自然言語ユーザーインターフェース

自然言語ユーザーインターフェース（LUIまたはNLUI ）は、動詞、句、節などの言語現象がソフトウェアアプリケーションにおけるデータの作成、選択、変更のためのUIコントロールとして機能する、コンピュータヒューマンインターフェースの一種です。チャットボットは自然言語インターフェースの一般的な実装であり、ユーザーは会話形式のテキストまたは音声を通じてソフトウェアと対話することができます。[ 1 ]

インターフェース設計において、自然言語インターフェースは、そのスピードと使いやすさから求められていますが、多くの場合、多種多様な曖昧な入力を理解するという課題を抱えています。[ 2 ]自然言語インターフェースは、自然言語処理と計算言語学 の分野において活発な研究分野です。直感的で汎用的な自然言語インターフェースは、セマンティックウェブの積極的な目標の一つです。

テキストインターフェースは、程度の差はあれ「自然」です。多くの形式的（非自然的）プログラミング言語は、人間の自然な言語表現を取り入れています。同様に、従来のキーワード検索エンジンは「浅い」自然言語ユーザーインターフェースと言えるでしょう。

概要

自然言語検索エンジンは、理論上はユーザーの質問に対する的確な回答を見つけます（キーワード検索とは対照的です）。例えば、「アメリカで最も所得税が高い州はどこですか？」という質問に対して、従来の検索エンジンはその質問を無視し、 「州」「所得」「税金」といったキーワードで検索します。一方、自然言語検索は、自然言語処理を用いて質問の性質を理解し、質問への回答を含むウェブのサブセットを検索して返します。これが成功すれば、質問が含まれているため、検索結果はキーワード検索エンジンよりも関連性が高くなります。

歴史

Nlインターフェースのプロトタイプは60年代後半から70年代前半にすでに登場していました。[ 3 ]

  • SHRDLU は、仮想の「ブロックの世界」でブロックを操作する自然言語インターフェースです。
  • Lunar 、 William A. Woodsによるアポロ 11 号の月の岩石の化学分析を含むデータベースへの自然言語インターフェース。
  • Chat-80は英語の質問をProlog表現に変換し、Prologデータベースを用いて評価しました。Chat-80のコードは広く配布され、他のいくつかの実験的なNLインターフェースの基礎となりました。オンラインデモはLPAのウェブサイトで公開されています。[ 4 ]
  • 1964年から1966年にかけてMITでジョセフ・ワイゼンバウムによって開発されたELIZAは、心理療法士の行動を模倣し、スクリプトに対するユーザーの反応を処理することで動作しました。DOCTORスクリプトは、人間の思考や感情に関する情報をほとんど使用せずに、驚くほど人間らしいインタラクションを提供することがありました。オンラインデモはLPAのウェブサイトで公開されています。[ 5 ]
  • Janus は時間に関する質問をサポートする数少ないシステムの 1 つです。
  • TrinzicのIntellect (AICorp と Aion の合併により設立)。
  • BBN のParlance は、 Rus およびIrusシステムの開発経験に基づいて構築されました。
  • IBM言語アクセス
  • シマンテックからのQ&A。
  • Natural Language Inc. のDatatalker
  • BIM SystemsのLoqui氏。
  • Linguistic Technology Corporationの英語ウィザード。

課題

自然言語インターフェースは、これまでユーザーをコンピュータの擬人化、あるいは少なくとも機械に必要以上の知能を付与する方向に導いてきました。ユーザー側では、これがシステムの能力に対する非現実的な期待につながっています。このような期待は、ユーザーがシステムに過大な能力を付与した場合、システムの限界を理解することを困難にし、最終的には、 1970年代から80年代のAIの冬の時代のように、システムが期待通りに機能しなかった場合に失望につながるでしょう。

1995年の論文「データベースへの自然言語インターフェース - 入門」では、いくつかの課題が説明されている。[ 3 ]

修飾子の添付
企業が運転免許証を保有している従業員全員をリストアップしてくださいという要求は、企業が運転免許証を保有できないことを知っていない限り、曖昧になります。
連言と選言
「カリフォルニア州とアリゾナ州に住んでいる申請者全員をリストアップする」という記述は、人が同時に 2 つの場所に住むことはできないということを知らない限り、曖昧になります。
アナフォラ解決
自己参照クエリにおいて、ユーザーが「彼」、「彼女」または「それ」で何を意味しているかを解決します。

より一般的に考慮すべき他の目標としては、インターフェースの速度と効率性があります。あらゆるアルゴリズムにおいて、これら2つのポイントは、ある手法が他の手法よりも優れているか、ひいては市場でより大きな成功を収められるかを決定する主要なポイントとなります。さらに、複数の言語でサイトをローカライズする場合は、特別な考慮が必要です。これは、ほとんどの言語間で文の構造や構文が異なるためです。

最後に、使用される手法に関して言えば、解決すべき主な課題は、国籍、性別、年齢に関係なく、様々な音声の全スペクトルを認識できる汎用的なアルゴリズムを作成することです。たとえ同じ単語やフレーズを発話した場合でも、抽出された特徴間の大きな差異をうまく克服する必要があります。

用途と応用

自然言語インターフェースは、さまざまなアプリケーションに使用されるテクノロジーを生み出します。

主な用途は次のとおりです。

  • ディクテーションは、今日の自動音声認識（ASR）システムの最も一般的な用途です。これには、医療記録の書き起こし、法律およびビジネスのディクテーション、一般的なワードプロセッシングが含まれます。場合によっては、システムの精度を高めるために特殊な語彙が使用されます。
  • コマンド＆コントロール、システム上で機能やアクションを実行するように設計されたASRシステムは、コマンド＆コントロールシステムとして定義されます。「Netscapeを開く」や「新しいxtermを起動する」といった発話は、まさにその機能を実行します。
  • 電話、一部の PBX/ボイスメールシステムでは、発信者はボタンを押して特定のトーンを送信する代わりに、コマンドを音声で入力できます。
  • ウェアラブルデバイスでは入力が制限されているため、話すことが自然に可能になります。
  • 医学的、障害、反復性運動障害（RSI）、筋ジストロフィーなど、身体的な制約によりタイピングに困難を抱える人は多くいます。例えば、聴覚に障害のある人は、電話機に接続したシステムを使って、発信者の音声をテキストに変換することができます。
  • 組み込みアプリケーションでは、一部の新型携帯電話にC&C音声認識機能が搭載されており、「家に電話」などの発話が可能です。これは、自動音声認識とLinuxの将来にとって重要な要素となる可能性があります。

以下は、自然言語認識を使用するアプリケーションの一部の名前と定義であり、上記のユーティリティが統合されています。

ユビキタス

Mozilla FirefoxのアドオンであるUbiquity は、Web サービスのマッシュアップとして機能する、簡単で素早い自然言語由来のコマンドのコレクションです。これにより、ユーザーは情報を取得し、それを現在の Web ページや他の Web ページに関連付けることができます。

ウォルフラムアルファ

Wolfram Alphaは、検索エンジンのように答えが含まれている可能性のある文書やウェブページのリストを提供するのではなく、構造化されたデータから答えを計算して事実に基づくクエリに直接答えるオンラインサービスです。[ 6 ] 2009年3月にStephen Wolframによって発表され、2009年5月15日に一般公開されました。[ 7 ]

シリ

Siriは、iOSオペレーティングシステムに統合されたインテリジェントなパーソナルアシスタントアプリケーションです。このアプリケーションは、自然言語処理を使用して質問に答え、提案を行います。

Siriのマーケティング上の主張には、時間の経過とともにユーザーの個々の好みに適応して結果をパーソナライズし、タクシーを捕まえようとしている間にディナーの予約をするなどのタスクを実行することが含まれています。[ 8 ]

その他

  • Ask.com – Ask Jeeves（Ask.com）の元々のアイデアは、従来のキーワード検索機能に加え、日常的な自然言語で質問された回答を得ることでした。現在のAsk.comでもこのアイデアは引き続きサポートされており、さらに数学、辞書、変換に関する質問もサポートされています。
  • Braina [ 9 ] – BrainaはWindows OS用の自然言語インターフェースで、英語の文章を入力したり話したりすることで特定のアクションを実行したり情報を検索したりすることができます。
GNOME DO クラシックインターフェースのスクリーンショット
  • GNOME Do – GNOME環境のさまざまなアーティファクト（アプリケーション、EvolutionおよびPidginの連絡先、Firefoxのブックマーク、Rhythmboxのアーティストやアルバムなど）をすばやく見つけ、それらに対して基本的なアクション（起動、開く、電子メール、チャット、再生など）を実行できます。[ 10 ]
  • hakia – hakiaはインターネット検索エンジンでした。同社は、オントロジー意味論、ファジー論理、計算言語学、数学の分野から得られたソリューションを組み合わせたSemanticRankアルゴリズムを用いた、インデックス作成に代わる新しいインフラストラクチャを発明しました。hakiaは2014年に閉鎖されました。
  • Lexxe – Lexxeは、自然言語処理（セマンティック検索）を用いたインターネット検索エンジンでした。キーワード、フレーズ、質問（「Wikipediaは何歳ですか？」など）で検索できました。Lexxeは2015年に検索エンジンサービスを終了しました。
  • Pikimal – Pikimalは、ユーザーの好みに紐づいた自然言語処理を用いて、テンプレートに基づいた検索レコメンデーションを提供していました。Pikimalは2015年に閉鎖されました。
  • Powerset – 2008年5月11日、同社はキーワードではなく会話フレーズを使ってWikipediaの特定のサブセットを検索するツールを発表しました。 [ 11 ] 2008年7月1日、同社はマイクロソフトに買収されました。[ 12 ]
  • Q-go – Q-goテクノロジーは、企業のウェブサイトや社内イントラネット上で、自然な文章やキーワード入力など、ユーザーが入力したクエリに対して、適切な回答を提供します。Q-goは2011年にRightNow Technologiesに買収されました。
  • Yebol – Yebolは、知識ベースのセマンティック検索プラットフォームを開発した垂直型「決定型」検索エンジンでした。Yebolの人工知能と人間の知能を融合したアルゴリズムは、検索結果、ウェブサイト、ページ、コンテンツを自動的にクラスタリング・分類し、人間の意図により合致した視覚的にインデックス化された形式で提示しました。Yebolは、関連キーワードやウェブページを分析するために、連想、ランキング、クラスタリングのアルゴリズムを用いました。Yebolは、自然言語処理、メタシンセティックエンジニアリングによるオープンコンプレックスシステム、そして機械アルゴリズムを各クエリの人間の知識と統合し、相関、クラスタリング、分類アルゴリズムを用いて知識クエリを自動生成する、実際に「学習」するウェブディレクトリを構築しました。この知識クエリは保持され、将来に向けて再生成されます。[ 13 ]
  • Celia - HarmonyOS 6プラットフォーム上のHarmony Intelligent Agent Framework（HMAF）を搭載したHuaweiの仮想アシスタント。サードパーティのアプリ開発者は、この「ユーザー意図中心」モデルに基づいて専用のアルゴリズムを使用せずに、インタラクティブな意思決定エージェントを構築できます。これにより、システムはユーザーのニーズに基づいて積極的に理解し、対応することができます。[ 14 ]

参照

参考文献

  1. ^オックスフォード・ハンドブック・オブ・ヒューマン・コンピュータ・インタラクション. オックスフォード大学出版局. 2013. ISBN 9780199589074。
  2. ^ Hill, I. (1983). 「自然言語とコンピュータ言語」M. Sime、M. Coombs編『人間とコンピュータのコミュニケーションのためのデザイン』Academic Press.
  3. ^ a b Androutsopoulos, I.; Ritchie, GD; Thanisch, P. (1995-03-16). 「データベースへの自然言語インターフェース - 入門」. arXiv : cmp-lg/9503016 .
  4. ^ “Chat-80 demo” . 2016年11月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年1月29日閲覧。
  5. ^ “ELIZA demo” . 2016年11月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年1月29日閲覧。
  6. ^ジョンソン、ボビー (2009年3月9日). 「英国の検索エンジンはGoogleに匹敵する可能性」「 .ガーディアン. 2009年3月9日閲覧。
  7. ^ 「静かなローンチはここまで」 Wolfram Alpha Blog. 2009年5月8日. 2009年10月20日閲覧。
  8. ^ 「iOS - Siri」 . Apple . 2018年1月29日閲覧。
  9. ^ 「Braina - Windows向け人工知能ソフトウェア」 www.brainasoft.com . 2018年1月29日閲覧。
  10. ^ Ubuntu 10.04 GNOME Do のアプリケーションの追加と削除の説明
  11. ^ヘルフト、ミゲル (2008 年 5 月 12 日)。「ウィキペディアの検索機能を備えたパワーセットがデビュー」。ニューヨークタイムズ紙。
  12. ^ Johnson, Mark (2008年7月1日). 「MicrosoftがPowersetを買収」 . Powerset Blog. 2009年2月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  13. ^ハンフリーズ、マシュー。「Yebol.comが検索市場に参入」Wayback Machine Geek.com 2012年3月15日アーカイブ。2009年7月31日。
  14. ^ Bhati, Kamlesh (2025年6月20日). 「Huawei HarmonyOS 6、革新的なAIエージェントフレームワークを搭載してデビュー」 . innoGyan . 2025年11月8日閲覧。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Natural-language_user_interface&oldid=1335464706」より取得