基于语义的ACA在协同Web开发中的若干问题研究

摘要

计算机网络的普及伴随着业务复杂程度的提高，使得新发布的基于Web的应用产品使用难度大幅提高。而且基于Web的应用普遍缺乏对普通用户的实时技术支持，使得新的技术或产品在较长时间内难以被从业人员接受，使用频率偏低，推广效果不佳。
　　 一种解决方法是为从业人员提供该项新技术的培训课程，但是这却违背了基于Web的应用易于发布、节省人力资源的初衷。另一种普遍可行的方法是为基于Web的应用配置一个有效的上下文帮助系统。但是这些帮助系统的使用效果却不是很理想。这是由于常见的上下文帮助系统多是基于结构化文档或关键字搜索的，普通用户使用时往往难于定位所需条目或过滤干扰信息，反复使用容易使人产生顿挫感，从而对这些帮助系统弃置不用。另一方面，由于参与Web开发的人员组成变得多样化，除了计算机从业人员，越来越多的各领域知识拥有者不得不参与到应用程序的开发中来。两方人员往往需要花费时间和精力去互相学习对方的知识。这使得开发的期限变得不易预知。目前，基于Web的协同工作虽然已有许多实际应用，但是讨论如何为计算机专业开发人员和非计算机领域参与者提供一个协同工作平台的方法却不多。
　　 自然语言交互是人类的共有特征，在Web应用的帮助系统和支持Web开发的协作平台中引入自然语言交互或能解决以上问题。
　　 本文将一项被称为形象化会话代理（ECA，Embodied Conversational Agent）的技术引入协同Web开发领域中，利用具象化的Agent形象来接受和表达自然语言。由于本文所述ECA是应用于用户实时帮助系统和协同开发辅助系统，所以也被称为辅助会话代理（ACA，Assisting Conversational Agent）。本文的出发点是使用ACA作为一种辅助手段，提供一种支持快速协同开发Web应用程序帮助系统的方法。该方法采用异步协同的方式，将程序开发人员和领域知识拥有者的工作在时间和空间上分离开来，让非计算机领域的参与人员能够以一种简单的文本录入方式表达知识，同时也易于修改和更新。在发布的帮助系统中，让领域知识直接以自然语言的方式提供给用户，便于用户理解。并且利用形象化代理的界面使用户体验更为自然。
　　 根据Web应用辅助系统的需求，本文在MVC（模式、视图和控制器）开发模型的基础上，提出了一个基于自然语言交互的简单Web开发模型。模型中，视图部分依据自然语言交互中请求和应答的一般语言形式构建，而模式即业务逻辑部分以独立的结构文档形式提供。控制器部分则通过建立一系列推理规则将语言的形式和业务逻辑的表达组合起来。由于模式部分与视图是相对独立的，因此可以很容易的进行业务的置换。本文建立了辅助会话代理（ACA）的应用模型和开发模型。两种模型的关键是将自然语言交互的形式和内容相分离，针对不同的协作角色提供异步开发的平台。
　　 本文以一种简单的Web辅助系统的开发为例，阐述了使用辅助会话代理的优势和由此带来的认知偏差、主题偏移等问题以及解决办法。在运用辅助会话代理的过程中，自然语言交互形式模型的构造元素经由语料库分析得到。本文说明了一个被称之为DIVA的小语料库以及从该语料库中提炼出来的6类语义关键词成分。作为自然语言交互内容的领域知识则由结构化文档模板来表达。模板建立在领域知识本体模型的基础上，基于这种模板，提出了一种快速知识表达的方法，并运用于构造辅助会话代理的知识库。从自然语言输入到输出的过程必须经过语义的推理。推理过程由层次化的语义规则空间对输入语言进行匹配和过滤来完成。技术上，实验程序的开发中采用了AJAX方法，包括异步JavaScript编程和可扩展标记语言（XML）等。另外，在语义规则的构造中亦使用了JavaScript正则表达式（RegEx）。最后通过用户体验测试实验，证明了将辅助会话代理引入Web应用中对帮助用户接受新的应用所具有的积极作用。