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1以AIML為基礎之智慧型代理人知識對話系統劉振隆陳冠樺、黃毓慧、鄭紫岑義守大學資訊管理學系Email:jlliu@isu.edu.tw摘要隨著科技融入教學與網際網路的普及，教學方式不斷地創新，在網路上收集新知應用到教學變得相當地重要，並經由智慧型代理人自動化的進行收集資料、整理資料以及擷取到新知識。應用人工智慧可將人類對各種問題及事物，所引起的思考、判斷、推理、解決問題、計畫及決策等過程，將之分解成一連串的基本步驟，利用程式設計方法，使知識可適切地被表達，並賦予電腦學習的架構，利用機器學習的成果以解決或處理各種更複雜的問題。本專題研究採用AIML（ArtificialIntelligenceMarkupLanguage）為基礎之語法，建構智慧型代理人系統藉由鍵盤鍵入我們的提問問題讓機器人來解答並解決我們的疑惑，同時這些智慧型機器人將學習我們的技術、分享我們的目標和價值。這些機器人不僅在家中照顧我們，還會執行目前由人類腦力進行的工作，例如診斷疾病和建議治療方法。本研究賦予此代理人具體的形象與角色個性，設計知識問答，依照使用者輸入的文字判斷使用者的所需並解之相關知識。受限於語意分析的難度，目前只做到單一對話雛型建立，並測試人工智慧、知識管理與基因演算法等三方面之領域知識。關鍵字：智慧型代理人（IntelligentAgents）、人工智慧（ArtificialIntelligence）、領域知識。2壹、緒論1.1研究動機與目的近年來，在科技日新月異的衝擊下，智慧型的技術將被視為具有舉足輕重的影響力。當然，我們日常生活中也漸漸增加許多相關的應用。因為閱讀過了相關論文之後，代理人機制是我們所想要共同研討及了解的。因此，本組成員決定以人工智慧來作為研究主題，並且依研究的成果，來製作一個最基礎的代理人（Agent）系統。常常在日常生活中，我們所接觸的是大略的重點，當我們深入了解後，深覺我們對於身邊的事物，應該要抱有求知的態度，這樣才能擁有更多的收穫。1.2研究流程我們是採用AIML（ArtificialIntelligenceMarkupLanguage）語法寫，類似使用Alice機器人的機制方式，解答詢問者的疑惑，雖然這是一個簡單的知識傳遞之對話機制，但對我們來說，是我們的研究一大步，不僅僅學到如何獨立的學習，也深刻地體會到研究學術之辛苦。本專題之研究流程圖及時程甘特圖分別為圖1.1和圖1.2。圖1.1研究流程圖研擬主題立訂主題蒐集相關書面論文設計系統架構建置知識庫完成雛型系統模擬與執行關係探討與結論33月4月5月6月7月8月9月10月11月研擬主題資料收集文獻探討系統架構設計資料庫設計實際上機測試結案報告圖1.2時程甘特圖41.3研究範圍本專題之智慧型代理人所提供之知識庫中包含基因演算法、智慧型代理人、知識管理三個主題。基因演算法是一種套用達爾文的演化論的檢索方法，源自於自然界中物競天擇，適者生存的特性，模擬生物間的競爭，存活者得以繁衍下一代的觀念，應用於最佳化工程之計算時，以隨機方式同時產生多組解，較佳的解將被留下運算，如此多次疊代即可求出最佳解的過程。基因演算法基本理論基因演算法是模仿生物進化遺傳的過程，三個主要的運算子﹕複製（Reproduction）、交配（Crossover）、突變（Mutation），應用此基本觀念即可完成演算法之運算。智慧型代理人具備反應力(Reactivity)、主動能力(Proactiveness)、社交能力(SocialAbility)，智慧型代理人它能與其它的代理人進行溝通，以達到其設計目標。知識管理是一種過程，協助個人、企業或團體創造出有用的資訊，例如客戶有接觸經驗的其他員工或類似相同的工作經驗員工。且他們也必需持續的與他們的客戶交換資訊，再加上他們也經常需要外部資訊，如市場記憶、集合、儲存公司的學習，使員工離職時的影響最小，而這個記憶不只是對於員工要完成每天的工作是重要的，而且在快速有效的訊練新員工上更是不可少的。圖1.3GarryKasparov與DeepBlue下西洋棋圖51.4知識管理的示意圖1.5基因演算法的示意圖6貳、文獻探討2.1智慧型代理人人工智慧有一個目的就是就是讓機器聰明一點，這也是我們現階段的重要目標。以一個比較低層次之期待或要求的角度來看，是要讓機器如何比較好用，有效率，有效能來協助人們來完成一些工作。當然，以長遠來看，我們更希望從研究「人工智慧」的過程中知道真正的「智慧」是什麼，進而模仿它。過去智慧型代理人的應用像是機器人、生產線的機器或是以前具跨時代性的大型電腦等，智慧型代理人能蒐集到的資訊有限，所以難以下判斷。智慧型代理人（IntelligentAgents）是近十年來的新興資訊技術與概念。網際網路興起，資訊的供給與需求大幅而快速地增加，上網搜尋資料，已成為現代人習以為常的活動之一。智慧型代理人（IntelligentAgents），簡單來說，是一種能在使用者指定的環境下持續並自動執行指令，且能在不需使用者干預的情況下針對環境的改變作出適當的動作及回應的軟體系統，但並不全然的代理人都是具有智慧的。它也是一種研究，它嘗試從學習人的思想及行為模式知決策判斷的方式去看、去想與去瞭解，到底我們該怎樣去處理事情是比較好的、比較快速的。進而透過一種特殊設計的機器去呈現與執行這樣一個過程。從資訊學的角度來看，是透過一個啟發性的法則，來完成這樣一個過程。從智慧型代理人應該具備什麼樣的特性與能力的角度來回答這個問題(WoodridgeandJenning1995)。WooldridgeandJenning列出智慧型代理人應具備的能力如下：1.反應力(Reactivity)：智慧型代理人能夠認知到環境的變化，並採取適當的行動以因應環境的改變。2.主動能力(Proactiveness)：智慧型代理人能夠以採取符合自己的設計目標活動，來顯示其行為是以目標為基礎行為(goal-directedbehavior)。3.社交能力(SocialAbility)：智慧型代理人能夠與其他的代理人進行溝通，達到設計目標。過去傳統的機械式機器，在過去的時代具有跨時代的意義下發展，隨著網際網路的流行，代理人在網際網路上亦大行其道，舉凡搜尋軟體、遠距教學、電子化政府系統、數位圖書館、行動代理人、知識管理、基因演算法…等等，不勝枚舉。人工智慧並不限於應用在資訊科學。還有許多其他不同學科領域與人工智慧相關。人工智慧的技術也被應用在人類基因圖譜的完成與生物科技所需的資料解碼、分類等。在企管、財經等管理科學上以及醫學上，決策與診斷模式的研究也用到人工智慧。在經濟、政治等社會科學方面也有學者利用人工智慧的技術來建構社會互動的理論模型。此外，在心理學及認知科學方面，人工智慧的技術則被用來模擬人類的行為，以驗證理論的正確性。使用者對話的虛擬助理網際網路智慧型資訊代理人來幫忙使用者搜尋、監控並自動通報相關的資訊能自動翻譯技術文件手冊的翻譯軟體能以歌聲點播的卡拉OK、股市分析與預測軟體。現今常見的人工智慧應用：自動化機器（人）、電腦視覺系統、自動化目標偵測系統…等等；商業：商業決策分析、預估、財務工程、客戶關係管理…等等；醫療：生物資訊學、疾病診斷…等。7人工智慧提供了一套簡單，具結構化的方法來設計可協助我們做決策的程式。最具有突破性及實用性當以專家系統為代表，目前己有許多的實際應用，一個專家系統由知識庫(KnowledgeBase)和推論引擎(InferenceEngine)等機構所組成。當我們付予它某一領域的專家知識時，它便能如同是人類專家一樣去求解問題並提供最適當的意見。AI的技術己經應用到許多的領域上了。以下是部份的應用範圍：1.專家系統(ExpertSystem)。2.自然語言處理(NaturalLanguageUnderstanding)。3.電腦視覺(ComputerVision)。4.語音辨識(SpeechUnderstanding)：辨識對方說出的字，不一定要辨識出意義。5.機器人應用(RoboticApplication)。6.類神經網路(ArtificialNeuralNetwork)：一種智慧系統，使用類似人類大腦處理功能的架構來進行算。（如圖2.1）圖2.1類神經網路輸入與輸出圖7.智慧型代理人(IntelligentAgent)：具有某些程度的獨立性與自主性，可憑知識或代表使用者的使用目標或想法，代表使用者去完成某些作業。82.2代理人分類簡介（一）、介面代理人介面，即是傳遞人機之間所有的交流溝通，其中較狹義的部份則包含顯示部份與輸入裝置。在資訊科學的軟體人體工學中，使用者即透過介面去理解與人互動的程式。介面代理人的內涵不在於介面的形式，而在於電腦是否能主動的提供服務，就像一個老練的英國管家。目前的人機介面通常是以所謂的直接操作（DirectManipulation）的方式來進行，反之，若配備介面代理人，電腦就能自行為使用者設想，主動提供服務。圖2.2介面代理人示意圖（二）、助教代理人在輔助教學上，則利用資料庫系統記錄學生的學習行為及互動關係，並在人工智慧的技術上，可以將代理人、資料探勘及溝通網路分析技術等來幫助教師觀察及分析學生的學習特徵及互動關係，並幫助教師依此尋找影響群體學習成效的因素，預測學習表現，提供教學策略決策時所需的資訊，進而有效提升學生在網路環境中之學習效果。另外MicrosoftOffice系列所搭配的小幫手，也是一種助教代理人。小幫手內含以貝氏網路（BayesianNetwork）為基礎的自動推論引擎，可以依使用者的使用狀況做適當的提示，或針對使用者的問題做診斷並提出解決方法。圖2.3MicrosoftOffice中的小幫手角色9（三）、擬人化的代理人擬人化電腦的研究最早是具有按照個別使用者需求，智慧資料蒐尋的功能，即是「智慧型代理人」研究關心的核心問題；也可以讓使用者以語音輸入的方式存取資料，即是「社會化使用者界面」的研究重點。（四）、資訊代理人為了蒐集、整合網路上的資訊，可以佈署成群的資訊代理人來代理使用者瀏覽特定之網路資訊來源。搜尋引擎用來蒐集網頁的Spider或WebCrawler程式也可算是簡單的資訊代理人，但這些程式通常只是把網頁整頁下載下來，而且只能沿著有URL網址的超連結來蒐集網頁。較先進的資訊代理人，能自動執行填入關鍵字、勾選選項等動作，因此也能蒐集到動態產生的網頁。同時，先進的資訊代理人還能『理解』網頁的內容，將網頁內容加上特定的標記（Tag）以便於其他應用程式可以利用。（五）、移動式代理人移動式代理人或稱行動代理人（MobileAgent）是一種能夠同時一邊在各電腦終端間移動，一邊能夠自主地分散運算處理的一種程式。一個行動代理人系統需要含括許多層面的技術，基本上包含了網路傳輸、代理人控制、動態載入以及遷移方式等。它具有提高分散計算系統效率性及便利性，同時又可降低分散式系統上的傳遞延遲與電腦間傳送次數等優點，因此可以說是在分散式處理系統中相當受到矚目的。行動代理人在目前之主要應用有遠端資料檢索、並列處理、機動式監控系統、Workflow、MailSystem、分散即時處理、軟體元件、NetworkSecurity、ActiveNetwork…等。如Google的好手氣按鈕以及Msn搜尋的搜尋預覽功能。圖2.4Google搜尋畫面圖2.5Msn搜尋的搜尋預覽功能（六）、代工(Proxy)代理人引進由範例式推理(Case-BasedReasoning)、規則式推理(Rule-BasedReasoning)、及查詢預測(QeuryPrediction)所構成的智慧式三層(Three-tier)解答尋找機制來做FAQ的擷取，可有效降低資料庫的擷取負擔並改善解答的回應時間。102.3智慧型代理人技術探討2.3.1智慧型代理人的溝通語言智慧型代理人進行知識工作時所需要進行的溝通模式，可以利用本體論（Ontology）與工作流程的方式來建構。根據Gruber（1995）的定義，本體論是一組對於某種概念（Concept）的明確的、正式的定義，通常以語意網路