自然言語ユーザーインターフェース

自然言語ユーザーインターフェース（LUIまたはNLUI ）は、動詞、句、節などの言語現象がソフトウェアアプリケーションでデータを作成、選択、変更するためのUIコントロールとして機能するコンピュータヒューマンインターフェースの一種です。チャットボットは自然言語インターフェースの一般的な実装であり、ユーザーが会話形式のテキストや音声を通じてソフトウェアと対話できるようにします。^{[ 1 ]}

インターフェース設計において、自然言語インターフェースは速度と使いやすさから求められていますが、ほとんどが多種多様な曖昧な入力を理解するという課題を抱えています。^{[ 2 ]}自然言語インターフェースは、自然言語処理と計算言語学 の分野で活発に研究されている領域です。直感的で汎用的な自然言語インターフェースは、セマンティックWebの積極的な目標の1つです。

テキストインターフェースは、程度の差こそあれ「自然」である。多くの形式的な（非自然な）プログラミング言語は、人間の自然言語の慣用表現を取り入れている。同様に、従来のキーワード検索エンジンは、「浅い」自然言語ユーザーインターフェースと表現できるだろう。

自然言語検索エンジンは、理論的にはユーザーの質問に対して的を絞った回答を見つけ出します（キーワード検索とは異なります）。例えば、「米国のどの州が最も所得税が高いか？」という質問に対して、従来の検索エンジンは質問を無視し、「州」「所得」「税金」といったキーワードで検索します。一方、自然言語検索は、自然言語処理を用いて質問の本質を理解し、その質問に対する回答を含むWeb上のサブセットを検索して返します。これがうまく機能すれば、質問が検索結果に含まれるため、キーワード検索エンジンの結果よりも関連性が高くなります。

プロトタイプのNlインターフェースは、すでに60年代後半から70年代前半に登場していた。^{[ 3 ]}

• SHRDLUは、仮想の「ブロックワールド」でブロックを操作する自然言語インターフェースです。
• Lunarは、ウィリアム・A・ウッズによる、アポロ11号の月面岩石の化学分析を含むデータベースへの自然言語インターフェースです。
• Chat-80 は英語の質問をProlog式に変換し、それを Prolog データベースに対して評価しました。Chat-80 のコードは広く流通し、他のいくつかの実験的な Nl インターフェースの基礎となりました。オンライン デモは LPA の Web サイトで利用できます。^{[ 4 ]}
• 1964年から1966年にかけてMITのジョセフ・ワイゼンバウムによって書かれたELIZAは、心理療法士を模倣し、スクリプトに対するユーザーの反応を処理することで動作した。人間の思考や感情に関する情報をほとんど使用せずに、DOCTORスクリプトは驚くほど人間らしいやり取りを提供することがあった。オンラインデモはLPAのウェブサイトで見ることができる。^{[ 5 ]}
• Janusは、時間に関する質問に対応できる数少ないシステムの一つでもある。
• Intellectは、 Trinzic（AICorpとAionの合併によって設立された企業）の子会社です。
• BBNのParlanceは、 Rus およびIrusシステムの開発で得られた経験に基づいて構築された。
• IBM Languageaccess
• シマンテックからのQ& A
• Natural Language Inc.のDatatalker
• BIM Systems社のLoqui 。
• 言語技術株式会社の英語ウィザード。

自然言語インターフェースは、これまでユーザーにコンピュータを擬人化させたり、少なくとも機械に実際以上の知能を付与させたりする傾向を招いてきた。ユーザー側からすれば、これはシステムの能力に対する非現実的な期待につながる。ユーザーがシステムに過剰な能力を期待すると、システムの限界を理解することが難しくなり、最終的には、 1970年代から80年代のAIの冬のように、システムが期待通りに動作しなかった場合に失望を招くことになるだろう。

1995年の論文「データベースへの自然言語インターフェース – 入門」では、いくつかの課題について説明しています。^{[ 3 ]}

修飾子アタッチメント

「会社に所属する運転免許証保持者全員をリストアップしてください」という依頼は、会社が運転免許証を保有できないことを知っている場合を除いて、曖昧です。

接続詞と選言

「カリフォルニア州とアリゾナ州に居住するすべての応募者をリストアップする」という指示は、人が同時に2つの場所に住むことはできないと分かっていない限り、曖昧です。

照応解決

自己参照クエリにおいて、ユーザーが「彼」「彼女」「それ」のいずれを意味しているのかを判別する。

より一般的に考慮すべきその他の目標としては、インターフェースの速度と効率性があります。あらゆるアルゴリズムにおいて、これら2つの点は、ある手法が他の手法よりも優れているかどうか、ひいては市場でより大きな成功を収めるかどうかを決定づける主要な要素となります。さらに、複数の言語サイトにわたるローカライズには、特別な配慮が必要です。これは、ほとんどの言語間で文構造や言語構文が異なるためです。

最後に、使用する手法に関して言えば、解決すべき主な課題は、国籍、性別、年齢に関係なく、あらゆる種類の声を認識できる汎用アルゴリズムを作成することです。同じ単語やフレーズを話す話者であっても、抽出された特徴量には大きな違いがあるため、これをうまく克服する必要があります。

自然言語インターフェースは、さまざまな用途に利用される技術を生み出している。

主な用途は以下のとおりです。

• 音声認識（ASR）システムの最も一般的な用途は、音声入力です。これには、医療文書の書き起こし、法律文書やビジネス文書の作成、一般的なワープロ作業などが含まれます。場合によっては、システムの精度を高めるために特殊な語彙が使用されます。
• コマンドおよび制御システムとは、システム上で機能や動作を実行するように設計された音声認識（ASR）システムのことです。「ネットスケープを開く」や「新しいxtermを起動する」といった発話は、まさにそうした動作を実行します。
• 電話システム、特に一部のPBX/ボイスメールシステムでは、発信者がボタンを押す代わりに音声コマンドで特定の音を送信できる。
• ウェアラブルデバイスの場合、入力方法が限られているため、音声入力は自然な選択肢となる。
• 医学的、障害的な理由から、反復性ストレス障害（RSI）、筋ジストロフィーなど、身体的な制限のためにタイピングが困難な人が多くいます。例えば、聴覚に障害のある人は、電話に接続されたシステムを使って、発信者の音声をテキストに変換することができます。
• 組み込みアプリケーション、特に一部の新型携帯電話には、「コールホーム」などの発話を可能にするC&C音声認識機能が搭載されています。これは、自動音声認識とLinuxの将来において重要な要素となる可能性があります。

以下に、自然言語認識を利用し、上記に挙げたユーティリティを統合しているアプリケーションの一部を挙げ、その名称と定義を示します。

その他

• Ask.com – Ask Jeeves（Ask.com）の当初の構想は、従来のキーワード検索に加え、日常的な自然言語で質問した内容に対する回答を得る機能でした。現在のAsk.comもこのコンセプトを維持しつつ、数学、辞書、単位変換に関する質問にも対応しています。
• Braina ^{[ 9 ]} – BrainaはWindows OS用の自然言語インターフェースで、英語の文章を入力または話すことで特定のアクションを実行したり情報を検索したりできます。

• GNOME Do – GNOME環境のさまざまなアーティファクト（アプリケーション、EvolutionおよびPidginの連絡先、Firefoxのブックマーク、Rhythmboxのアーティストとアルバムなど）をすばやく見つけて、それらに対して基本的なアクション（起動、開く、メール送信、チャット、再生など）を実行できます。^{[ 10 ]}
• hakia – hakiaはインターネット検索エンジンでした。同社は、オントロジー意味論、ファジー論理、計算言語学、数学といった分野を組み合わせたSemanticRankアルゴリズムを用いた、インデックス作成に代わる新しいインフラストラクチャを開発しました。hakiaは2014年に閉鎖されました。
• Lexxe – Lexxeは、自然言語処理（意味検索）を用いて検索を行うインターネット検索エンジンでした。キーワード、フレーズ、質問などを用いて検索が可能で、「Wikipediaは何年前のものですか？」といった検索ができました。Lexxeは2015年に検索エンジンサービスを終了しました。
• Pikimal – Pikimalは、ユーザーの好みに合わせた自然言語処理を用いて、テンプレートに基づいた検索結果の推奨を行っていました。Pikimalは2015年にサービスを終了しました。
• Powerset – 2008年5月11日、同社はキーワードではなく会話的なフレーズを使用してWikipediaの固定サブセットを検索するツールを発表した。 ^{[ 11 ]} 2008年7月1日、同社はMicrosoftに買収された。^{[ 12 ]}
• Q-go – Q-goテクノロジーは、企業のウェブサイトや社内イントラネット上で、自然な文章やキーワード入力で入力されたユーザーからの問い合わせに対し、適切な回答を提供する技術です。Q-goは2011年にRightNow Technologiesに買収されました。
• Yebol – Yebol は、知識ベースのセマンティック検索プラットフォームを開発した垂直型「意思決定」検索エンジンでした。Yebol の人工知能と人間の知能を融合させたアルゴリズムは、検索結果、Web サイト、ページ、コンテンツを自動的にクラスタリングおよび分類し、人間の当初の意図により近い視覚的にインデックス化された形式で表示しました。Yebol は、関連キーワードや Web ページを分析するために、関連付け、ランキング、クラスタリング アルゴリズムを使用しました。Yebol は、自然言語処理、メタ合成エンジニアリングされたオープンな複雑システム、および機械アルゴリズムを人間の知識と統合して、各クエリに対して相関、クラスタリング、分類アルゴリズムを使用して知識クエリを自動的に生成し、それを保持して前方に再生成することで、実際に「学習」する Web ディレクトリを構築しました。^{[ 13 ]}
• Celia - HarmonyOS 6プラットフォーム上のHarmony Intelligent Agent Framework (HMAF)を搭載したHuaweiの仮想アシスタント。サードパーティのアプリ開発者は、専用のアルゴリズムなしで、インタラクティブな意思決定エージェントを構築できます。この「ユーザー意図中心」モデルにより、システムはユーザーのニーズに基づいて積極的に理解し、対応することができます。^{[ 14 ]}

• 対話型ユーザーインターフェース
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• 自然言語プログラミング
• 音声ユーザーインターフェース
• チャットボットとは、人間の会話をシミュレートするコンピュータープログラムである。
• ノイズテキスト
• 質問への回答
• 選択ベースの検索
• セマンティック検索
• セマンティッククエリ
• セマンティックウェブ