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知識本體描述階段

第四章 應用案例需求塑模

4.2 需求塑模與設計

4.2.5 知識本體描述階段

對話代理人透過對話與使用者進行溝通,因此在與使用者互動對話上需要透 過相對應的對話策略來取得額外的資訊從而輔助代理人理解與創造對話。在進行 對話代理人之需求塑模過程中,應就不同情境需要建置具有不同知識架構的對話 策略,就 DARM 方法論而言,該架構建置方式是針對使用者需求與代理人服務 項目透過領域知識描述(DOD)與溝通知識描述(COD)進行代理人知識建置。

學者 Montoro (Montoro et. al., 2004)等人指出智慧型居家環境的對話系統,

應該支援隨插即用(Plug and Play)的硬體設施。因此領域知識描述階段最主要的 工作就是進行多代理人系統的描述與紀錄代理人和環境互動的狀態,透過知識本 體的方式建置代理人於該領域非語言描述的相關知識。以此個案為例,建置領域 知識描述階段,最主要的部分就是要透過本體論的建置與過濾策略,取得關鍵字 彙與代理人控制參數的屬性值配對。

對話代理人與使用者溝通的對話方式,通常是藉由某些關鍵字彙來判斷使用 者的意圖。因此在建置多代理人系統的對話代理人時,需要將整個系統所能提供 的服務,與代理人之間的互動狀態,做知識本體的建置。

如圖4.7所示,在本研究中,知識本體的建置方式採取樹狀的本體論結構,

將多代理人系統服務的字詞內容,使用本體論知識方法來做分類表達。從本體論 觀點來看關鍵字彙,發現每個關鍵字彙都可以透過搜尋子樹而得到。

配合這些子樹分類的特性,做為使用者對話意圖的過濾策略,希望藉關鍵字 彙的建置,幫助使用者與代理人之間的溝通,做最初步的判斷與理解,期望以提 出本體論中的分類節點,作為對話辨識的判斷基準。

樹狀結構的建置方式,可以讓我們取得呼叫代理人服務所需要的代理人控制 參數與關鍵字彙的屬性值配對。樹狀知識本體建置如圖 4.8。表 4.1 說明該知識 本體分支箭頭所代表的含義。以實線箭頭表示單一選擇,虛線實箭頭表示多重選 擇,實線空箭頭表示互斥選擇。這種建置方式除了依循以往的樹狀結構外,可以 依代理人的角色與所在的情境,經判斷後做出不同的反應。

圖 4.8 精簡的智慧型家電控制服務知識分類本體論

表 4.1 知識本體樹狀箭頭表示符號

符號 名稱 說明

實線實箭頭 單一選擇

實線空箭頭 互斥選擇

虛線實箭頭 多重選擇

依上述方式建置完知識本體後,可以將此知識本體透過系統類別以及邏輯觀 點上的關係,來描述代理人實體間非行為的靜態結構關係。因此我們採用類別圖 來描述領域知識描述階段中,每一個代理人的實體狀態。每個實體狀態包含三種 不同的類別(如圖 4.9 所示),這三種類別各自說明如下:

1. 概念(Concepts):代理人交談中最基本的元素,代表代理人物件的實體及狀 態。

2. 述詞(Predicate):描述該事件的真偽。

3. 行動(Actions):代理人所具備的行為能力。

舉例來說,使用者透過輔助性對話代理人操作系統時,希望透過多代理人幫 忙進行撥打電話的工作。在對話過程中,透過對話判斷使用者要輸入的是電話還 是聯絡人姓名。若無輸入,則請使用者選擇輸入電話或查詢電話簿。電話代理人 透過目前所獲得的資訊來判斷是否撥打電話,以及接通之後是否需要切換成發音 代理人輔以發音。

圖 4.9 輔助性對話代理人領域知識描述圖

由於多代理人系統最主要是在進行代理人之間的溝通互動,從而達成使用目 標的系統程式。因此在設計對話代理人的對話策略時,也需要考量不同相異個體 代理人。但是於代理人識別圖中所說明的代理人,於多代理人系統中所扮演的角 色,以及與其他角色之間的互動關係,仍然不足以表達其對話策略的意涵。舉例 來說,代理人之間溝通訊息的方式,在發出特定訊息樣式後,對話互動的對象可 以從知識本體中尋找符合的關鍵字彙,提供可能的訊息回覆。但是在互動關係的 表達上,卻無法詳細描述代理人之間溝通訊息的詳細規格。

因此我們需要透過溝通知識描述,來建立角色互動之間雙方所缺乏的知識 (Knowledge)、溝通方式與溝通協定類別。來描述雙方溝通訊息的規格。在溝通 知識的描述上,根據 FIPA 的規格,認為建立代理人的溝通訊息,需要由三個部 份組成,分別說明如下:

1. 通訊協定(Protocol):代理人溝通時所使用的通訊協定。

2. 語言(Language):代理人溝通時所使用的語言或編碼格式。

3. 知識本體(Ontology):代理人溝通時使用的知識本體。

圖 4.10 輔助性對話代理人溝通知識描述圖

如上所述,本研究案例透過領域知識描述存放關於環境描述和環境狀態的知 識 , 環 境 與 代 理 人 互 動 的 知 識 描 述 則 放 置 於 溝 通 知 識 描 述 (Communication Ontology Description, COD),以便建立一個自動化智慧型居家系統的口語對話介 面。