一种基于自然语言的任务驱动系统的制作方法

技术特征：
1.一种基于自然语言的任务驱动系统，其特征在于，包括人机交互模块、问题理解模块、多轮对话模块和信息系统主体；所述人机交互模块用于人机交互；所述问题理解模块接收用户的问题，并将其解析为由领域、意图、槽位列表、参数列表构成的结构化表示；所述多轮对话模块负责维护与用户的对话状态，并根据用户的输入做出正确的响应；所述信息系统主体是待驱动的软件。2.根据权利要求1所述的一种基于自然语言的任务驱动系统，其特征在于，所述人机交互模块包含语音识别子模块、语音合成子模块、会话管理子模块，其中，语音识别子模块将用户用语音输入的命令转换成文本，语音合成子模块则将多轮对话模块生成的话术转换为音频为用户播报，会话管理子模块维护并记录用户与系统的默认变量，所述默认变量包括交互过程、管理时间、空间、用户。3.根据权利要求2所述的一种基于自然语言的任务驱动系统，其特征在于，所述问题理解模块包含意图识别子模块、槽位提取子模块、参数规范化子模块；其中，所述意图识别子模块从用户的问题中提取词、词性、句法特征，并通过预先定义的模式或机器学习模型进行领域和意图分类；所述槽位提取子模块通过模式匹配、序列标注，从问题中提取时间、空间、人物，并通过参数规范化子模块将提取的时间、空间、人物转换成标准参数形式。4.根据权利要求3所述的一种基于自然语言的任务驱动系统，其特征在于，所述问题理解模块对所有待驱动的任务进行可扩展的描述，并定义了问题模型，问题模型包括全局问题模型以及局部问题模型两部分；全局问题模型是对需要驱动的任务的总体描述，包括：定义挂载的领域，确定进行领域之间划分的分类器；定义槽位全集，对于每种类型的槽位，定义槽位提取所依赖的词典文件、模式文件集合，定义进行槽值的提取的槽位提取器；定义参数全集，对于每种参数类型，定义进行参数规范化所采用的规范化引擎；为每个领域定义内部属性，包括在领域内进行意图分类所采用的分类器，执行领域内任务所对应的行动模块，领域关注的槽位全集；局部问题模型用来定义每一类任务的细节，包括：定义任务所对应的服务名称；定义槽位的类型及属性，包括能否为空、默认取值、反问话术；定义参数的类型及属性，包括数据类型、来源槽位、能否为空、数值范围。5.根据权利要求4所述的一种基于自然语言的任务驱动系统，其特征在于，所述参数规范化子模块管理规范化组件，规范化组件包括时间规范化组件、空间规范化组件、实体名称规范化组件，能够将字符串类型的槽值转换为具有不同的数据类型的参数；组件能够被动态的添加，开发者只需继承基类，并在配置文件中添加配置项，就能够将组件注册至参数规范化子模块。6.根据权利要求5所述的一种基于自然语言的任务驱动系统，其特征在于，所述时间规范化组件能够将以字符串描述的时间转换为时间点、时间区间或时间长度。7.根据权利要求6所述的一种基于自然语言的任务驱动系统，其特征在于，所述实体规
范化组件，用来找到实体的正式名称，并赋予实体全局唯一的id；所述实体规范化组件基于实体链接完成实体规范化：通过将问题中的实体名称映射到知识图谱中，获取实体的标准名称和id；在实体链接的过程中，考虑五个维度的特征，分别打分后再进行加权平均，五个维度包括流行度、词表相似度、语义相似度、性质相似度、上下文特征。8.根据权利要求7所述的一种基于自然语言的任务驱动系统，其特征在于，所述多轮对话模块包含常用话术管理子模块、对话状态跟踪子模块、行动策略选择子模块；其中，所述常用话术管理子模块用于对任务无关的通用指令进行管理；所述对话状态跟踪子模块维持着一个状态机，并根据问题解析结果进行状态转移；所述行动策略选择子模块管理所有注册在所述系统上的任务，根据当前状态选择下一步要执行的动作，并生成话术。9.根据权利要求8所述的一种基于自然语言的任务驱动系统，其特征在于，所述系统能够同时连接一到两个以上信息系统主体，信息系统主体仅需将待驱动的任务的服务地址注册到所述行动策略选择子模块，并在全局问题模型、局部问题模型的配置文件中添加相应的意图，创建意图规则文件并添加规则，即能够使服务地址已注册到所述系统的任务能够通过统一的人机交互入口被执行。10.根据权利要求9所述的一种基于自然语言的任务驱动系统，其特征在于，系统具体执行如下步骤：步骤1：用户通过人机交互模块的会话管理子模块与系统进行交互，通过语音输入命令，语音识别子模块将命令转换为文本；步骤2：多轮对话模块中的常用话术管理子模块判断用户的命令是否触发了对话保留字段，如果触发，则进入步骤3，否则进入步骤4；步骤3：对话状态跟踪子模块负责更新对话状态，由行动策略选择子模块根据预先构建的默认话术表生成返回话术；步骤4：对话状态跟踪子模块判断当前的对话状态，当对话状态为等待补全槽位时，进入步骤5；当对话状态为新对话时，进入步骤6；步骤5：行动策略选择子模块判断用户的输入是否满足当前等待槽位的模式，如果用户的输入合法，则进入步骤9；如果用户的输入不合法，则维持当前状态不变，生成追问槽位值的话术，进入步骤11；步骤6：问题理解模块中的意图识别子模块对转换成命令的文本进行意图识别，包括对任务所处的领域和具体意图进行识别；如果意图能够识别，则进入步骤7；如果意图无法被识别，则生成默认话术，进入步骤11；步骤7：确定了意图后，槽位提取子模块获取到意图对应的槽位类型，并对于期望的槽值进行提取，如果能够提取到槽值，进入步骤8，否则进入步骤9；步骤8：参数规范化子模块对于提取到的槽值进行规范化，用户命令被转换为结构化的问题解析结果，进入步骤9；步骤9：对话状态跟踪子模块将问题解析结果合并入当前对话状态，检查是否有槽位缺失，如果有槽位缺失，则设置对话状态为询问槽位，由行动策略选择子模块生成反问话术，回到步骤1；如果槽位已全，则说明任务执行条件已满足，进入步骤10；
步骤10：行动策略选择子模块根据意图查找到对应的任务接口，并用规范化后的槽值生成访问请求，驱动任务，并为任务执行结果生成话术，对话状态跟踪子模块更新对话状态为新对话，进入步骤11；步骤11：人机交互模块中的语音合成子模块将话术进行语音合成，并播报给用户。

技术总结
本发明提供了一种基于自然语言的任务驱动系统，所述系统包括自然人机交互、问题理解、多轮对话模块。自然人机交互模块负责采集用户用语音输入的信息，将其转换为文字后输入问题理解步骤，以及将任务执行的结果从文字转换为语音为用户进行播报。问题理解模块接收转换成文字的用户命令，判断命令所属的领域和用户的意图，从中提取出执行任务所需的参数，将用户命令转换成可被机器理解的结构化形式，输入多轮对话模块。多轮对话模块根据问题理解的结果以及当前与用户的对话状态，决定下一步的交互策略。所述方法能够为各类信息系统赋能，使得用户能够通过语音或自然语言文本快速驱动复杂任务，提升系统访问效率，减轻人工负担。减轻人工负担。减轻人工负担。


技术研发人员：姜晓夏 杨岩 王羽 荀智德 葛唯益 刘亚军
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十八研究所
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2021/10/19