления нештатной ситуации (чрезвычайная ситуация на борту ВС), в которой радиообмен между экипажем ВС и диспетчером может выйти за рамки корпоративной коммуникации. И в этом случае речь теряет свою нейтральность и спокойствие, приобретая эмоциональную окрашенность говорящего и использование ненормируемой лексики. Как видно из текста, ошибки распознавания здесь вносит не среда распространения, а сама система распознавания речи, требующая более тщательного обучения.

На рис. 4-6 показаны результаты моделирования при ОСШ = -3 дБ, когда мощность шума в два раза превышает мощность полезного сигнала, и при использовании алгоритма повышения помехоустойчивости. Система связи с таким низким показателем ОСШ, как правило, не допускается к эксплуатации (согласно ГОСТ27285-87: минимальным условием для выработки сигнала «отказ кодека» является снижение отношения сигнал/шум до 22 дБ), однако полученные результаты даже для такого случая отражают лишь преимущества предлагаемого метода.

файл Правка у,-л застройки ¿правка

Ins Win 65001 (UTf-S) без BOM

Рис. 4. Текст при ОСШ = -3 дБ и N=10 раз

Файл Правил Ъги НАСТРОЙ** Справка

SU —А А H • < включен, иглрдлсн СПЛГ мл Порту 1С ишнту гйтйй. APF.HA в я пру А^НЙ Грключей. испрлнкн ЕЩПС к илчялу ПСР

ГОТОВ Б ВС 0. 4 ВВС 350. вес. 0:05. Запуск БВС 0. 4 за готовности осталвныч ло команде евс 0. 4. Понял запуск, взлет ПО готовности ЕВС 350. Поннл запуск. Взлет по команде 0:05 понял запуск. Взлет ло команде.

Ire W.n 6S001 (UTF-S) без BOM

Рис, 5. Текст при ОСШ = -3 дБ и N=30 раз. Количество ошибочных символов - 3

взор 4 июня 2015 года, московское время 18:59. начинаем поисково-спасательные расоты. экипажи и ВЦПС доложите ОО исправности АЗНВ и готовности к вылету ВВС 0. 4 район поиска Б■ 31. Б. Программу автопилота загружен АЗНВ включен, исправен к вылету готов. ЕВС 350 район поиска Б. 31 я. в программу автопилота зат-ружГн|АЭнв включен, исправен к

вылету готов. ВВС 0:05. запиши> вхлхчен, исправен к вылету готов к приему . программ полета готов.

по готовности ВВС 350. понял запуск, взлет по команде ^вс р:05 понял запуск, взлет по команде.|

1гв Win 6W01 (UTF-S) без вом

Рис. 6. Текст при ОСШ = -3 дБ и N=50 раз. Количество ошибочных символов - О

На рисунке 6 видно, что ошибки, обнаруженные на рисунке 5, исправлены и текст полностью соответствует исходному. Однако алгоритм не позволяет исправлять ошибки распознавания на передающей стороне. Чтобы минимизировать эти ошибки, необходимо более тщательно обучать систему распознавания речи на большом количестве материала.

На рисунке 7 приведен график, из которого ясно видно, что качество (достоверность) принятой информации прямо Пропорциональна количеству итераций передаваемых символов.

Рис. 7. График зависимости количества ошибочно принятых символов от количества итераций

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Оператор БПЛА в наземном пункте управления (НПУ) осуществляет выдачу указаний. При этом преобразование аналогового голоса в цифровой реализуется здесь же, в режиме реального времени. В эфир на борт БПЛА передается цифровой сигнал. Одновременно БПЛА наблюдает на экране диспетчер пункта управления воздушным движением (УВД). Диспетчер УВД может принимать синтезированный на борту БПЛА голос оператора БПЛА. На рис. 8 показан рассматриваемый сценарий.

Повышение уровня разборчивости возможно благодаря дублированию речевой информации в виде текста на экране в кабине нилота или на экране диспетчера. Для эффективного использования систем распознавания речи в авионике необходимо учитывать факторы, влияющие на достоверность распознавания. Относительно области применения -это шумовой фон, искажающий речь: со стороны человеческого фактора - это ошибки коартикуляции, паузы хезита-ции и ненормированная лексика в чрезвычайной ситуации. На эффективность распознавания влияет размер словаря, время, необходимое на обработку введенных данных и представление результатов в визуальном/речевом виде, т.н. обратная связь. Развивая идею создания системы распознавания и синтеза речи на базе авиационного протокола передачи данных, можно надеяться па расширение областей применения речевого ввода в будущем.

1. Мапъковская Т.А. Англо-русские соответствия в языковой структуре радиообмена в режиме общения пилот-авиадиспетчер, дис. на соиск. учен. степ. канд. филолог, наук: (10.02.20)/ Мальков-екая Татьяна Александровна; Пятигорский госуд. Лингвистич. ун-т. - Пятигорск, 2004. - 163 с.

2. Doc 9432 - 2007. Издание четвертое. Руководство по радиотелефонной связи.

3. Рихтер С.Г, Цифровое радиовещание. - М.: Горячая линия -Телеком, 2008. 352 с.

4. Кяёсова Ю.В.. Татарчук И,А,. Кулаков М.С. Перспективные технологии в авиации на базе ОВЧ ЛПД Режима 4 II T-Comm: Телекоммуникации и транспорт, 2015. - Том 9. - No8. - С, 63-67,

5. Кулаков М.С. Анализ особенностей функционирования мобильных самоорганизующихся сетей MANET на уровне доступа к среде MAC // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2014. Т. 8. № 10. С. 39-42.

6. Рабинер Л.Р., Шафер Р.В. Цифровая обработка речевых сигналов. - М.: Радио и связь, 1981.-495 с.

7. Кибкало А.А.. Данилов А.Г. и др. Экспериментальная оценка качества распознавания разговорной русской речи // Речевые технологии. - 2012. 4. - С.23-33.

APPLICATIONS OF SPEECH RECOGNITION IN AERONAUTICAL TELECOMMUNICATIONS

Klesova Julia Victorovna,

postgraduate student of the department of Multichannel Telecommunication Systems MTUCI, Moscow, Russia,

Voice communication systems are used when an air traffic controller/pilot needs to pass command signals to confirm or pay attention the received message. So, activities of the air traffic controllers and pilots is directly related to the flight safety and efficiency of airlift. Air traffic controller and pilots try to follow the specific terminology (thesaurus) for increase the probability of a correct understanding (recognition) of speech. In [2], there are specific procedure for negotiations by radio, describes some especially use of special terminology and reflects the peculiarities of the voice message. All this is designed to streamline and reduce the transmission time of reference, as well as increase the reliability of radio communication.

Keywords: speech communication, aeronautical telecommunications, speech recognition, simulation. References

Краткое описание направления
Направление сформировалось на основе научных школ: деривационной лингвистики д.ф.н., профессора Л.Н. Мурзина, функциональной стилистики д.ф.н., профессора М.Н. Кожиной, психолингвистики д.ф.н., профессора Л.В. Сахарного и д.ф.н., профессора А.С. Штерн. Сочетание формального подхода с функциональным, внимания к дискурсу с экспериментальным исследованием языковой способности позволяет выстраивать объемные модели речевой коммуникации в процессе социального взаимодействия. Д.ф.н., профессор В.А. Салимовский, представляющий школу функциональной стилистики, разрабатывает теорию речевого общения применительно к различным типам дискурса. Д.ф.н., профессор В.А. Мишланов продолжает исследовательские традиции Л.Н. Мурзина и развивает динамическую лингвистику на материале изучения дискурса и синтаксиса современных и древних славянских языков. Д.ф.н., профессор И.Г. Овчинникова занимается психолингвистикой и компьютерным моделированием языковой способности и речевой деятельности. С созданием кафедры речевой коммуникации и началом обучения студентов по специальности «Теоретическая и прикладная лингвистика» появилась возможность проводить полномасштабные исследования и внедрять полученные результаты в учебный процесс.
Объект исследования – речевая деятельность как один из компонентов социального взаимодействия. Предмет исследования – психолингвистическое обеспечение речевой деятельности, механизмы речи и коммуникации.
Основные проблемы, на решение которых направлена деятельность научного коллектива:
– выявление специфики механизмов речи (ассоциативный механизм; нейропсихологический механизм; перцептивный механизм и др.);
– их описание в различных аспектах (функциональном, психолингвистическом, когнитивном);
– выявление этапов овладения языком (родным и неродными) и характеристика различных типов билингвизма;
создание баз данных и тезаурусов языкового материала, позволяющих систематизировать его и сохранять для исследователей;
– моделирование различных аспектов речевой деятельности (формальные и воспроизводящие модели).

Избранные публикации, характеризующие направление
1. Овчинникова И.Г., Угланова И.А.Компьютерное моделирование вербальной коммуникации. М.: Наука: Флинта, 2008. 140 с.
2. Овчинникова И.Г.Коммуникация, ситуация, событие сквозь призму повествования // Психология, лингвистика и междисциплинарные связи. М: Смысл, 2008. С. 39–59.
3. Овчинникова И.Г.Экспертиза эффективности содержания текстов региональных СМИ. Пермь: ПГУ, 2007.215 с.
4. Ovchinnikova I. G.Slips of the tongue in children’s narratives: connectionists interpretation // Psychology of Language and Communication, 2007, 11(1), 23–41. (In English).
5. Мишланов В.А. О предмете, актуальных проблемах и задачах судебной лингвистики // Коммуникативные технологии в образовании, бизнесе, политике и праве XXIвека: Человек и его дискурс – 2: сб. науч. тр. Волгоград: Изд-во «ПринТерра», 2006. С. 292–303.
6. Мишланов В.А. Языковые и речевые признаки манипулятивных текстов // Юрислингвистика-8: Русский язык и современное российское право: межвуз. сб. науч. ст. Кемерово; Барнаул, 2007. С. 203–216.
7. Мишланов В.А., Салимовский В.А. К теоретическим основаниям судебной лингвистики // Сиб. филол. журн. 2010. № 4. С. 214–222.
8. Мишланов В.А., Салимовский В.А. Понимание высказывания и личностный компонент прагматического контекста // Языковое бытие человека и этноса: психолингвистический и когнитивный аспекты. М.: ИНИОН РАН, АСОУ, 2010. С. 95–102.
9. Салимовский В.А. Речевое воплощение личности (мотивационный аспект) // Я и другой в пространстве текста. Пермь; Любляна, 2009. Вып.2. С. 347–364.
10. Салимовский В.А., Мехонина Е.Н.Типичные ошибки (уловки) в ненадлежащей судебно-лингвистической экспертизе // Вестн. Перм. ун-та. Российская и зарубежная филология. 2010. Вып.2 (8). С. 48–51.

Наиболее значимые проекты в сфере фундаментальных исследований, выполненные в рамках направления
1. Проект РФФИ «Динамика языковой способности от 5 до 12 лет: лонгитюдное исследование дискурса». 2005–2007 гг.
2. Проект РГНФ «Лингвосоциокультурное пространство проекция российского города в сознании горожан». 2007–2008 гг.
3. Проект РГНФ «Личностные смыслы актуальных концептов: Россия глазами молодых». 2007–2009 гг.
4. Проект РФФИ «Вариативность билингвизма в зависимости от лингвистических (близость контактирующих языков) и нейропсихологических (нейропсихологический профиль билингва) факторов: коннекционистское моделирование». 2010–2012 гг.
5. Проект РГНФ (региональный) «Дискурс вражды как антикультура (на материале СМИ Пермского края)». 2011 гг.

Наиболее значимые проекты в сфере прикладных исследований, выполненные в рамках направления
1. Проект РГНФ (региональный) «К развитию лингвокриминалистики в Пермском крае. Принципы и методы судебно-лингвистической экспертизы текста». 2005–2006 гг.
2. Проект РГНФ (региональный) «К развитию судебной лингвистики в Пермском крае: совершенствование методов лингвистической экспертизы конфликтных текстов». 2008–2009 гг.

Подготовка научных кадров
С 2006 по 2010 г. защищено 4 кандидатских диссертаций.

Как особое научное направление компьютерная лингвистика оформилась в 60-е годы XX века. Обычноподэтимтерминомпонимаетсяобластьиспользованиякомпьютерныхинструментов – программ, компьютерныхтехнологийорганизации и обработкиданных – длямоделированияфункционированияязыка в техилииныхусловиях, ситуациях, проблемныхобластях, а такжесфераприменениякомпьютерныхмоделейязыканетолько в лингвистике, но и в смежных с нейдисциплинах.

Чем различаются декларативные и процедурные знания?

Декларативные знания – «знания что» – представляются обычно в виде совокупности пропозиций, утверждений о чем-либо. Они поддаются процедуре верификации в терминах «истина – ложь».

Процедурные знания – «знания как» – представляются как последовательности (список) операций, действий, которые следует выполнить. Это некоторая общая инструкция о действиях в некоторой ситуации. Эти знания невозможно верифицировать как истинные или ложные, можно оценивать только по успешности – неуспешности алгоритма.

Фрейм – это структура данных, предназначенная для представления стереотипной ситуации;концептуальная структура для ДЕКЛАРАТИВНОГО представления знаний о типизированной тематически единой ситуации, содержащей слоты, связанные между собой определенными семантическими отношениями.

Сценарий – концептуальная структура для ПРОЦЕДУРНОГО представления знаний о стереотипной ситуации или стереотипном поведении.

План– используется для процедурного представления знаний о возможных действиях, ведущих к достижению определенной цели. План соотносит цель с последовательностью действий. В отличие от сценария, план связан с конкретной ситуацией, конкретным исполнителем и преследует достижение определенной цели.

Назовите сферы компьютерного моделирования, а которых используются знания о функционировании языковой системы.

Моделирование общения, моделирование структуры сюжета, гипертекстовые технологии представления текста.

Что представляет собой программа Джозефа Вейценбаума «Элиза»?

«Элиза» представляет собой компьютерную модель диалога, учебный образец программы-имитатора, целью которой является не моделирование мышления в точном смысле, а моделирование речевого поведения.

Какой эксперимент был проведен группой исследователей, возглавляемой М.Макгайром?

Программа «Элиза» была использован группой исследователей во главе с М. Макгайром для изучения структуры диалога и особенностей естественноязыковой коммуникации. В нем участвовали 24 испытуемых, общавшихся с программой посредством телетайпа. За время беседы участники должны были определить, с кем они общались, с компьютером или с человеком.

Какие выводы позволил сделать эксперимент, проведенный группой М.Макгайра?

– естественноязыковой дискурс очень терпим по отношению к сбоям и ошибкам — он избыточен и помехоустойчив,

– испытуемые довольно быстро принимали решение о том, кто перед ними: компьютер или человек, роли в коммуникации определяются в соответствии с принципом приоритета метакоммуникативных параметров ситуации общения,

– существуют различные типы коммуникативного взаимодействия между людьми,

ПРИМЕРЫ компьютерное моделирование речевого общения

Функция языка как способ содержательной организации и представления знаний играет особую роль в разработке информационной среды компьютерной технологии - инструментальных систем, в частности, электронных средств обучения. В информатике еще недостаточно придают должного значения роли языка, его естественной информационно-коммуникативной природе. Требуется основательное целенаправленное моделирование (допускается компьютерное моделирование) информационного механизма языка и речевой деятельности 99.

Приведем примеры компьютерного моделирования речевого общения.

По Л.П.Якубинскому, основная целостная единица речевого общения – это речевой коммуникативный акт как законченная часть языкового взаимодействия. Коммуникативный акт (КА) входит в состав некоторого акта совместной деятельности, включающей физическую, интеллектуальную, эмоциональную, бессознательную, а также неречевую семиотическую деятельность. Типовая разновидность КА – диалог. Границы КА определяются достижением некоторой стратегической цели. Ниже представим краткий комментарий к компонентам КА.

1. Коммуниканты - это n-ое количество объектов действительности.

2. Коммуникативный текст или диалогический текст.

3. Процессы вербализации и понимания.

4. Обстоятельства данного КА.

5. Практические цели (ПЦ).

6. Коммуникативные цели (КЦ).

1) Коммуниканты - это автоматические внутренние устройства с особой организацией банков информации - знаний, представлений, образов, чувств [357. -С.25-30]. Например, в визуальном конструкторе, обучающей системе «Сценарий-W» проблемно-ориентированные инструментальные средства – классы объектов и типы элементов могут рассматриваться как коммуниканты. Объект - это структурная сценарная единица, имеющая конкретное функциональное значение. Каждый объект сценария – отдельный независимый «представитель» своего класса. Например, объектом класса «Цвет» может быть объект, содержащий данные о цвете и т. д. Элемент сценария - это конкретное представление некоторой сценарной функции. Каждый элемент – отдельный независимый «представитель» своего типа элементов (принимающего, исполняющего, анализирующего, сохраняющего и т.д.).

2) Коммуникативный текст или диалог состоит из речевых реплик, которые поочередно создаются коммуникантами. В условиях инструментальной системы речевые реплики структурных единиц происходят через человека. Он также является коммуникантом, инициирующим действия.

3) Процессы вербализации и понимания вытекают из формирования коммуникативного замысла. Проблемы понимания, знания и коммуникативных неудач при взаимодействии коммуникантов порождаются в процессе вербализации. Вербализация коммуникативного замысла, а это может быть формулирование установки или приказа что делать дальше, требует знания, обуславливающего понимание. В инструментальных системах эти установки заложены в принимающих, анализирующих, сохраняющих, контролирующих и др. элементах.

4) Обстоятельства КА - это общий деятельностный контекст КА, включающий непосредственный акт совместной деятельности. В инструментариях это может быть проблемно-ориентировочная библиотека для обеспечения разработки программ конкретных предметных областей. Например, для создания учебных программ.

5) Практические цели (ПЦ) вытекают из хода той практической деятельности, в которую включен КА.

6) Коммуникативные цели (КЦ) - это намерения, придающие осмысленность обращению коммуниканта к своему партнеру [40].

ПЦ осуществляются через КЦ. Они взаимосвязаны, едины и неотделимы: и те, и другие совершаются в пределах коммуникативного акта. Опишем ниже машинную интерпретацию их взаимодействия в коммуникативном акте, например, в инструментарии «Сценарий».

Рассмотрим сценарий, предназначенный для тестирования (будем считать для определенности, что в нем пользователю предъявляются вопросы психологического теста). Каждый блок вопросов (имеется в виду и выбор ответа) имеет свою практическую цель, которая выражается через коммуникативные цели. После ввода пользователем ответа на вопрос в сценарии предусмотрено сохранение ответа и регистрация времени в секундах от появления вопроса на мониторе до ввода ответа. Далее ответы и фиксируемое время пересылаются в набор данных для хранения и последующей обработки. Практической целью структурной единицы (класса объектов) инструментальной системы является сохранение данных и фиксация времени ответа пользователя при достижении коммуникативной цели между объектами класса.

Одним из важных принципов моделирования КА следует считать «принцип зависимости моделей от типа акта общения» [99. -С.129], т.к. в реальности компьютерные системы не претендуют на универсальность общения, а только моделируют определенные типы общения. Так, например, в системе «Дельфин» мы встречаемся со структурным элементом «Имитация обучения» – в этом разделе записываются вопросы, комментарии и ответы в форме предложений или схем, таблиц.

Итак, как уже было упомянуто, диалог является типовой разновидностью коммуникативного акта, далее рассмотрим группы признаков диалогической реальности в подъязыках. Предлагаемые исследователями группы признаков таковы:

Сфера общения. По определению М.М.Бахтина, в признаках этой группы прямо или косвенно отражаются круг потенциальных участников диалога и их функции. Например: в программе «A D etecti ve S tory» из пакета обучающих программ по английскому языку содержание тем раскрывается в форме диалога не только между героями рассказа, но и с компьютером. Компьютер помогает анализировать ход действия злоумышленника в ОП. Сферой общения героев в этих диалогах может быть коллектив ограбленного банка.

Место, в котором происходит диалог (имеется в виду социальный статус места – аудитория, кабинет ректора, трибуна пресс-конференции), на примере вышеуказанной ОП – контора частного детектива.

Вид практической деятельности, частью которой является данный диалог. Это может быть ход расследования, тематикой диалога – введение детективного расследования в ОП «A D etecti ve S tory».

Характеристика коммуникантов и их взаимоотношений. Сюда входят: социально-психологический тип каждого коммуниканта, социальные отношения между ними, степень знакомства и опыт предшествующего взаимодействия, степень активности в данном диалоге, характер активности, эмоциональный настрой.

Хронологический период, к которому относится данный диалог.

Тип стратегической практической цели каждого коммуниканта (выполнить определенную учебную операцию – ответить на вопросы, выполнить тренировочные упражнения или тест и т.д.).

Тип стратегической коммуникативной цели каждого коммуниканта (информирование, разъяснение, проверка знаний и т.д.).

Тематика диалога (монотематический или политематический).

Характер информации в диалоге (обобщающая, информационная, конкретная и т.д.).

Объемные характеристики диалогического текста в целом и отдельных составляющих (измерение может быть в словах, предложениях, символах и во времени).

Композиция диалога (схемы диалогического текста, отражающие динамику общения на уровне чередования тактических коммуникативных целей). На примере ОП композиция диалога отражается в сценарии и в структуре.

Речевой стиль. Учитывается предпочтение тех или иных вариантов перефразирования – телеграфный, педантичный, цветастый, игривый, деловой, школьный стили. Данная группа признаков диалогической речи в подъязыках многократно проверялась исследователями на материале диалогов из художественной литературы, разговорной речи, протоколов человеко-машинного общения и т.п. (Б.Ю.Городецкий).

Читайте также: