Natural Language Interfaces for Tabular Data Querying and Visualization: A Survey

The emergence of natural language processing has revolutionized the way users interact with tabular data, enabling a shift from traditional query languages and manual plotting to more intuitive, language-based interfaces. The rise of large language models (LLMs) such as ChatGPT and its successors has further advanced this field, opening new avenues for natural language processing techniques. This survey presents a comprehensive overview of natural language interfaces for tabular data querying and visualization, which allow users to interact with data using natural language queries. We introduce the fundamental concepts and techniques underlying these interfaces with a particular emphasis on semantic parsing, the key technology facilitating the translation from natural language to SQL queries or data visualization commands. We then delve into the recent advancements in Text-to-SQL and Text-to-Vis problems from the perspectives of datasets, methodologies, metrics, and system designs. This includes a deep dive into the influence of LLMs, highlighting their strengths, limitations, and potential for future improvements. Through this survey, we aim to provide a roadmap for researchers and practitioners interested in developing and applying natural language interfaces for data interaction in the era of large language models.Comment: 20 pages, 4 figures, 5 tables. Submitted to IEEE TKD

Semantic Keyword-based Search on Heterogeneous Information Systems

En los últimos años, con la difusión y el uso de Internet, el volumen de información disponible para los usuarios ha crecido exponencialmente. Además, la posibilidad de acceder a dicha información se ha visto impulsada por los niveles de conectividad de los que disfrutamos actualmente gracias al uso de los móviles de nueva generación y las redes inalámbricas (e.g., 3G, Wi-Fi). Sin embargo, con los métodos de acceso actuales, este exceso de información es tan perjudicial como la falta de la misma, ya que el usuario no tiene tiempo de procesarla en su totalidad. Por otro lado, esta información está detrás de sistemas de información de naturaleza muy heterogénea (e.g., buscadores Web, fuentes de Linked Data, etc.), y el usuario tiene que conocerlos para poder explotar al máximo sus capacidades. Esta diversidad se hace más patente si consideramos cualquier servicio de información como potencial fuente de información para el usuario (e.g., servicios basados en la localización, bases de datos exportadas mediante Servicios Web, etc.). Dado este nivel de heterogeneidad, la integración de estos sistemas se debe hacer externamente, ocultando su complejidad al usuario y dotándole de mecanismos para que pueda expresar sus consultas de forma sencilla. En este sentido, el uso de interfaces basados en palabras clave (keywords) se ha popularizado gracias a su sencillez y a su adopción por parte de los buscadores Web más usados. Sin embargo, esa sencillez que es su mayor virtud también es su mayor defecto, ya que genera problemas de ambigüedad en las consultas. Las consultas expresadas como conjuntos de palabras clave son inherentemente ambiguas al ser una proyección de la verdadera pregunta que el usuario quiere hacer. En la presente tesis, abordamos el problema de integrar sistemas de información heterogéneos bajo una búsqueda guiada por la semántica de las palabras clave; y presentamos QueryGen, un prototipo de nuestra solución. En esta búsqueda semántica abogamos por establecer la consulta que el usuario tenía en mente cuando escribió sus palabras clave, en un lenguaje de consulta formal para evitar posibles ambigüedades. La integración de los sistemas subyacentes se realiza a través de la definición de sus lenguajes de consulta y de sus modelos de ejecución. En particular, nuestro sistema: - Descubre el significado de las palabras clave consultando un conjunto dinámico de ontologías, y desambigua dichas palabras teniendo en cuenta su contexto (el resto de palabras clave), ya que cada una de las palabras tiene influencia sobre el significado del resto de la entrada. Durante este proceso, los significados que son suficientemente similares son fusionados y el sistema propone aquellos más probables dada la entrada del usuario. La información semántica obtenida en el proceso es integrada y utilizada en fases posteriores para obtener la correcta interpretación del conjunto de palabras clave. - Un mismo conjunto de palabras pueden representar diversas consultas aún cuando se conoce su significado individual. Por ello, una vez establecidos los significados de cada palabra y para obtener la consulta exacta del usuario, nuestro sistema encuentra todas las preguntas posibles utilizando las palabras clave. Esta traducción de palabras clave a preguntas se realiza empleando lenguajes de consulta formales para evitar las posibles ambigüedades y expresar la consulta de manera precisa. Nuestro sistema evita la generación de preguntas semánticamente incorrectas o duplicadas con la ayuda de un razonador basado en Lógicas Descriptivas (Description Logics). En este proceso, nuestro sistema es capaz de reaccionar ante entradas insuficientes (e.g., palabras omitidas) mediante la adición de términos virtuales, que representan internamente palabras que el usuario tenía en mente pero omitió cuando escribió su consulta. - Por último, tras la validación por parte del usuario de su consulta, nuestro sistema accede a los sistemas de información registrados que pueden responderla y recupera la respuesta de acuerdo a la semántica de la consulta. Para ello, nuestro sistema implementa una arquitectura modular permite añadir nuevos sistemas al vuelo siempre que se proporcione su especificación (lenguajes de consulta soportados, modelos y formatos de datos, etc.). Por otro lado, el trabajar con sistemas de información heterogéneos, en particular sistemas relacionados con la Computación Móvil, ha permitido que las contribuciones de esta tesis no se limiten al campo de la búsqueda semántica. A este respecto, se ha estudiado el ámbito de la semántica de las consultas basadas en la localización, y especialmente, la influencia de la semántica de las localizaciones en el procesado e interpretación de las mismas. En particular, se proponen dos modelos ontológicos para modelar y capturar la relaciones semánticas de las localizaciones y ampliar la expresividad de las consultas basadas en la localización. Durante el desarrollo de esta tesis, situada entre el ámbito de la Web Semántica y el de la Computación Móvil, se ha abierto una nueva línea de investigación acerca del modelado de conocimiento volátil, y se ha estudiado la posibilidad de utilizar razonadores basados en Lógicas Descriptivas en dispositivos basados en Android. Por último, nuestro trabajo en el ámbito de las búsquedas semánticas a partir de palabras clave ha sido extendido al ámbito de los agentes conversacionales, haciéndoles capaces de explotar distintas fuentes de datos semánticos actualmente disponibles bajo los principios del Linked Data

Generating Natural Language Summaries from Multiple On-Line Sources: Language Reuse and Regeneration

The abundance of news wire on the World-Wide Web has resulted in at least four major problems, which seem to present the most interesting challenges to users and researchers alike: size,heterogeneity, change, and conflicting information. Size: several hundred newspapers and news agencies maintain their Web sites with thousands of news stories in each. Heterogeneity: some of the data related to news is in structured format (e.g., tables); more exists in semi-structured format (e.g.,Web pages, encyclopedias, textual databases); while the rest of the data is in textual form (e.g., newswire). Change: most Web sites and certainly all news sources change on a daily basis. Disagreement: different sources present conflicting or at least different views of the same event. We have approached the second, third, and fourth of these four problems from the point of view of text generation. We have developed a system, {\scsummons}, which when coupled with appropriate information extraction technology, generates a specific genre of natural language summaries of a particular event (which we call briefings) in a restricted domain. The briefings are concise, they contain facts from multiple and heterogeneous sources, and incorporate evolving information, highlighting agreements and contradictions among sources on the same topic. We have developed novel techniques and algorithms for combining data from multiple sources at the conceptual level (using natural language understanding), for identifying new information on a given topic; and for presenting the information in natural language form to the user. We named the framework that we have developed for these problems {\em language reuse and regeneration} (LRR). Its novelty lies in the ability to produce text by collating together text already written by humans on the Web. The main features of LRR are: increased robustness through a simplified parsing/generation component, leverage on text already written by humans, and facilities for the inclusion of structured data in computer-generated text. The present thesis contains an introduction to LRR and its use inmulti-document summarization. We have paid special attention to the techniquesfor producing conceptual summaries of multiple sources, to the creation and useof a LRR-based lexicon for text generation, to a methodology used to identifynew and old information in threads of documents, and to the generation offluent natural language text using all the components above. The thesis contains evaluations of the different components of {\sc summons} aswell as certain aspects of LRR as a methodology. A review of the relevantliterature is included as a separate chapter

Compendium of funding opportunities for research, education, and development projects in Latin America

This compendium consists of 172 pages of funding and fellowship resources specifically aimed at Latin American researchers. It offers guidelines for use, including tips for finding a good match between researchers and funding organizations, such as tailoring proposals to specific funders whose mission and funding objectives align with research objectives. The guidelines assist grant-seekers in conducting in-depth research on potential funders for successful proposal development