Надежная понимающая система

Для исследования проблемы надежного понимания была разра­ботана система МЭРФИ. Она действует в сопряжении с робото­технической системой сборки (Engelberg, 1983; Engel berg, Levas and Sel fridge, 1984; Levas, 1983; Lev as and Sel­fridge, 1984; Sel fridge, 1983).

Надежность МЭРФИ можно проиллюстрировать следующим примером. Он касается опознания и сборки трех компонентов про­стого электрического рубильника (switch) — основания, контакта и рычага — с целью получения готового рубильника. МЭРФИ знает значение каждого слова в этом примере и обладает соответствую­щим знанием предметной области. В частности, система знает, что каждый предмет является физическим объектом и частью ру­бильника. Она располагает, далее, геометрическими моделями каж­дого объекта, которые могут потребоваться для планирования дви­жений робота. Наконец, она располагает знанием того, как выгля­дят основание рубильника и его контакт в графическом изобра­жении. Чтобы продемонстрировать способность МЭРФИ усваивать новое визуальное знание, мы, однако, убрали из системы знание того, как выглядит в графическом изображении рычаг рубильника, а также знание того, каким образом геометрическая модель рычага пере­водится в визуальную информацию. Как можно видеть (см.

(1) Покажите текущее рабочее пространство изображения.

ВЫ ИМЕЕТЕ В ВИДУ „Покажите текущее изображение рабо­чего пространства?"

>Да.

ХОРОШО.

(Система показывает изображение.)

(2) >Сдвиньте изображение к отметке „пятьдесят", а затем про­

ведите границу, отсекающую области за пределами от­метки „тридцать пять".

ВЫ ИМЕЕТЕ В ВИДУ „Сдвиньте изображение рабочего прост­ранства к отметке „пятьдесят", затем проведите границу, отсекающую области за пределами отметки „тридцать пять" в рамках текущего изображения рабочего прост­ранства?"

>Да.

ХОРОШО.

(Система показывает осуществляемые операции.)

(3) >Что мы видим на этом изображении?

ОСНОВАНИЕ РУБИЛЬНИКА И КОНТАКТ РУБИЛЬНИКА. (Основание и контакт обводятся и надписываются.)

(4) >Где находится рубильник?

ВЫ ИМЕЕТЕ В ВИДУ „Где находится рычаг рубильника?" >Нет, контакт.

КОНТАКТ РУБИЛЬНИКА НАХОДИТСЯ РЯДОМ С ОСНОВА­НИЕМ РУБИЛЬНИКА.

(5) >Есть ли на этом изображении рычаг рубильника?

КАК ВЫГЛЯДИТ РЫЧАГ РУБИЛЬНИКА?

(6) >Металлический цилиндр длиной в два дюйма.

ВЫ ИМЕЕТЕ В ВИДУ „Рычаг рубильника — это металлический цилиндр длиной в два дюйма?"

>Да.

НА ЭТОМ ИЗОБРАЖЕНИИ РЫЧАГ РУБИЛЬНИКА НАХО­ДИТСЯ РЯДОМ С КОНТАКТОМ РУБИЛЬНИКА.

(Рычаг обводится и надписывается.)

(7) >Соберите рубильник.

ХОРОШО.

(Программа планирования, оперирующая знаниями высокого уровня, приводит в действие манипуляторы, которые собирают ос­нование, рычаг и контакт в готовый рубильник.)

В этом примере система МЭРФИ позволила пользователю всту­пить во взаимодействие с робототехнической системой сборки и собрать электрический рубильник. Сначала пользователь указал некоторые конкретные операции низшего уровня по обработке изо­бражения, а затем задал вопрос, относящийся к знаниям высокого уровня, который заставил систему осуществить дополнительный процесс распознания по принципу снизу вверх и сверху вниз, что позволило системе породить ответ.

Для настоящей статьи, однако, особый интерес представляет тот факт, что в ходе данного диалогового взаимодействия система

МЭРФИ продемонстрировала именно тот вид надежности, который был описан в разд. 2.1. На этапе (1) слова изображение и рабо­чее пространство поменялись местами. Система поняла сообщение правильно, несмотря на это синтаксическое варьирование. На эта­пе (4) в сообщении было пропущено слово контакт. Сначала МЭРФИ сделала предположение, что пропущено слово рычаг, но пользователь внес поправку и сказал, что пропущено слово контакт. Еще один пример понимания сообщения, несмотря на пропуски некоторых слов, можно наблюдать в интеракции (2). Далее, в интеракции (5) систе­ма демонстрирует смену инициативы в диалоге. В ответ на вопрос пользователя Есть ли в текущем изображении рабочего пространст­ва рычаг рубильника? система отвечает другим вопросом, а именно: Как выглядит рычаг рубильника? В интеракции (6) в ответе поль­зователя пропущено несколько слов, включая главное слово, обес­печивающее применение конкретного фрейма. МЭРФИ делает умо­заключение, что пользователь имел в виду высказывание Рычаг ру­бильника — это металлический цилиндр длиной в два дюйма. Здесь демонстрируется способность восстанавливать пропущенное слово это (в соответствующей позиции), которое как раз и обеспечивает вывод нужного фрейма, а также способность системы использовать знания о предшествующей части диалога для понимания эллипти­ческой референции к рычагу рубильника.

В рамках предметной области, связанной с работой робота по сборке, система МЭРФИ в настоящее время знает около пятидеся­ти слов и пять устойчивых словосочетаний, а также около семиде­сяти понятий пятнадцати разных типов. Кроме того, она прошла не­большую проверку в других областях, не связанных с операциями сборки. В ходе типичного диалогового взаимодействия МЭРФИ обыч­но реагирует на входное сообщение через пять-десять секунд. В от­дельных случаях, при длинных тестовых предложениях, выработка ответа занимает более минуты. Время реакции представляется при­емлемым для начального этапа реализации, нацеленного на решение теоретических вопросов, и достаточно обнадеживающим в том плане, что в реальных ситуациях промышленной эксплуатации соответству­ющая настройка МЭРФИ могла бы обеспечить реакцию системы в масштабе реального времени.