A study of the use of natural language processing for conversational agents

Language is a mark of humanity and conscience, with the conversation (or dialogue) as one of the most fundamental manners of communication that we learn as children. Therefore one way to make a computer more attractive for interaction with users is through the use of natural language. Among the systems with some degree of language capabilities developed, the Eliza chatterbot is probably the first with a focus on dialogue. In order to make the interaction more interesting and useful to the user there are other approaches besides chatterbots, like conversational agents. These agents generally have, to some degree, properties like: a body (with cognitive states, including beliefs, desires and intentions or objectives); an interactive incorporation in the real or virtual world (including perception of events, communication, ability to manipulate the world and communicate with others); and behavior similar to a human (including affective abilities). This type of agents has been called by several terms, including animated agents or embedded conversational agents (ECA). A dialogue system has six basic components. (1) The speech recognition component is responsible for translating the user’s speech into text. (2) The Natural Language Understanding component produces a semantic representation suitable for dialogues, usually using grammars and ontologies. (3) The Task Manager chooses the concepts to be expressed to the user. (4) The Natural Language Generation component defines how to express these concepts in words. (5) The dialog manager controls the structure of the dialogue. (6) The synthesizer is responsible for translating the agents answer into speech. However, there is no consensus about the necessary resources for developing conversational agents and the difficulties involved (especially in resource-poor languages). This work focuses on the influence of natural language components (dialogue understander and manager) and analyses, in particular the use of parsing systems as part of developing conversational agents with more flexible language capabilities. This work analyses what kind of parsing resources contributes to conversational agents and discusses how to develop them targeting Portuguese, which is a resource-poor language. To do so we analyze approaches to the understanding of natural language, and identify parsing approaches that offer good performance, based on which we develop a prototype to evaluate the impact of using a parser in a conversational agent.linguagem é uma marca da humanidade e da consciência, sendo a conversação (ou diálogo) uma das maneiras de comunicacão mais fundamentais que aprendemos quando crianças. Por isso uma forma de fazer um computador mais atrativo para interação com usuários é usando linguagem natural. Dos sistemas com algum grau de capacidade de linguagem desenvolvidos, o chatterbot Eliza é, provavelmente, o primeiro sistema com foco em diálogo. Com o objetivo de tornar a interação mais interessante e útil para o usuário há outras aplicações alem de chatterbots, como agentes conversacionais. Estes agentes geralmente possuem, em algum grau, propriedades como: corpo (com estados cognitivos, incluindo crenças, desejos e intenções ou objetivos); incorporação interativa no mundo real ou virtual (incluindo percepções de eventos, comunicação, habilidade de manipular o mundo e comunicar com outros agentes); e comportamento similar ao humano (incluindo habilidades afetivas). Este tipo de agente tem sido chamado de diversos nomes como agentes animados ou agentes conversacionais incorporados. Um sistema de diálogo possui seis componentes básicos. (1) O componente de reconhecimento de fala que é responsável por traduzir a fala do usuário em texto. (2) O componente de entendimento de linguagem natural que produz uma representação semântica adequada para diálogos, normalmente utilizando gramáticas e ontologias. (3) O gerenciador de tarefa que escolhe os conceitos a serem expressos ao usuário. (4) O componente de geração de linguagem natural que define como expressar estes conceitos em palavras. (5) O gerenciador de diálogo controla a estrutura do diálogo. (6) O sintetizador de voz é responsável por traduzir a resposta do agente em fala. No entanto, não há consenso sobre os recursos necessários para desenvolver agentes conversacionais e a dificuldade envolvida nisso (especialmente em línguas com poucos recursos disponíveis). Este trabalho foca na influência dos componentes de linguagem natural (entendimento e gerência de diálogo) e analisa em especial o uso de sistemas de análise sintática (parser) como parte do desenvolvimento de agentes conversacionais com habilidades de linguagem mais flexível. Este trabalho analisa quais os recursos do analisador sintático contribuem para agentes conversacionais e aborda como os desenvolver, tendo como língua alvo o português (uma língua com poucos recursos disponíveis). Para isto, analisamos as abordagens de entendimento de linguagem natural e identificamos as abordagens de análise sintática que oferecem um bom desempenho. Baseados nesta análise, desenvolvemos um protótipo para avaliar o impacto do uso de analisador sintático em um agente conversacional

Ambientes web de gestão terminológica para a criação de produtos terminológicos on-line

Ambientes on-line de gestão terminológica reúnem ferramentas importantes que, juntas, podem ser usadas por terminólogosno sentido de auxiliá-los a criar, de forma mais simples, eficiente e ágil, produtos terminológicos adequados a especialistas eestudantes de uma área de especialidade. O objetivo deste artigo é avaliar três destes ambientes (e-Termos, VoTec e TermWiki), tendocomo ponto de partida as nossas necessidades, enquanto especialistas terminólogos, durante a realização do projeto de pesquisa queculminou com a construção de um glossário on-line colaborativo para aprendizes da área de Relações Internacionais (doravante RI). Para avaliar esses três ambientes, adotamos uma abordagem heurística (Nielsen; Molich, 1990). Feita a análise e frente aos resultados,confirmamos o que já havíamos percebido durante a realização do projeto: os ambientes não se adequavam às nossas necessidades. Em função disso, partimos para a última etapa do artigo, qual seja, a apresentação das soluções encontradas por nós para gerenciar aterminologia da área de RI.Los ambientes de gestión terminológica en línea reúnen herramientas importantes que los terminólogos pueden usar paracrear, de un modo simple, eficiente y ágil, productos terminológicos adecuados para especialistas y estudiantes de un área deespecialidad. El objetivo de este artículo es evaluar tres de estos ambientes (e-Termos, VoTec y TermWiki), teniendo como punto departida nuestras necesidades, en tanto que especialistas terminólogos, durante la realización de un proyecto de investigación queculminó con la construcción de un glosario en línea colaborativo para aprendices del área de Relaciones Internacionales (RRII). Paraevaluar estos tres ambientes, adoptamos un acercamiento heurístico (Nielse; Molich, 1990). Una vez realizado el análisis y obtenidoslos resultados, confirmamos lo que ya habíamos notado durante la realización del proyecto: los ambientes no se adecuaban a nuestrasnecesidades. Por este motivo, en la última sección del artículo, presentamos las soluciones que hemos encontrado para gestionar laterminología del área de RRII.Online environments for terminology management congregate important tools that together can be used by terminologistsin order to help them creating terminological products in a simpler and faster way. The objective of this paper is to evaluate three ofthese environments (e-Termos, VoTec and TermWiki) having as a starting point our needs, as terminologists, while conducting aresearch project that culminated with the construction of an online collaborative glossary for learners of International Relations(hereinafter IR). To evaluate these three environments, we adopted a heuristic approach (Nielsen; Molich, 1990). After the analysis,and considering the results, we confirmed what we had already noticed during the course of the project: the environments did not fitour needs. As a result, in the last part of the article we present the solutions we have found to manage the terminology of IR

Challenging Social Media Threats using Collective Well-being Aware Recommendation Algorithms and an Educational Virtual Companion

Social media (SM) have become an integral part of our lives, expanding our inter-linking capabilities to new levels. There is plenty to be said about their positive effects. On the other hand however, some serious negative implications of SM have repeatedly been highlighted in recent years, pointing at various SM threats for society, and its teenagers in particular: from common issues (e.g. digital addiction and polarization) and manipulative influences of algorithms to teenager-specific issues (e.g. body stereotyping). The full impact of current SM platform design -- both at an individual and societal level -- asks for a comprehensive evaluation and conceptual improvement. We extend measures of Collective Well-Being (CWB) to SM communities. As users' relationships and interactions are a central component of CWB, education is crucial to improve CWB. We thus propose a framework based on an adaptive "social media virtual companion" for educating and supporting the entire students' community to interact with SM. The virtual companion will be powered by a Recommender System (CWB-RS) that will optimize a CWB metric instead of engagement or platform profit, which currently largely drives recommender systems thereby disregarding any societal collateral effect. CWB-RS will optimize CWB both in the short term, by balancing the level of SM threat the students are exposed to, as well as in the long term, by adopting an Intelligent Tutor System role and enabling adaptive and personalized sequencing of playful learning activities. This framework offers an initial step on understanding how to design SM systems and embedded educational interventions that favor a more healthy and positive society

Performance of the CMS Cathode Strip Chambers with Cosmic Rays

The Cathode Strip Chambers (CSCs) constitute the primary muon tracking device in the CMS endcaps. Their performance has been evaluated using data taken during a cosmic ray run in fall 2008. Measured noise levels are low, with the number of noisy channels well below 1%. Coordinate resolution was measured for all types of chambers, and fall in the range 47 microns to 243 microns. The efficiencies for local charged track triggers, for hit and for segments reconstruction were measured, and are above 99%. The timing resolution per layer is approximately 5 ns

Aligning the CMS Muon Chambers with the Muon Alignment System during an Extended Cosmic Ray Run

Peer reviewe

A study of the use of natural language processing for conversational agents

Language is a mark of humanity and conscience, with the conversation (or dialogue) as one of the most fundamental manners of communication that we learn as children. Therefore one way to make a computer more attractive for interaction with users is through the use of natural language. Among the systems with some degree of language capabilities developed, the Eliza chatterbot is probably the first with a focus on dialogue. In order to make the interaction more interesting and useful to the user there are other approaches besides chatterbots, like conversational agents. These agents generally have, to some degree, properties like: a body (with cognitive states, including beliefs, desires and intentions or objectives); an interactive incorporation in the real or virtual world (including perception of events, communication, ability to manipulate the world and communicate with others); and behavior similar to a human (including affective abilities). This type of agents has been called by several terms, including animated agents or embedded conversational agents (ECA). A dialogue system has six basic components. (1) The speech recognition component is responsible for translating the user’s speech into text. (2) The Natural Language Understanding component produces a semantic representation suitable for dialogues, usually using grammars and ontologies. (3) The Task Manager chooses the concepts to be expressed to the user. (4) The Natural Language Generation component defines how to express these concepts in words. (5) The dialog manager controls the structure of the dialogue. (6) The synthesizer is responsible for translating the agents answer into speech. However, there is no consensus about the necessary resources for developing conversational agents and the difficulties involved (especially in resource-poor languages). This work focuses on the influence of natural language components (dialogue understander and manager) and analyses, in particular the use of parsing systems as part of developing conversational agents with more flexible language capabilities. This work analyses what kind of parsing resources contributes to conversational agents and discusses how to develop them targeting Portuguese, which is a resource-poor language. To do so we analyze approaches to the understanding of natural language, and identify parsing approaches that offer good performance, based on which we develop a prototype to evaluate the impact of using a parser in a conversational agent.linguagem é uma marca da humanidade e da consciência, sendo a conversação (ou diálogo) uma das maneiras de comunicacão mais fundamentais que aprendemos quando crianças. Por isso uma forma de fazer um computador mais atrativo para interação com usuários é usando linguagem natural. Dos sistemas com algum grau de capacidade de linguagem desenvolvidos, o chatterbot Eliza é, provavelmente, o primeiro sistema com foco em diálogo. Com o objetivo de tornar a interação mais interessante e útil para o usuário há outras aplicações alem de chatterbots, como agentes conversacionais. Estes agentes geralmente possuem, em algum grau, propriedades como: corpo (com estados cognitivos, incluindo crenças, desejos e intenções ou objetivos); incorporação interativa no mundo real ou virtual (incluindo percepções de eventos, comunicação, habilidade de manipular o mundo e comunicar com outros agentes); e comportamento similar ao humano (incluindo habilidades afetivas). Este tipo de agente tem sido chamado de diversos nomes como agentes animados ou agentes conversacionais incorporados. Um sistema de diálogo possui seis componentes básicos. (1) O componente de reconhecimento de fala que é responsável por traduzir a fala do usuário em texto. (2) O componente de entendimento de linguagem natural que produz uma representação semântica adequada para diálogos, normalmente utilizando gramáticas e ontologias. (3) O gerenciador de tarefa que escolhe os conceitos a serem expressos ao usuário. (4) O componente de geração de linguagem natural que define como expressar estes conceitos em palavras. (5) O gerenciador de diálogo controla a estrutura do diálogo. (6) O sintetizador de voz é responsável por traduzir a resposta do agente em fala. No entanto, não há consenso sobre os recursos necessários para desenvolver agentes conversacionais e a dificuldade envolvida nisso (especialmente em línguas com poucos recursos disponíveis). Este trabalho foca na influência dos componentes de linguagem natural (entendimento e gerência de diálogo) e analisa em especial o uso de sistemas de análise sintática (parser) como parte do desenvolvimento de agentes conversacionais com habilidades de linguagem mais flexível. Este trabalho analisa quais os recursos do analisador sintático contribuem para agentes conversacionais e aborda como os desenvolver, tendo como língua alvo o português (uma língua com poucos recursos disponíveis). Para isto, analisamos as abordagens de entendimento de linguagem natural e identificamos as abordagens de análise sintática que oferecem um bom desempenho. Baseados nesta análise, desenvolvemos um protótipo para avaliar o impacto do uso de analisador sintático em um agente conversacional

Distinction of linguistic groups through linguistic performance

A aquisição e o desempenho de linguagem humana é um processo pelo qual todas as pessoas passam. No entanto, esse processo não é completamente entendido, o que gera amplo espaço para pesquisa nessa área. Além disso, mesmo após o processo de aquisição da linguagem pela criança estar completo, ainda não há garantia de domínio da língua em suas diferentes modalidades, especialmente de leitura e escrita. Recentemente, em 2016, divulgou-se que 49,3% dos estudantes brasileiros não possuem proficiência de compreensão de leitura plena em português. Isso é particularmente importante ao considerarmos a quantidade de textos disponíveis, mas não acessíveis a pessoas com diferentes tipos de problemas de proficiência na língua. Sob o ponto de vista computacional, há estudos que visam modelar os processos de aquisição da linguagem e medir o nível do falante, leitor ou redator. Em vista disso, neste trabalho propomos uma abordagem computacional independente de idioma para modelar o nível de desenvolvimento linguístico de diferentes tipos de usuários da língua, de crianças e adultos, sendo a nossa proposta fortemente baseada em características linguísticas. Essas características são dependentes de corpora orais transcritos, no segmento de crianças, e de corpora escritos, no segmento de adultos. Para alcançar esse modelo abrangente, são considerados como objetivos a identificação de atributos e valores que diferenciam os níveis de desenvolvimento da linguagem do indivíduo, assim como o desenvolvimento de um modelo capaz de indicá-los. Para a identificação dos atributos, utilizamos métodos baseados em estatística, como o teste de hipóteses e divergência de distribuição. A fim de comprovar a abrangência da abordagem, realizamos experimentos com os corpora que espelham diferentes etapas do desenvolvimento da linguagem humana: (1) etapa de aquisição da linguagem oral de pela criança e (2) etapa pós aquisição, através da percepção de complexidade da linguagem escrita. Como resultados, obtivemos um grande conjunto anotado de dados sobre aquisição e desempenho de linguagem que podem contribuir para outros estudos. Assim como um perfil de atributos para os vários níveis de desenvolvimento. Também destacamos como resultados, os modelos computacionais que identificam textos quanto ao nível de desenvolvimento de linguagem. Em especial, o são resultados do trabalho o modelo de identificação de palavras complexas, que ultrapassou o estado da arte para o corpus estudado, e o modelo de identificação de idade de crianças que ultrapassou os baselines utilizados, incluindo uma medida clássica de desenvolvimento linguístico.Language acquisition and language performance is a process by which all the people experience. However, this process is not completely understood, which creates room for research in this area. Moreover, even after the acquisition process by a child is completed, there is still no guarantee of language proficiency in different modalities, specially reading and writing. Recently, in 2016, OECD/PIAAC released that 49,3% of Brazilian students do not have written and read proficiency in Portuguese. This is more important when we take into account the large number of available text, but they are not accessible by people with different types of language proficiency issues. In computational point of view, there are some studies which aim to model the language acquisition process and measure the speaker level. For that, we propose an computational approach independent of language to model language development level of different types of language users, children and adults. In that sense our proposal is highly based on linguistics features. Those features dependents of transcript oral corpora from children and adults. To achieve this model, we considered aim to identify attributes and values able to differentiate between leves of development by an individual, as well the desenvolvimento of a model able to indicate them. The attribute identification are based on statistical methods such as hypothesis testing and divergence distribution. Aiming to validate our approach, we performed experiments with the corpora that reflect at different stages of development of human language: (1) oral language acquisition by a child and (2) post-acquisition stage, through the perception of difficulty of written language. With this work, we obtained a large corpus of annotated language acquisition data that can contribute to the acquisition of other studies. We also build an attribute profile of the development levels. From all of our results we highlight the computer models that identify texts and language development level. In particular, the complex word identification model that exceeded the state of the art for the studied corpus, and the children age identifier model, who exceeded the baselines, including a classic measure of language development

Distinction of linguistic groups through linguistic performance

A aquisição e o desempenho de linguagem humana é um processo pelo qual todas as pessoas passam. No entanto, esse processo não é completamente entendido, o que gera amplo espaço para pesquisa nessa área. Além disso, mesmo após o processo de aquisição da linguagem pela criança estar completo, ainda não há garantia de domínio da língua em suas diferentes modalidades, especialmente de leitura e escrita. Recentemente, em 2016, divulgou-se que 49,3% dos estudantes brasileiros não possuem proficiência de compreensão de leitura plena em português. Isso é particularmente importante ao considerarmos a quantidade de textos disponíveis, mas não acessíveis a pessoas com diferentes tipos de problemas de proficiência na língua. Sob o ponto de vista computacional, há estudos que visam modelar os processos de aquisição da linguagem e medir o nível do falante, leitor ou redator. Em vista disso, neste trabalho propomos uma abordagem computacional independente de idioma para modelar o nível de desenvolvimento linguístico de diferentes tipos de usuários da língua, de crianças e adultos, sendo a nossa proposta fortemente baseada em características linguísticas. Essas características são dependentes de corpora orais transcritos, no segmento de crianças, e de corpora escritos, no segmento de adultos. Para alcançar esse modelo abrangente, são considerados como objetivos a identificação de atributos e valores que diferenciam os níveis de desenvolvimento da linguagem do indivíduo, assim como o desenvolvimento de um modelo capaz de indicá-los. Para a identificação dos atributos, utilizamos métodos baseados em estatística, como o teste de hipóteses e divergência de distribuição. A fim de comprovar a abrangência da abordagem, realizamos experimentos com os corpora que espelham diferentes etapas do desenvolvimento da linguagem humana: (1) etapa de aquisição da linguagem oral de pela criança e (2) etapa pós aquisição, através da percepção de complexidade da linguagem escrita. Como resultados, obtivemos um grande conjunto anotado de dados sobre aquisição e desempenho de linguagem que podem contribuir para outros estudos. Assim como um perfil de atributos para os vários níveis de desenvolvimento. Também destacamos como resultados, os modelos computacionais que identificam textos quanto ao nível de desenvolvimento de linguagem. Em especial, o são resultados do trabalho o modelo de identificação de palavras complexas, que ultrapassou o estado da arte para o corpus estudado, e o modelo de identificação de idade de crianças que ultrapassou os baselines utilizados, incluindo uma medida clássica de desenvolvimento linguístico.Language acquisition and language performance is a process by which all the people experience. However, this process is not completely understood, which creates room for research in this area. Moreover, even after the acquisition process by a child is completed, there is still no guarantee of language proficiency in different modalities, specially reading and writing. Recently, in 2016, OECD/PIAAC released that 49,3% of Brazilian students do not have written and read proficiency in Portuguese. This is more important when we take into account the large number of available text, but they are not accessible by people with different types of language proficiency issues. In computational point of view, there are some studies which aim to model the language acquisition process and measure the speaker level. For that, we propose an computational approach independent of language to model language development level of different types of language users, children and adults. In that sense our proposal is highly based on linguistics features. Those features dependents of transcript oral corpora from children and adults. To achieve this model, we considered aim to identify attributes and values able to differentiate between leves of development by an individual, as well the desenvolvimento of a model able to indicate them. The attribute identification are based on statistical methods such as hypothesis testing and divergence distribution. Aiming to validate our approach, we performed experiments with the corpora that reflect at different stages of development of human language: (1) oral language acquisition by a child and (2) post-acquisition stage, through the perception of difficulty of written language. With this work, we obtained a large corpus of annotated language acquisition data that can contribute to the acquisition of other studies. We also build an attribute profile of the development levels. From all of our results we highlight the computer models that identify texts and language development level. In particular, the complex word identification model that exceeded the state of the art for the studied corpus, and the children age identifier model, who exceeded the baselines, including a classic measure of language development