[發明專利]基于自然語言的人機對話系統

有效

• 申請號: 200910040170.1
• 申請日: 2009-06-11
• 公開（公告）號: CN101923539A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 謝明
• 申請（專利權）人: 珠海市智汽電子科技有限公司
• 主分類號: G06F17/28
• 分類號: G06F17/28;G06F17/27
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域

本發明涉及基于自然語言的人機對話系統，尤其是一種實現機器對自然語言的理解，可用于實現人與汽車、人與機器人、人與手機以及人與計算機的對話和交談。

背景技術

當今社會已進入到了一個科技日新月異的時代。其中，一個最明顯的標志是高科技產品大量涌入消費市場。它們為人們的工作，生活，交流，學習和交通帶來了很大的便利和享受。另一方面，高科技產品的普及也為高科技產品自身的提升帶來很大的挑戰。其中，一大瓶頸是基于自然語言的人機對話。

要實現基于自然語言的人機對話，有兩大問題需要解決。一是把語音信號轉換成文字符號；二是把文字符號轉換成物理意義(即本發明所述的“知識”)。目前，第一個問題已得到較好解決，它就是人們通常所說的語音識別技術。但是，當今的語音識別技術沒有解決語言文字理解這個問題。比如，現有的人機對話系統和信息搜索產品都使用查表算法。從根本上說，它們都沒有解決機器對自然語言文字的理解。這一缺陷導致很多高科技產品，無法實現一些非常有用的功能。現列舉如下例子：

大家知道，汽車是大家喜愛的大眾消費品。但是，汽車的功能主要局限在交通(即代步工具)和娛樂兩個方面。由于汽車自身不會使用自然語言和人交流，汽車作為移動信息平臺的功能受到很大制約。

其次，電腦也是非常普及的消費品，但是，電腦的消費群體要有一定的專業知識才能自如地使用電腦。由于人們還無法以對話的形式和電腦交流，這一局限使得電腦難在非專業人士中普及。例如，為了使用電腦開發運用軟件，人們必需學會機器語言。這是因為世界上沒有一臺電腦能懂得人們日常用的自然語言(比如說：中文或英文)。也就是說，人們還無法通過自然語言去告訴電腦要去做什么，或回答人們的提問。

如今，手提數字電話的普及率非常高。手提電話把人們交流的時空大大地縮小了。但是，人們使用手提電話交流的前題是，雙方要說同一種自然語言。這是因為，目前的手提電話不具備實時同步翻譯自然語言的有效技術。這一技術瓶頸，限制了不同語種群體之間進行跨越時空的實時會話。

展望未來，在日本等國家的推動下，家用機器人將成為普及率很高的消費品之一。為了實現這個商業目標，目前急待要解決的一大技術難題是，基于自然語言的人機對話。至今，人們還沒有找到解決這個難題的鎖匙。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以用于實現人與汽車、人與機器人、人與手機以及人與計算機的對話和交談，基于自然語言的人機對話系統。

本發明的目的是通過采用以下技術方案來實現的：

基于自然語言的人機對話系統，包括依次連接的輸入裝置、中央處理器單元和輸出裝置，所述人機對話系統輸入裝置包括語音感應器；

中央處理器單元內設有專用軟件，其包括語音識別模塊、意義知識庫、自然語言文字學習和理解模塊、故事情節重構模塊以及故事描述和提問模塊；

輸出裝置包括顯示器、揚聲器或打印設備；

所述語音感應器可以將感應信號輸入到中央處理器單元處理，中央處理器單元通過其設有的專用軟件處理后，將信號輸出到輸出裝置，并由輸出裝置將信號以視頻、音頻或打印方式輸出。

作為本發明的優選技術方案，所述意義知識庫把外部世界分成物理世界和概念世界，其中，概念世界是對物理世界的一種描述或投影，這種描述或投影是通過任何一種自然語言來實現的，在此定義的基礎上，本發明中的意義知識庫的設計包含物理知識和概念知識兩大類；根據這個設計方案，知識庫中的每個自然實物都由一對物理實體和單字實體構成；物理實體的意義指物理特征和物理約束；單字實體的意義指單字特征和單字約束；它們可以用計算機編程語言的類(即Class)來實現。

作為本發明的優選技術方案，所述每個實體的知識由基礎知識構成，基礎知識的有機結合構成綜合知識；按照所述每個物理實體的設計包含該物理實體的物理特征和它的物理約束，它們定義了一個物理實體的基礎知識；所述物理特征包括尺寸、形狀、體狀、質量、硬度、傳導性等等；它們可用適當的數據結構來實現；物理約束包括運動約束、動力約束、電力約束、化學約束、熱力約束等等；它們可用適當的方程和函數來實現；

按照本發明所述，物理世界的綜合知識由以下設計的關系矩陣構成：