Υπολογιστικό μεταγνωστικό σύστημα απάντησης ερωτήσεων εμπνευσμένο από μεταγνωσιακές λειτουργίες

Abstract

The objective of the thesis was the implementation of a Question Answering System with architecture based on the metacognitive management of strategies for answering questions and generating explanations justifying the answers. The system has a structure consisting of the following subsystems: 1. The subsystem of question processing that accepts questions expressed in Natural Language and reformulates them. 2. The subsystem of analysis of the text used for answering the questions that processes it and produces files with intermediate results. In one of these files the periods are stored separated in three parts: the part to the left of the verb, the verb, and the part to the right of the verb. 3. The subsystem of automatic extraction of knowledge which produces files that contain entities that are described by the text. 4. The subsystem of question answering that is tries the available strategies according to a concrete order of succession, and applies first that achieves the generation of an answer. The choice of a strategy concerns the reformulation of questions. The answer is either an explicit statement existing in the text or an implicit one that results from reasoning that combines prerequisite knowledge of the field and parts of the text. After the generation of an answer the user is able to watch the steps of reasoning that are justified by the text. The answers contain explanations that demonstrate the characteristic of self-awareness. 5. The subsystem of diagrams that offers the possibility to the user of inspecting diagrams that support the explanations of geometric proofs. Conclusions: The answering of questions is accomplished without translating them to any logical form. The knowledge used for answering the questions is in the form a natural language text. Explanations are produced that report the reasons of success or failure of the satisfaction of the objective of each stage of processing for answering the questions. The system can change the strategy of pursuing an objective when an answer is not achieved. Explanations are generated for strategy choice. The adaptation to different domains is possible with the change of Ontology and Dictionary only. The extension of the system is achieved simply by the addition of strategies and linguistic knowledge for the treatment of questions and text.

Ο στόχος της διατριβής είναι η υλοποίηση ενός Συστήματος Απάντησης Ερωτήσεων, με αρχιτεκτονική του στηρίζεται στη μεταγνωστική διαχείριση στρατηγικών για την αντιμετώπιση των εισαγόμενων ερωτήσεων. Η υλοποίηση του συστήματος στηρίχτηκε στη σχεδίαση της ακόλουθης δομής αποτελούμενη από τα εξής υποσυστήματα. 1. Το υποσύστημα επεξεργασίας της ερώτησης στο οποίο υποβάλλεται η ερώτηση σε Φυσική Γλώσσα από τον χρήστη. 2. Το υποσύστημα ανάλυσης κειμένου που εκτελεί διαδικασίες ανάλυσης του κειμένου Φυσικής Γλώσσας και παράγει αρχεία με τις προτάσεις του κειμένου σε Φυσική Γλώσσα. Στο ένα από τα παραγόμενα αρχεία περιέχονται οι προτάσεις χωρισμένες σε τρία τμήματα: το αριστερό τμήμα της πρότασης ως προς το ρήμα της, το ρήμα, και το δεξί της τμήμα. 3. Το υποσύστημα αυτόματης εξαγωγής γνώσης το οποίο παράγει αρχεία που περιέχουν οντότητες που περιγράφονται από τις προτάσεις του κειμένου. 4. Το υποσύστημα απάντησης ερωτήσεων που δοκιμάζονται οι διαθέσιμες στρατηγικές σύμφωνα με μια συγκεκριμένη σειρά διαδοχής, και εφαρμόζει την πρώτη που θα επιτύχει για την παραγωγή της απάντησης. Η επιλογή της στρατηγικής αφορά στην επαναδιατύπωση της ερώτησης. Η απάντηση είτε είναι ρητή δήλωση υπό μορφή πρότασης στο κείμενο, είτε άρρητη που προκύπτει ως αποτέλεσμα συλλογισμών που συνδυάζουν προαπαιτούμενη γνώση του πεδίου και προτάσεις του κειμένου. Κατά την παραγωγή της απάντησης ο χρήστης δύναται να παρακολουθεί τα βήματα του συλλογισμού που αιτιολογεί με προτάσεις του κειμένου, την ορθότητα της απάντησης. Κατά την αιτιολόγηση της απάντησης παράγονται επεξηγήσεις που επιδεικνύουν το χαρακτηριστικό της«αυτοεπίγνωσης». 5. Το υποσύστημα σχημάτων που προσφέρει τη δυνατότητα στον χρήστη να βλέπει και σχήματα που υποστηρίζουν την επεξήγηση της γεωμετρικής απόδειξης. Συμπεράσματα: Η παραγωγή απάντησης της ερώτησης γίνεται δίχως η ερώτηση να μεταφραστεί σε λογική μορφή. Η γνώση είναι σε μορφή κειμένου φυσικής γλώσσας. Παράγονται εξηγήσεις που αναφέρουν τους λόγους επιτυχίας ή αποτυχίας της ικανοποίησης του στόχου του κάθε σταδίου της διαδικασίας απάντησης της ερώτησης. Παράγονται εξηγήσεις των απαντήσεων. Μπορεί να αλλάζει η στρατηγική επίτευξης του στόχου όταν δεν επιτυγχάνεται απάντηση. Παράγονται επεξηγήσεις της πορείας τηςεπιλογής στρατηγικής. Η προσαρμογή σε διαφορετικά γνωστικά πεδία γίνεται μόνο με την αλλαγή της Οντολογίας και του Λεξικού. Η διαδικασία της επέκτασης του γίνεται απλά με την προσθήκη στρατηγικών και γλωσσικής γνώσης για την επεξεργασία ερωτήσεων και κειμένου.