JP7400040B2 - Reinforcement learning agent for multidimensional dialogue act selection - Google Patents
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Description
本明細書において説明される実施形態は、一般に、対話システムにおいて応答を生成するための方法およびデバイスに関する。 TECHNICAL FIELD Embodiments described herein generally relate to methods and devices for generating responses in interaction systems.
対話システム、たとえばタスク指向型音声対話システム(SDS)は、発話の使用を通じて人間がタスクを達成するのを助けるために人間と連続的に相互作用することができるシステムを含む。これらのタスクは、情報検索と、顧客サポートと、電子商取引と、物理環境制御と、人間とロボットの相互作用とを含むことができる。 Dialogue systems, such as task-oriented speech dialogue systems (SDS), include systems that can continuously interact with humans to help them accomplish tasks through the use of speech. These tasks can include information retrieval, customer support, electronic commerce, physical environment control, and human-robot interaction.
対話システムは、現在のユーザ入力および以前のユーザ入力(すなわち、ユーザターン)ならびにシステム出力(すなわち、システムターン)に関する情報を「対話状態」に組み込むことによって、対話で何が起こったのかを追跡する構成要素を含むことができる。 Dialogue systems track what happens in an interaction by incorporating information about current and previous user inputs (i.e., user turns) and system outputs (i.e., system turns) into an "interaction state." Can contain components.
対話システムの行動選択構成要素は、対話ポリシーおよび対話状態に基づいて、行動の固定されたセットから行動を選択する。 The action selection component of the dialogue system selects actions from a fixed set of actions based on the dialogue policy and the dialogue state.
対話内の発声は、多くの場合、複数の通信機能を有する。たとえば、タスクを先に移動させること、フィードバックを与え、フィードバックを引き出すこと、および誰が話す権利を有するかを管理すること(すなわち、ターン管理)である。複数の通信機能を用いた発声は、多機能発声と呼ばれる。ISO24617-2アノテーション規格は、多機能発声をサポートし、各次元が対話プロセスの異なる態様に専用である複数の次元を備えるアノテーション方式を規定するように設計される。 Utterances within a dialogue often have multiple communication functions. For example, moving tasks forward, giving and eliciting feedback, and managing who has the right to speak (i.e., turn management). Speech using multiple communication functions is called multifunctional speech. The ISO 24617-2 annotation standard is designed to support multifunctional utterances and define an annotation scheme with multiple dimensions, each dimension dedicated to a different aspect of the interaction process.
1つではなくいくつかの対話ポリシーによって意志決定プロセスが駆動される多次元対話システムが開発されてきた。この手法は、人間対話挙動の多機能性を反映する。この場合、各対話行為(DA)エージェントは、行動セットをもつそれ自体の対話ポリシーを有し、各対話行為(DA)エージェントは、多くても1つの対話行為候補を生成する。 Multidimensional interaction systems have been developed in which the decision-making process is driven by several interaction policies rather than one. This approach reflects the multifunctionality of human interaction behavior. In this case, each dialogue act (DA) agent has its own dialogue policy with a set of actions, and each dialogue act (DA) agent generates at most one dialogue act candidate.
多機能発声は、いくつかの異なる次元から対話行為の組み合わせを必要とする。しかしながら、いくつかの次元は、十分に独立していると考えられることはできない。たとえば、異なる次元からのいくつかの対話行為は、それらのうちの1つのみが出力されるべきであるように、互いと矛盾することがある。したがって、評価エージェント(EA)は、対話行為の最終的な組み合わせ候補を選択するために必要とされる。 Multifunctional speech requires a combination of dialogic acts from several different dimensions. However, some dimensions cannot be considered sufficiently independent. For example, several interaction acts from different dimensions may conflict with each other such that only one of them should be output. Therefore, an evaluation agent (EA) is required to select the final candidate combination of interaction acts.
配置は、単なる例となされ、図面と併せて取り上げられる、以下の詳細な説明から、より十分に理解および諒解されるであろう。 The arrangement will be better understood and appreciated from the following detailed description, which is given by way of example only and taken in conjunction with the drawings.
第1の態様によれば、対話システム内の応答を生成するためのコンピュータ実装方法であって、対話システムは、ユーザとの対話を行うためのものである、コンピュータ実装方法が提供される。この方法は、ユーザから発声を受け取ることと、この発声に基づいて対話状態を更新することと、この対話状態を識別する情報を生成することと、第1の対話行為エージェントによって、第1の機械学習モデルと対話状態を識別する情報とを使用して、行動候補の第1のセットから第1の行動候補を選択することであって、行動候補の第1のセットは第1の対話次元と関連づけられる、選択することと、第2の対話行為エージェントによって、第2の機械学習モデルと対話状態を識別する情報とを使用して、行動候補の第2のセットから第2の行動候補を選択することであって、行動候補の第2のセットは第2の対話次元と関連づけられる、選択することと、評価エージェントによって、第3の機械学習モデルと、第1の行動候補と、第2の行動候補とを使用して、出力行動を選択することであって、この出力行動は、第1の行動候補および/または第2の行動候補の組み合わせを備える、選択することと、出力行動に基づいてシステム応答を生成することとを備える。 According to a first aspect, a computer-implemented method is provided for generating a response in an interaction system, the interaction system being for interacting with a user. The method includes the steps of: receiving an utterance from a user; updating a dialog state based on the utterance; generating information identifying the dialog state; selecting a first action candidate from a first set of action candidates using the learning model and information identifying an interaction state, the first set of action candidates having a first interaction dimension; associated selecting and selecting, by a second interaction act agent, a second action candidate from the second set of action candidates using the second machine learning model and information identifying the interaction state. a second set of action candidates is associated with a second interaction dimension; selecting an output behavior based on the output behavior, the output behavior comprising a combination of the first behavior candidate and/or the second behavior candidate; and generating a system response.
一実施形態では、対話システムは、発声を受け取るためのマイクロホンを備える。 In one embodiment, the interaction system includes a microphone for receiving vocalizations.
一実施形態では、対話システムはスピーカを備え、方法は、スピーカを介してシステム応答を出力することをさらに備える。 In one embodiment, the interaction system includes a speaker, and the method further includes outputting the system response via the speaker.
一実施形態では、出力行動は、第1の行動候補と、第2の行動候補とを備える。 In one embodiment, the output behavior comprises a first candidate behavior and a second candidate behavior.
一実施形態では、出力行動は、第1の行動候補または第2の行動候補を備える。 In one embodiment, the output behavior comprises a first candidate behavior or a second candidate behavior.
一実施形態では、出力行動は、第1の行動候補と、第2の行動候補のどちらも備えず、好ましくは、出力行動は、応答が生成可能でないことを示す。 In one embodiment, the output behavior comprises neither the first candidate behavior nor the second candidate behavior, and preferably the output behavior indicates that no response can be generated.
一実施形態では、第1の機械学習モデル、第2の機械学習モデルおよび第3の機械学習モデルは、単一の、同じ、報酬信号を使用して独立して訓練される。 In one embodiment, the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model are trained independently using a single, same, reward signal.
一実施形態では、第1の機械学習モデルは第1の対話ポリシーを実施し、第2の機械学習モデルは第2の対話ポリシーを実施し、第3の機械学習モデルは第3の対話ポリシーを実施する。 In one embodiment, the first machine learning model enforces the first interaction policy, the second machine learning model enforces the second interaction policy, and the third machine learning model enforces the third interaction policy. implement.
一実施形態では、自然言語生成器は、テンプレートベースの自然言語生成器である。 In one embodiment, the natural language generator is a template-based natural language generator.
一実施形態では、対話状態は、対話中にシステムとユーザとの間で言及されている項目を備えるデータ構造を備える。 In one embodiment, the interaction state comprises a data structure comprising items that are mentioned between the system and the user during the interaction.
一実施形態では、各対話次元は、対話プロセスの異なる態様と関連づけられ、対話プロセスの前記態様に応答するための複数の行動と関連づけられる。 In one embodiment, each interaction dimension is associated with a different aspect of the interaction process and associated with multiple actions in response to said aspects of the interaction process.
一実施形態では、対話次元は、ISO25617-2アノテーション規格に従って規定された次元を備える。 In one embodiment, the interaction dimension comprises a dimension defined according to the ISO 25617-2 annotation standard.
一実施形態では、対話状態を識別する情報は、対話状態である。 In one embodiment, the information identifying the interaction state is the interaction state.
一実施形態では、対話状態を識別する情報は、対話状態から抽出された特徴セットである。 In one embodiment, the information identifying the interaction state is a set of features extracted from the interaction state.
一実施形態では、対話状態を識別する情報を生成することは、対話状態を識別する情報の第1のインスタンスを生成することと、対話状態を識別する情報の第2のインスタンスを生成することとを備え、第1の行動候補は、対話状態を識別する情報の第1のインスタンスに基づいて選択され、第2の行動候補は、対話状態を識別する情報の第2のインスタンスに基づいて選択される。 In one embodiment, generating the information identifying the interaction state includes: generating a first instance of the information identifying the interaction state; and generating a second instance of the information identifying the interaction state. , the first action candidate is selected based on the first instance of the information identifying the interaction state, and the second action candidate is selected based on the second instance of the information identifying the interaction state. Ru.
一実施形態では、対話状態を識別する情報の第1のインスタンスと、対話状態を識別する情報の第2のインスタンスは、対話状態特徴の異なるセットを備える。 In one embodiment, the first instance of the information identifying the interaction state and the second instance of the information identifying the interaction state comprise different sets of interaction state characteristics.
一実施形態では、システム応答は、自然言語生成器によって生成される。 In one embodiment, the system response is generated by a natural language generator.
一実施形態では、システム応答は発声である。 In one embodiment, the system response is a vocalization.
一実施形態では、出力行動を選択することは、第1の行動候補および/または第2の行動候補の各組み合わせに対して、対話状態ならばシステム応答としてそれぞれの組み合わせを選択することと関連づけられた推定累積報酬の標識を備える値のベクトルを生成することと、この値のベクトルに基づいて、出力行動を選択することとを備える。 In one embodiment, selecting the output action is associated with, for each combination of the first action candidate and/or the second action candidate, selecting the respective combination as a system response if in an interactive state. and selecting an output behavior based on the vector of values.
一実施形態では、値のベクトルは、訓練可能な重みの第1のセットによってパラメータ化される関数を使用して生成され、関数への入力は、対話状態を識別する情報であり、関数の出力は、各組み合わせに対する推定累積報酬である。 In one embodiment, the vector of values is generated using a function parameterized by a first set of trainable weights, the input to the function is information identifying the interaction state, and the output of the function is the estimated cumulative reward for each combination.
一実施形態では、関数は一次関数である。 In one embodiment, the function is a linear function.
一実施形態では、第3の機械学習モデルは、一次関数を実施するように構成された線形層を備える。 In one embodiment, the third machine learning model comprises a linear layer configured to implement a linear function.
一実施形態では、線形層は、(人工)ニューラルネットワークを使用して実施される。 In one embodiment, the linear layer is implemented using an (artificial) neural network.
一実施形態では、値のベクトルに基づいて出力行動を選択することは、行動確率のベクトルを生成するために値のベクトルを確率分布に変換することと、行動確率のベクトルに基づいて出力行動を選択することとを備える。 In one embodiment, selecting the output behavior based on the vector of values includes converting the vector of values into a probability distribution to generate a vector of behavior probabilities, and selecting the output behavior based on the vector of behavior probabilities. and selecting.
一実施形態では、値のベクトルは、値のベクトルにソフトマックス関数を適用することによって、確率分布に変換される。 In one embodiment, the vector of values is transformed into a probability distribution by applying a softmax function to the vector of values.
一実施形態では、確率分布は、正規化された確率分布である。 In one embodiment, the probability distribution is a normalized probability distribution.
一実施形態では、行動確率のベクトルを生成するために値のベクトルを確率分布に変換することは、値のベクトルを、変換された行動値のベクトルに変換することであって、この変換された行動値のベクトルは、ゼロ以上の値を備える、変換することと、所定の基準に基づいて、変換された行動値のベクトル中の第1の行動値をゼロに等しく設定することによって、マスクされた変換された行動値のベクトルを形成することと、行動確率のベクトルを形成するように、マスクされた変換された行動値のベクトルを正規化することとを備える。 In one embodiment, transforming a vector of values into a probability distribution to generate a vector of behavioral probabilities comprises transforming the vector of values into a vector of transformed behavioral values, The vector of behavior values is masked by transforming it to have a value greater than or equal to zero and setting the first behavior value in the transformed vector of behavior values equal to zero based on a predetermined criterion. forming a vector of masked transformed behavior values, and normalizing the vector of masked transformed behavior values to form a vector of behavior probabilities.
一実施形態では、変換された行動値のみのベクトルは、ゼロ以上の値を含む。 In one embodiment, the vector of transformed behavioral values only includes zero or more values.
一実施形態では、マスクされた確率のベクトルは、変換された行動値のベクトルを入力としてみなし、マスクされた確率のベクトルを出力として提供するように構成されたマスキング層によって形成される。 In one embodiment, the vector of masked probabilities is formed by a masking layer configured to take the vector of transformed behavioral values as input and provide the vector of masked probabilities as output.
一実施形態では、所定の基準は、無意味な組み合わせのリスト、および/または自然言語生成器などの下流構成要素によってサポートされない組み合わせのリストの少なくとも1つを備える。 In one embodiment, the predetermined criteria comprises at least one of a list of meaningless combinations and/or a list of combinations that are not supported by a downstream component, such as a natural language generator.
一実施形態では、第1の行動値をゼロに等しく設定することは、第1の行動候補および/または第2の行動候補の組み合わせを不可能にする。 In one embodiment, setting the first action value equal to zero disables combinations of the first action candidate and/or the second action candidate.
一実施形態では、第1の対話次元は、第2の対話次元と異なる。 In one embodiment, the first interaction dimension is different than the second interaction dimension.
一実施形態では、ユーザは、人間のユーザである。 In one embodiment, the user is a human user.
一実施形態では、対話システムは、マイクロホンを備え、ユーザから発声を受け取ることは、マイクロホンを介して受け取られる人間の発話の表現を生成することを備える。 In one embodiment, the interaction system comprises a microphone, and receiving speech from the user comprises generating a representation of the human speech received via the microphone.
一実施形態では、対話状態は、発声および対話状態の以前のインスタンスに基づいて更新される。 In one embodiment, the dialogue state is updated based on utterances and previous instances of the dialogue state.
一実施形態では、対話システムは、スピーカを備え、方法は、システム応答がユーザによって聞かれ得るように、スピーカを介して、システム応答を出力することをさらに備える。 In one embodiment, the interaction system comprises a speaker, and the method further comprises outputting the system response via the speaker so that the system response can be heard by a user.
第2の態様によれば、対話システムを訓練するためのコンピュータ実装方法であって、上記で説明された方法によりシステム応答を生成することと、このシステム応答をユーザに提供することと、強化学習を使用して、第1の機械学習モデルと、第2の機械学習モデルと、第3の機械学習モデルとを訓練することとを備える方法が提供される。 According to a second aspect, a computer-implemented method for training a dialogue system, comprising: generating a system response by the method described above; providing the system response to a user; and reinforcement learning. A method is provided comprising training a first machine learning model, a second machine learning model, and a third machine learning model using the method.
一実施形態では、ユーザは、模擬ユーザである。 In one embodiment, the user is a simulated user.
一実施形態では、強化学習を使用して、第1の機械学習モデルと、第2の機械学習モデルと、第3の機械学習モデルとを訓練することは、累積報酬を決定することと、この累積報酬に基づいて、第1の機械学習モデルと、第2の機械学習モデルと、第3の機械学習モデルとを訓練することとを備える。 In one embodiment, using reinforcement learning to train the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model includes determining a cumulative reward; training a first machine learning model, a second machine learning model, and a third machine learning model based on the cumulative reward.
一実施形態では、第1の機械学習モデル、第2の機械学習モデル、および第3の機械学習モデルは、線形値関数近似とともにモンテカルロ制御を使用して訓練される。 In one embodiment, the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model are trained using Monte Carlo control with linear value function approximation.
一実施形態では、第1の機械学習モデル、第2の機械学習モデル、および第3の機械学習モデルは、別個に訓練される。 In one embodiment, the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model are trained separately.
一実施形態では、累積報酬は、システム応答を提供することと対話を終了することとの間に取得される個々の報酬の合計である。 In one embodiment, the cumulative reward is the sum of the individual rewards obtained between providing the system response and terminating the interaction.
一実施形態では、第1の機械学習モデルは、訓練可能な重みの第1のセットによってパラメータ化される第1の関数に基づいて、第1の出力行動候補のための第1の推定累積報酬を推定するように構成され、累積報酬に基づいて第1の機械学習モデルを訓練することは、累積報酬と第1の推定累積報酬との差を決定することと、この差に基づいて、訓練可能な重みの第1のセットを更新することとを備える。 In one embodiment, the first machine learning model calculates a first estimated cumulative reward for the first output behavior candidate based on a first function parameterized by a first set of trainable weights. and training the first machine learning model based on the cumulative reward comprises: determining a difference between the cumulative reward and the first estimated cumulative reward; updating a first set of possible weights.
一実施形態では、差は、平均二乗誤差である。 In one embodiment, the difference is the mean squared error.
一実施形態では、訓練可能な重みの第1のセットを更新することは、勾配降下法を使用して、差に基づいて、重みの第1のセット内の各重みに対する重み変化を決定することを備える。 In one embodiment, updating the first set of trainable weights includes determining a weight change for each weight in the first set of weights based on the difference using gradient descent. Equipped with
一実施形態では、訓練可能な重みの第1のセットは、累積報酬(すなわち、「真の」累積報酬)と第1の推定累積報酬との差を最小にするように更新される。 In one embodiment, the first set of trainable weights is updated to minimize the difference between the cumulative reward (ie, the "true" cumulative reward) and the first estimated cumulative reward.
一実施形態では、第3の機械学習モデルは、訓練可能な重みの第2のセットによってパラメータ化された第2の関数に基づいて、出力行動のための第2の推定累積報酬を推定するように構成され、累積報酬に基づいて第3の機械学習モデルを訓練することは、累積報酬と第2の推定累積報酬との差を決定することと、この差に基づいて、訓練可能な重みの第2のセットを更新することとを備える。 In one embodiment, the third machine learning model is configured to estimate a second estimated cumulative reward for the output behavior based on a second function parameterized by a second set of trainable weights. and training a third machine learning model based on the cumulative reward comprises determining the difference between the cumulative reward and the second estimated cumulative reward and determining the trainable weights based on this difference. and updating the second set.
一実施形態では、累積報酬は、報酬の合計に基づき、この報酬の合計は、システム応答を提供するために生成される第1の報酬を備える。 In one embodiment, the cumulative reward is based on a total reward that comprises a first reward generated to provide a system response.
一実施形態では、第1の報酬は、第1の構成要素と第2の構成要素との合計を備え、第1の構成要素は、長い対話を阻止する罰を提供し、第2の構成要素は、あらかじめ規定された目標を完了するための報酬を提供する。 In one embodiment, the first reward comprises the sum of a first component and a second component, the first component providing a penalty to discourage long interactions, and the second component provides rewards for completing predefined goals.
一実施形態では、方法は、システム応答を提供することに応答して第2の発声を受け取ることと、対話システムで応答を生成するための方法により第2のシステム応答を生成することであって、対話システムで応答を生成するための方法における発声は第2の発声であり、対話システムで応答を生成するための方法によって生成されるシステム応答は第2のシステム応答である、生成することと、第2のシステム応答に基づいて第2の報酬を生成することと、第1の報酬と第2の報酬との合計に基づいて累積報酬を計算することとをさらに備える。 In one embodiment, a method includes receiving a second utterance in response to providing a system response and generating a second system response by a method for generating a response in an interaction system. , the utterance in the method for producing a response in a dialog system is a second utterance, and the system response produced by the method for producing a response in a dialog system is a second system response. , further comprising: generating a second reward based on the second system response; and calculating a cumulative reward based on a sum of the first reward and the second reward.
一実施形態では、第1の報酬と第2の報酬との合計は、合計における第2の報酬の値が割引係数によって減少されるような、割引合計である。 In one embodiment, the sum of the first reward and the second reward is a discounted sum such that the value of the second reward in the sum is reduced by a discount factor.
一実施形態では、対話システムは、第1の機械学習モデルによって実施された第1の対話ポリシー、第2の機械学習モデルによって実施された第2の対話ポリシー、および第3の機械学習モデルによって実施された第3の対話ポリシーの探索の量を制御するように構成された第1のハイパーパラメータを備え、第1のハイパーパラメータは第1の対話中に第1の値を有し、第1の対話は、発声と、システム応答とを備え、方法が、第1の対話が完了したかどうかを決定することと、第1の対話が完了したと決定することに応答して、状態-行動空間内の第1の対話ポリシー、第2の対話ポリシー、および第3の対話ポリシーの探索の量が第1の対話中よりも小さいように、第1のハイパーパラメータを修正することと、第2の対話を用いて対話システムを再訓練することとをさらに備える。 In one embodiment, the interaction system includes a first interaction policy implemented by a first machine learning model, a second interaction policy implemented by a second machine learning model, and a third interaction policy implemented by a third machine learning model. a first hyperparameter configured to control the amount of exploration of a third interaction policy performed, the first hyperparameter having a first value during the first interaction; The interaction comprises an utterance and a system response, the method determining whether the first interaction is complete and, in response to determining that the first interaction is complete, a state-action space. modifying the first hyperparameter such that the amount of exploration of the first interaction policy, the second interaction policy, and the third interaction policy within the interaction policy is smaller than during the first interaction; and retraining the dialog system using the dialog.
一実施形態では、第1の機械学習モデル、第2の機械学習モデル、および第3の機械学習モデルの各々は、行動値のベクトルを、変換された行動値のベクトルに変換するように構成された変換層を備え、この変換層は、温度ハイパーパラメータに従って制御され、第1のハイパーパラメータ修正することは、温度ハイパーパラメータの値を、1により近くなるように減少させることを備える。 In one embodiment, each of the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model is configured to transform a vector of behavioral values into a transformed vector of behavioral values. a conversion layer controlled according to a temperature hyperparameter, the first hyperparameter modification comprising decreasing a value of the temperature hyperparameter closer to unity.
一実施形態では、第1の機械学習モデルの出力は、ワンホットエンコーディングを使用して表される。 In one embodiment, the output of the first machine learning model is represented using one-hot encoding.
一実施形態では、第1の機械学習モデルの出力は第1のベクトルを備え、この第1のベクトルは複数のエントリを備え、各エントリは、行動の第1のセットとは異なる行動と関連づけられ、第1の行動候補と関連づけられたエントリは、行動候補が第1の機械学習モデルによって選択されていることを示す情報を備え、複数のエントリ中の他のエントリは、他のエントリと関連づけられる行動候補は第1の機械学習モデルによって選択されていないことを示す情報を備える。 In one embodiment, the output of the first machine learning model comprises a first vector comprising a plurality of entries, each entry being associated with a different behavior from the first set of actions. , the entry associated with the first action candidate includes information indicating that the action candidate has been selected by the first machine learning model, and the other entries in the plurality of entries are associated with the other entries. The action candidate includes information indicating that it has not been selected by the first machine learning model.
第3の態様によれば、対話システム内の応答を生成するためのデバイスであって、この対話システムは、ユーザとの対話を行うためのものであり、デバイスは、ユーザから発声を受け取ることと、この発声に基づいて対話状態を更新することと、対話状態を識別する情報を生成することと、第1の対話行為エージェントによって、第1の機械学習モデルと対話状態を識別する情報とを使用して、行動候補の第1のセットから第1の行動候補を選択することであって、行動候補の第1のセットは第1の対話次元と関連づけられる、選択することと、第2の対話行為エージェントによって、第2の機械学習モデルと対話状態を識別する情報とを使用して、行動候補の第2のセットから第2の行動候補を選択することであって、行動候補の第2のセットは第2の対話次元と関連づけられる、選択することと、評価エージェントによって、第3の機械学習モデルと、第1の行動候補と、第2の行動候補とを使用して、出力行動を選択することであって、出力行動は、第1の行動候補および/または第2の行動候補の組み合わせを備える、選択することと、出力行動に基づいてシステム応答を生成することとを行うように構成される、デバイスが提供される。 According to a third aspect, there is provided a device for generating a response in a dialog system, the dialog system being for interacting with a user, and the device receiving utterances from the user. , updating a dialogue state based on the utterance, generating information identifying the dialogue state, and using the first machine learning model and the information identifying the dialogue state by the first dialogue act agent. selecting a first action candidate from a first set of action candidates, the first set of action candidates being associated with a first interaction dimension; selecting, by the action agent, a second action candidate from the second set of action candidates using the second machine learning model and information identifying the interaction state, the action agent selecting a second action candidate from the second set of action candidates; the set is associated with the second interaction dimension; and selecting, by the evaluation agent, an output action using the third machine learning model, the first action candidate, and the second action candidate. the output behavior comprises a combination of the first candidate behavior and/or the second candidate behavior, the output behavior being configured to select and generating a system response based on the output behavior; device is provided.
一実施形態では、デバイスは、出力行動を選択するとき、第1の行動候補および/または第2の行動候補の各組み合わせに対して、対話状態ならばシステム応答としてそれぞれの組み合わせを選択することと関連づけられた推定累積報酬の標識を備える値のベクトルを生成し、値のベクトルに基づいて出力行動を選択するようにさらに構成される。 In one embodiment, when selecting the output action, the device is configured to, for each combination of the first action candidate and/or the second action candidate, select the respective combination as a system response if in the interactive state. The method is further configured to generate a vector of values with an associated estimated cumulative reward indicator and select an output behavior based on the vector of values.
一実施形態では、デバイスは、訓練可能な重みの第1のセットによってパラメータ化される関数を使用して値のベクトルを生成するようにさらに構成され、関数への入力は、対話状態を識別する情報であり、関数の出力は、各組み合わせに対する推定累積報酬である。 In one embodiment, the device is further configured to generate a vector of values using a function parameterized by the first set of trainable weights, the input to the function identifying an interaction state. information, and the output of the function is the estimated cumulative reward for each combination.
一実施形態では、関数は一次関数である。 In one embodiment, the function is a linear function.
一実施形態では、デバイスは、値のベクトルに基づいて出力行動を選択するとき、行動確率のベクトルを生成するために値のベクトルを確率分布に変換し、行動確率のベクトルに基づいて出力行動を選択するようにさらに構成される。 In one embodiment, when selecting an output action based on the vector of values, the device converts the vector of values into a probability distribution to generate a vector of action probabilities, and selects the output action based on the vector of action probabilities. Further configured to select.
一実施形態では、デバイスは、値のベクトルを変換するとき、値のベクトルを、変換された行動値のベクトルに変換することであって、この変換された行動値のベクトルは、ゼロ以上の値を備える、変換することと、所定の基準に基づいて、変換された行動値のベクトル中の第1の行動値をゼロに等しく設定することによって、マスクされた変換された行動値のベクトルを形成することと、行動確率のベクトルを形成するように、マスクされた変換された行動値のベクトルを正規化することとを行うようにさらに構成される。 In one embodiment, when converting a vector of values, the device converts the vector of values into a vector of transformed behavioral values, the vector of transformed behavioral values having a value of zero or more. forming a masked vector of transformed behavior values by converting the vector of transformed behavior values to equal to zero, and setting the first behavior value in the vector of transformed behavior values equal to zero based on a predetermined criterion. and normalizing the vector of masked transformed behavioral values to form a vector of behavioral probabilities.
一実施形態では、第1の対話次元は、第2の対話次元と異なる。 In one embodiment, the first interaction dimension is different than the second interaction dimension.
第4の態様によれば、対話システムを訓練するための訓練システムであって、上記で論じられた対話システム内で応答を生成するためのデバイスを備え、上記で論じられた対話システム内で応答を生成するためのデバイスを使用してシステム応答を生成し、このシステム応答をユーザに提供し、強化学習を使用して、第1の機械学習モデルと、第2の機械学習モデルと、第3の機械学習モデルとを訓練するように構成された訓練システムが提供される。 According to a fourth aspect, a training system for training a dialogue system, comprising a device for generating a response within the dialogue system discussed above, the training system comprising: a device for generating a response within the dialogue system discussed above; generate a system response using a device for generating a system response, provide the system response to a user, and use reinforcement learning to generate a first machine learning model, a second machine learning model, and a third machine learning model. A training system configured to train a machine learning model is provided.
一実施形態では、訓練システムは、強化学習を使用して、第1の機械学習モデルと、第2の機械学習モデルと、第3の機械学習モデルとを訓練するとき、累積報酬を決定し、この累積報酬に基づいて、第1の機械学習モデルと、第2の機械学習モデルと、第3の機械学習モデルとを訓練するようにさらに構成される。 In one embodiment, the training system uses reinforcement learning to determine a cumulative reward when training the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model; The device is further configured to train a first machine learning model, a second machine learning model, and a third machine learning model based on the cumulative reward.
一実施形態では、第1の機械学習モデルは、訓練可能な重みの第1のセットによってパラメータ化された第1の関数に基づいて、第1の出力行動候補のための第1の推定累積報酬を推定するように構成され、訓練システムは、累積報酬に基づいて第1の機械学習モデルを訓練するとき、累積報酬と第1の推定累積報酬との差を決定し、この差に基づいて、訓練可能な重みの第1のセットを更新するようにさらに構成される。 In one embodiment, the first machine learning model calculates a first estimated cumulative reward for the first output behavior candidate based on a first function parameterized by a first set of trainable weights. and the training system is configured to, when training the first machine learning model based on the cumulative reward, determine a difference between the cumulative reward and the first estimated cumulative reward, and based on this difference, Further configured to update the first set of trainable weights.
一実施形態では、第3の機械学習モデルは、訓練可能な重みの第2のセットによってパラメータ化された第2の関数に基づいて、出力行動のための第2の推定累積報酬を推定するように構成され、訓練システムは、累積報酬に基づいて第3の機械学習モデルを訓練するとき、累積報酬と第2の推定累積報酬との差を決定し、この差に基づいて、訓練可能な重みの第2のセットを更新するようにさらに構成される。 In one embodiment, the third machine learning model is configured to estimate a second estimated cumulative reward for the output behavior based on a second function parameterized by a second set of trainable weights. and the training system is configured to, when training a third machine learning model based on the cumulative reward, determine a difference between the cumulative reward and the second estimated cumulative reward, and based on this difference, trainable weights. further configured to update the second set of .
一実施形態では、累積報酬は、報酬の合計に基づき、この報酬の合計は、システム応答を提供するために生成される第1の報酬を備える。 In one embodiment, the cumulative reward is based on a total reward that comprises a first reward generated to provide a system response.
一実施形態では、訓練システムは、システム応答を提供することに応答して第2の発声を受け取ることと、上記で論じられた対話システム内で応答を生成するためのデバイスを使用して第2のシステム応答を生成することであって、デバイスによって受け取られる発声は第2の発声であり、デバイスによって生成されるシステム応答は第2のシステム応答である、生成することと、第2のシステム応答に基づいて第2の報酬を生成することと、第1の報酬と第2の報酬との合計に基づいて累積報酬を計算することとを行うようにさらに構成される。 In one embodiment, the training system includes receiving a second utterance in response to providing a system response and generating a second utterance using a device for generating a response within the interaction system discussed above. generating a system response, the utterance received by the device being a second utterance, and the system response generated by the device being a second system response; and calculating a cumulative reward based on the sum of the first reward and the second reward.
一実施形態では、対話システムは、第1の機械学習モデルによって実施された第1の対話ポリシー、第2の機械学習モデルによって実施された第2の対話ポリシー、および第3の機械学習モデルによって実施された第3の対話ポリシーの探索の量を制御するように構成された第1のハイパーパラメータを備え、第1のハイパーパラメータは第1の対話中に第1の値を有し、第1の対話は、発声と、システム応答とを備え、訓練システムは、第1の対話が完了したかどうかを決定し、第1の対話が完了したと決定することに応答して、状態-行動空間内の第1の対話ポリシー、第2の対話ポリシー、および第3の対話ポリシーの探索の量が第1の対話中よりも小さいように、第1のハイパーパラメータを修正し、第2の対話を用いて対話システムを再訓練するようにさらに構成される。 In one embodiment, the interaction system includes a first interaction policy implemented by a first machine learning model, a second interaction policy implemented by a second machine learning model, and a third interaction policy implemented by a third machine learning model. a first hyperparameter configured to control the amount of exploration of a third interaction policy performed, the first hyperparameter having a first value during the first interaction; The interaction comprises an utterance and a system response, the training system determining whether the first interaction is complete, and in response to determining that the first interaction is complete, the training system Modify the first hyperparameter and use the second interaction such that the amount of exploration of the first interaction policy, second interaction policy, and third interaction policy is smaller than during the first interaction. and is further configured to retrain the interaction system.
第5の態様によれば、プロセッサによる実行に適したコンピュータプログラム命令を備える非一時的なコンピュータ可読媒体であって、命令は、プロセッサによって実行されるとき、上記で論じられた方法をプロセッサに行わせるように構成される、非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。 According to a fifth aspect, a non-transitory computer-readable medium comprising computer program instructions suitable for execution by a processor, the instructions, when executed by the processor, causing the processor to perform the method discussed above. A non-transitory computer-readable medium is provided that is configured to perform a non-transitory computer-readable medium.
図1は、一例による対話システムを示す。対話システムは、対話行為タグ付け器構成要素100と、対話状態追跡構成要素101と、行動選択構成要素102と、自然言語生成器103とを備える。 FIG. 1 shows an example dialogue system. The dialogue system includes a dialogue act tagger component 100, a dialogue state tracking component 101, an action selection component 102, and a natural language generator 103.
対話行為タグ付け器構成要素100は、ユーザ入力、任意選択で音声ユーザ入力(たとえば、マイクロホンを介して受け取られる)を識別する情報を取得するように構成される。代替的に、ユーザ入力は、テキストの形であることがある。 The interaction act tagger component 100 is configured to obtain information identifying user input, optionally audio user input (eg, received via a microphone). Alternatively, the user input may be in the form of text.
音声ユーザ入力がマイクロホンを介して受け取られる例では、自動発話認識(ASR)は、ユーザの発話を認識して、それをテキストに変換するために、自動発話認識構成要素(図示せず)によって行われる。一例では、自動発話認識構成要素は、Google(登録商標)ウェブ発話APIを使用して実施される。 In examples where voice user input is received via a microphone, automatic speech recognition (ASR) is performed by an automatic speech recognition component (not shown) to recognize the user's utterances and convert them to text. be exposed. In one example, the automatic speech recognition component is implemented using the Google® web speech API.
対話行為タグ付け器構成要素100への入力は、ユーザ入力テキストである。対話行為タグ付け器構成要素100は、ユーザ入力テキストに基づいて1つまたは複数の対話行為タグを識別し、識別された対話行為タグを対話状態追跡構成要素101に出力するように構成される。対話行為タグ付け器構成要素100はまた、ユーザ入力テキストを対話状態追跡構成要素101に出力するように構成される。対話行為タグ付け器構成要素は、行動選択構成要素102によって必要とされる、挨拶および感謝のようなドメイン非依存対話行為を認識するために使用される。任意選択で、対話行為タグ付け器構成要素100は、汎用対話行為タグ付け器である。 The input to the interaction act tagger component 100 is user input text. The interaction act tagger component 100 is configured to identify one or more interaction act tags based on user input text and output the identified interaction act tags to the interaction state tracking component 101. Dialogue act tagger component 100 is also configured to output user input text to dialogue state tracking component 101 . The interaction act tagger component is used to recognize domain-independent interaction acts, such as greeting and thanking, required by the action selection component 102. Optionally, interaction act tagger component 100 is a general purpose interaction act tagger.
対話状態追跡構成要素101は、各受け取られた発声の後で対話状態を生成および更新するように構成される。一例では、対話状態追跡構成要素101は、ユーザテキストと、認識された対話行為タグと(両方とも、対話行為タグ付け器100によって出力される)を入力とみなし、更新された対話状態を生じさせ、これは、認識された対話行為タグを含む。一例では、対話状態追跡器構成要素101は、ユーザ発声(対話行為タグ付け器構成要素100によって伝えられる)および現在の対話状態(以前のターンから記憶される)ならばユーザの目標に対する更新を認識するように構成される。 Dialogue state tracking component 101 is configured to generate and update dialogue state after each received utterance. In one example, dialogue state tracking component 101 takes as input user text and recognized dialogue act tags (both output by dialogue act tagger 100) and generates an updated dialogue state. , which contains recognized interaction act tags. In one example, the dialogue state tracker component 101 recognizes updates to the user's goals if the user utterances (as conveyed by the dialogue act tagger component 100) and the current dialogue state (as remembered from previous turns). configured to do so.
一例では、対話状態の表現は、システムとユーザとの間の対話中に言及された項目を備えるデータ構造の形をとる。さらなる例では、対話状態101の表現は、ユーザ目標などの、これまでのところの対話についての構造化された情報を備える。 In one example, the representation of the interaction state takes the form of a data structure comprising items mentioned during the interaction between the system and the user. In a further example, the representation of interaction state 101 comprises structured information about the interaction so far, such as user goals.
別の例では、対話状態は、スロットを提供することによって情報を記憶する。対話システムがレストラン検索ドメイン内で使用される特定の例では、対話状態は、3つのスロット、すなわち、食品、地域、および価格範囲(たとえば、安価、中程度、または高価)、によって表される「目標」制約を備える。対話の開始時、各スロットは空であり、スロットは、より多くの情報がユーザから収集されると、対話状態追跡構成要素101によってデータが投入される。 In another example, a dialog state stores information by providing slots. In the specific example where the dialogue system is used within the restaurant search domain, the dialogue state is represented by three slots: food, region, and price range (e.g., cheap, medium, or expensive). target” constraint. At the beginning of the interaction, each slot is empty, and the slots are populated by the interaction state tracking component 101 as more information is collected from the user.
別の例では、対話状態追跡に関する対話状態追跡構成要素101行動状態更新モデルが、参照により本明細書に組み込まれる「Svetlana Stoyanchev、Simon Keizer、およびRamaDoddipatla、「Action state update approach to dialogue management」、ICASSP2021-2021 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing(ICASSP)、2021年、ページ7398~7402」に記載されている。 In another example, the interaction state tracking component 101 behavioral state update model for interaction state tracking is described in "Svetlana Stoyanchev, Simon Keizer, and RamaDoddipatla, "Action state update approach to dialog management”, ICASSP2021 -2021 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), 2021, pages 7398-7402.
より一般的に言えば、対話状態追跡構成要素101によって維持される対話状態は、ユーザ目標についてのシステムの考えを識別する情報と、任意選択で、以前に論じられた項目を含む対話履歴とを備える。 More generally, the dialog state maintained by the dialog state tracking component 101 includes information identifying the system's beliefs about user goals and, optionally, an interaction history including previously discussed items. Be prepared.
対話状態追跡構成要素101は、対話状態の表現を行動選択構成要素102に出力するように構成される。 Dialogue state tracking component 101 is configured to output a representation of the dialogue state to action selection component 102 .
行動選択構成要素102は、対話状態の表現を受け取り、行動選択構成要素の対話ポリシーおよび対話状態の受け取られた表現に基づいてシステム応答を示す情報を生成するように構成される。一例では、行動選択構成要素102は、以下で説明される多次元行動選択構成要素の例に従って実施される。行動選択構成要素102は、システム応答を形成することが可能である対話行為を識別する情報を出力するように構成される。以下でより詳細に論じられるように、システム応答は、多機能発声の形をとり得る。 The behavior selection component 102 is configured to receive a representation of the interaction state and generate information indicative of a system response based on the interaction policy of the behavior selection component and the received representation of the interaction state. In one example, behavior selection component 102 is implemented according to the example multidimensional behavior selection component described below. The action selection component 102 is configured to output information identifying interaction acts that can form a system response. As discussed in more detail below, system responses may take the form of multifunctional utterances.
自然言語生成器103は、行動選択構成要素102の出力情報(すなわち、システム応答を形成することができる対話行為を識別する情報)を受け取るように構成され、発声の形でシステム応答を生成するように構成される。 Natural language generator 103 is configured to receive the output information of action selection component 102 (i.e., information identifying interaction acts that can form a system response) and configured to generate a system response in the form of an utterance. It is composed of
任意選択で、自然言語生成器103は、テンプレートベースの自然言語生成器(NLG)である。一例では、テンプレートベースの自然言語生成器103は、「Reiter,E.,&Dale,R.(2000)、Building Natural Language Generation Systems(Studies in Natural Language Processing)、Cambridge:Cambridge University Press」に記載されるように実施される。 Optionally, natural language generator 103 is a template-based natural language generator (NLG). In one example, the template-based natural language generator 103 is described in Reiter, E., & Dale, R. (2000), Building Natural Language Generation Systems (Studies in Natural Language Processing). g), Cambridge: Cambridge University Press. It will be implemented as follows.
一例では、自然言語システム応答(すなわち、生成された発声)は、システム応答が人間のユーザによって受け取られ得るように、オーディオ波形の形でスピーカを介して出力される。任意選択で、自然言語生成器103の出力がテキスト形式での発声自然言語であるとき、自然言語生成器103の出力は、スピーカを介して出力される前に、任意選択でGoogle(登録商標)ウェブ発話APIを使用して、テキストから発話に変換される。 In one example, the natural language system response (i.e., the generated utterance) is output through a speaker in the form of an audio waveform so that the system response can be received by a human user. Optionally, when the output of the natural language generator 103 is spoken natural language in textual form, the output of the natural language generator 103 is optionally output from Google before being output via the speaker. Text is converted to speech using the web speech API.
図1に示される例では、対話システムは、レストラン検索ドメインにおいて使用され、「安いレストランを探しています」という入力発声を受け取る。対話状態追跡構成要素101、行動選択構成要素102、および自然言語生成器103の機能を使用して、対話システムは、レストランを推薦する応答をユーザに提供する(たとえば、対話システムは、「Prezzoは人気のあるイタリアンレストランです」というシステム応答を提供する)。 In the example shown in FIG. 1, the interaction system is used in the restaurant search domain and receives the input utterance, "I'm looking for a cheap restaurant." Using the functionality of the interaction state tracking component 101, the action selection component 102, and the natural language generator 103, the interaction system provides a response to the user that recommends a restaurant (e.g., the interaction system provides a response that recommends a restaurant such as "Prezzo is (Provides a system response of ``Popular Italian Restaurant.'')
対話システムは、上記でレストラン検索ドメインに関連して論じられているが、対話システムは多くの使用に適合可能であることが強調される。1つの可能な使用は、情報取り出しである。しかしながら、他の使用も可能である。たとえば、情報集め、トラブルシューティング、顧客サポート、電子商取引、物理環境制御、および人間-ロボット相互作用である。 Although the dialogue system is discussed above in relation to the restaurant search domain, it is emphasized that the dialogue system is adaptable to many uses. One possible use is information retrieval. However, other uses are also possible. For example, information gathering, troubleshooting, customer support, electronic commerce, physical environment control, and human-robot interaction.
図2は、一例による多次元行動選択構成要素を示す。図2に示される多次元行動選択構成要素は、対話状態201を識別する情報(たとえば、対話状態追跡構成要素101から受け取られた)を備える。上記で論じられたように、対話状態201を識別する情報は、ユーザ目標についてのシステムの考えと、以前に論じられた項目(たとえば、以前のユーザおよびシステム発声)を含む対話履歴とを備える。 FIG. 2 illustrates a multidimensional action selection component according to an example. The multidimensional action selection component shown in FIG. 2 comprises information (eg, received from interaction state tracking component 101) that identifies interaction state 201. As discussed above, information identifying the interaction state 201 comprises the system's thoughts about user goals and interaction history, including previously discussed items (eg, previous user and system utterances).
さらなる例では、対話状態201を識別する情報は、フル対話状態から抽出された特徴のセットである。この文脈では、特徴は、フル対話状態の性質または特性である。 In a further example, the information identifying interaction state 201 is a set of features extracted from the full interaction state. In this context, a feature is a property or characteristic of a full interaction state.
さらなる例では、対話状態201を識別する情報は、複数の特徴セット(たとえば、第1の特徴セット、第2の特徴セット、および第3の特徴セット)を備え、特徴の各セットは、(以下でより詳細に論じられるように)異なる対話行為(DA)エージェントと関連づけられる。任意選択で、複数の特徴セットにおける特徴セットが重複することがある。すなわち、複数の特徴セットにおける2つの特徴セットは、共通の特徴を含むことがある。 In a further example, the information identifying the interaction state 201 comprises a plurality of feature sets (e.g., a first feature set, a second feature set, and a third feature set), each set of features being (as discussed in more detail in ) are associated with different dialogue act (DA) agents. Optionally, feature sets in the plurality of feature sets may overlap. That is, two feature sets in the plurality of feature sets may include a common feature.
多次元行動選択構成要素は、第1の対話行為(DA)エージェント202と、第2の対話行為(DA)エージェント203と、第3の対話行為(DA)エージェント204とをさらに備える。 The multidimensional action selection component further comprises a first dialogue act (DA) agent 202, a second dialogue act (DA) agent 203, and a third dialogue act (DA) agent 204.
第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、および第3の対話行為(DA)エージェント204の各々は、上記で論じられたようにそれぞれの対話行為(DA)エージェントと一意に関連づけられるフル対話状態から抽出された特徴セットを含む対話状態201を識別する情報にアクセスするように構成される。 Each of the first dialogue act (DA) agent 202, the second dialogue act (DA) agent 203, and the third dialogue act (DA) agent 204 has a respective dialogue act (DA) agent as discussed above. ) configured to access information identifying an interaction state 201 that includes a set of features extracted from a full interaction state that is uniquely associated with an agent.
第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、および第3の対話行為(DA)エージェント204の各々は、ISO24617-2アノテーション規格に記載される対話行為分類法とは異なる次元とも関連づけられる。規格の短い紹介は以下で提供される。しかしながら、より包括的な説明は、参照により本明細書に組み込まれる「Bunt、Harry&Petukhova、Volha&Traum、David&Alexandersson、1月(2017年)、Dialogue Act Annotation with the ISO 24617-2 Standard. 10.1007/978-3-319-42816-1_6」でも提供される。 Each of the first dialogue act (DA) agent 202, the second dialogue act (DA) agent 203, and the third dialogue act (DA) agent 204 uses the dialogue act classification method described in the ISO 24617-2 annotation standard. It can also be associated with different dimensions. A short introduction to the standard is provided below. However, a more comprehensive explanation is found in Bunt, Harry & Petukhova, Volha & Traum, David & Alexandersson, January (2017), Dialogue Act Annotation with the ISO 24617-2, which is incorporated herein by reference. Standard. 10.1007/978- 3-319-42816-1_6" is also available.
ISO24617-2アノテーション規格は、対話を構成する対話行為についての情報をもつ音声、記述された、およびマルチモーダル対話のアノテーションのために設計されている。対話行為は、ある通信機能と意味内容とを有すると解釈される、対話参加者の通信アクティビティとして規定される。上記で論じられたように、対話中の発声は、多くの場合、複数の通信機能を有する。対話プロセスの異なる態様を捉えるために、ISO24617-2アノテーション規格は、「次元」の概念を規定する。 The ISO 24617-2 annotation standard is designed for the annotation of audio, written, and multimodal interactions with information about the interaction acts that make up the interaction. A dialogue act is defined as a communicative activity of dialogue participants that is interpreted as having a certain communicative function and semantic content. As discussed above, vocalizations during interaction often have multiple communication functions. To capture different aspects of the interaction process, the ISO 24617-2 annotation standard defines the concept of "dimensions".
ISO24617-2アノテーション規格において指定される次元には、限定するものではないが、タスク次元、自動フィードバック次元、および社会的責任管理(SOM)次元がある。他の次元には、ターンテイキングおよびタスク管理がある。 Dimensions specified in the ISO 24617-2 annotation standard include, but are not limited to, a task dimension, an automatic feedback dimension, and a social responsibility management (SOM) dimension. Other dimensions include turn-taking and task management.
タスク次元は、対話を動機づけするタスクまたはアクティビティを先に移動させる対話行為に関係する。たとえば、多次元行動選択構成要素がレストラン検索ドメイン内で使用されるとき、タスク次元は、レストランを推薦することを担当する。より一般的には、タスク次元は、基礎となるタスクまたはアクティビティ(たとえば、情報ナビゲーション、個別指導、交渉など)に重点を置いた行動に関係する。 The task dimension concerns the interaction act that moves forward the task or activity that motivates the interaction. For example, when a multidimensional behavioral selection component is used within a restaurant search domain, the task dimension is responsible for recommending restaurants. More generally, the task dimension pertains to behaviors focused on the underlying task or activity (e.g., information navigation, tutoring, negotiation, etc.).
自動フィードバック次元は、現在の話者の処理および名宛人の以前の発声(たとえば、処理問題の後に以前の入力を繰り返す/言い直すようにユーザに求める)についての情報を提供するまたは引き出す対話行為に関係する。自動フィードバック次元は、発話認識構成要素(多次元行動選択構成要素から上流)が何の結果も返さないとき、ユーザ入力の不理解を示すために使用されてよい。自動フィードバック次元で行動から生成された例示的な出力は、「あまり良くわかりませんでした。繰り返していただけますか?」であってよい。自動フィードバック次元における行動は、システムがユーザの入力についてあやふやなとき、明示的または暗黙的な確認の形で明瞭なフィードバックを提供するためにも使用されてよい。この場合の例示的な出力は、「高価と仰いましたか?」であってよい。 The automatic feedback dimension concerns interactional acts that provide or elicit information about the current speaker's processing and the addressee's previous utterances (e.g., asking the user to repeat/reword previous input after a processing problem). do. The automatic feedback dimension may be used to indicate misunderstood user input when the speech recognition component (upstream from the multidimensional action selection component) returns no results. An example output generated from a behavior in the automatic feedback dimension may be "I didn't quite understand. Could you repeat that?" Actions in the automatic feedback dimension may also be used to provide clear feedback in the form of explicit or implicit confirmation when the system is uncertain about the user's input. An example output in this case may be "Did you say it was expensive?"
社会的責任管理(SOM)次元は、挨拶、自己紹介、謝罪、および感謝などの社会慣習を扱うための対話行為に関係する。 The Social Responsibility Management (SOM) dimension concerns dialogic acts for dealing with social customs such as greetings, self-introductions, apologies, and gratitude.
図2のシステムでは、各次元は、可能なサマリー行動(全体を通して行動と呼ばれる)の行動セットと関連づけられる。サマリー行動は、対話状態からの追加情報が十分に指定された対話行為にマップされることを必要とすることがある、仕様があいまいな(underspecified)対話行為である。たとえば、「REQUEST」というサマリー行動は、対話状態に基づいて、どのスロットが要求された、たとえば、request(area)を決定することによって、「要求」というタイプの対話行為にマップされる。同様に、「OFFER」というサマリー行動は、どの場が提供されるべきかを決定することによって、フル対話行為にマップされる。サマリー行動の対話行為へのマッピングは、対話行為(DA)エージェントによって行われる。一例では、サマリー行動は、固定されたヒューリスティクスを使用して(たとえば、所定のマッピングを使用して)対話行為にマップされる。対話行為(DA)エージェントによって生成される対話行為は、システム発声を生成するために、自然言語生成器103によって使用される。 In the system of Figure 2, each dimension is associated with an action set of possible summary actions (referred to throughout as actions). Summary actions are underspecified interaction acts that may require additional information from the interaction state to be mapped to a fully specified interaction act. For example, a summary action of "REQUEST" is mapped to an interaction act of type "request" by determining which slot is requested, eg, request(area), based on the interaction state. Similarly, the summary action "OFFER" is mapped to a full interaction action by determining which venue should be offered. The mapping of summary actions to dialogue actions is performed by a dialogue action (DA) agent. In one example, summary actions are mapped to interaction actions using fixed heuristics (eg, using a predetermined mapping). Dialogue acts (DA) Dialogue acts generated by agents are used by natural language generator 103 to generate system utterances.
上記で論じられたように、各対話行為(DA)エージェントは、選択された行動に基づいて、任意選択で対話状態からの追加情報を使用して、対話行為を生成する。場合によっては、対話行為(DA)エージェントのポリシーは、場合によっては対話行為に直接的に対応する行動を選択する(必要とされる追加情報なしで、たとえばACCEPT_THANKING)。他の場合には、対話行為(DA)エージェントは、完全な対話行為を形成するために追加情報を必要とするサマリー行動を選択する(たとえば、REQUEST)。 As discussed above, each dialogue act (DA) agent generates a dialogue act based on the selected action, optionally using additional information from the dialogue state. In some cases, the policy of a dialogue act (DA) agent selects an action that corresponds directly to the dialogue act in some cases (without additional information required, e.g. ACCEPT_THANKING). In other cases, a dialogue act (DA) agent selects a summary action that requires additional information to form a complete dialogue act (eg, REQUEST).
有利には、十分に指定された対話行為の代わりにサマリー行動を使用することは、対話行為(DA)エージェントのポリシーによって使用される行動セットの大きさを減少させ、したがって、対話行為(DA)エージェントを訓練する簡単さおよびスピードを改善する。 Advantageously, using summary actions instead of fully specified dialogue acts reduces the size of the action set used by a dialogue act (DA) agent's policy, and therefore Improving the ease and speed of training agents.
一例では、システムによって実施される対話行為は、ISO24617-2などの何らかの規格に少なくとも部分的に基づく。しかしながら、これらの規格は、対話行為タイプ/通信機能のみに重点を置き、ドメインとは無関係であることを目指す傾向がある。その結果、さらなる例では、システムは、システムが使用されるドメインに固有である対話行為を実施する。一例では、システムによって実施される対話行為は、任意選択でスロット-値ペア(食物=中華料理、地域=都市中心部など)のリストとして表される、意味内容を必要とする。一例では、スロット-値ペアの範囲は、ドメインオントロジーにおいて説明される。システムによって実施される特定の対話行為は、いくつかの対話システム構成要素が、対話行為のこのセット、たとえば、自然言語理解および生成のための構成要素、ならびに状態追跡および行動選択(ポリシー)構成要素をサポートしなければならないので、システム設計にとっての問題である。 In one example, the interaction acts performed by the system are based at least in part on some standard, such as ISO 24617-2. However, these standards tend to focus only on interaction act types/communication functions and aim to be domain independent. As a result, in a further example, the system implements interaction acts that are specific to the domain in which the system is used. In one example, the interaction acts performed by the system require semantic content, optionally expressed as a list of slot-value pairs (food=Chinese food, region=city center, etc.). In one example, the range of slot-value pairs is described in a domain ontology. The specific interaction acts performed by the system are determined by the fact that several interaction system components are part of this set of interaction acts, for example components for natural language understanding and generation, and state tracking and action selection (policy) components. This is a problem for system design as it must be supported.
特定の例では、タスク次元は、「OFFER」行動と、「ANSWER」行動と、「REQUEST」行動と、「NONE」行動とを備える行動セットと関連づけられ、自動フィードバック次元は、「IMPL-CONFIRM」行動と、「EXPL-CONFIRM」行動と、「AUTO_NEGATIVE」行動と、「NONE」行動とを備える行動セットと関連づけられ、社会的責任管理(SOM)次元は、「ACCEPT_THANKING」と、「RETURN_GOODBYE」と、「NONE」とを備える行動セットと関連づけられる。 In a particular example, the task dimension is associated with an action set comprising an "OFFER" action, an "ANSWER" action, a "REQUEST" action, and a "NONE" action, and the automatic feedback dimension is "IMPL-CONFIRM". associated with an action set comprising an action, an "EXPL-CONFIRM" action, an "AUTO_NEGATIVE" action, and a "NONE" action, and the social responsibility management (SOM) dimension is "ACCEPT_THANKING" and "RETURN_GOODBYE" It is associated with an action set that includes "NONE".
この例では、「OFFER」行動は、目標を満たすための提供を備える出力発声を生成することがある(たとえば、多次元行動選択構成要素がレストラン検索ドメイン内で使用される場合、「OFFER」行動は、「Rice Boatはどうですか?」という出力発声をもたらすことができ、「Rice Boat」はレストランの名前である)。「ANSWER」行動は、質問に対する答え(たとえば、「Rice Boatの住所は…です」)を備える出力発声を生成し得る。「REQUEST」行動は、より多くの情報を要求する出力発声(たとえば、「どの価格範囲をお考えですか?」)を生成し得る。「IMPL-CONFIRM」行動は、システムが入力を理解したことを暗黙的に確認する出力発声(たとえば、「承知しました。インド料理…」、入力要求がインド料理に関係することをシステムが理解したことを暗黙的に確認する)を生成するために使用され得る。「EXPL-CONFIRM」行動は、システムがユーザ入力を理解したことを明示的に確認する出力発声(たとえば、「インド料理をご希望ですね、合っていますか?」)を生成するために使用され得る。「AUTO_NEGATIVE」行動は、システムがユーザの入力についてあやふやであることを伝達する出力発声(たとえば、「よく聞こえませんでした。言い直していただけますか?」)を生成するために使用され得る。「ACCEPT_THANKING」行動および「RETURN_GOODBYE」行動は、説明を要しない。「ACCEPT_THANKING」行動に基づく例示的な発声は、「ようこそ」を含んでよく、「RETURN_GOODBYE」に基づく例示的な発声は、「良い一日を」を含んでよい。一例では、「NONE」行動は、所定の対話行為の選択を引き起こす(たとえば、一例では、「NONE」行動は、対話システムに「autoNegative」対話行為を選択させる)。 In this example, the "OFFER" behavior may generate an output utterance that comprises an offer to satisfy the goal (e.g., if a multidimensional behavior selection component is used within a restaurant search domain, the "OFFER" behavior can result in the output utterance "How about Rice Boat?" where "Rice Boat" is the name of the restaurant). The "ANSWER" action may generate an output utterance that comprises an answer to a question (eg, "Rice Boat's address is..."). A "REQUEST" action may generate an output utterance requesting more information (eg, "What price range are you considering?"). The "IMPL-CONFIRM" action is an output utterance that implicitly confirms that the system understands the input (e.g., "I understand. Indian food...", that the system understands that the input request pertains to Indian food). (which implicitly confirms that The "EXPL-CONFIRM" action is used to generate an output utterance that explicitly confirms that the system understands the user input (for example, "I would like Indian food, is that correct?"). obtain. The "AUTO_NEGATIVE" behavior may be used to generate an output utterance (e.g., "I didn't hear you clearly. Could you repeat that?") that conveys that the system is unsure about the user's input. The "ACCEPT_THANKING" and "RETURN_GOODBYE" actions are self-explanatory. An example utterance based on the "ACCEPT_THANKING" behavior may include "Welcome" and an example utterance based on "RETURN_GOODBYE" may include "Have a nice day." In one example, the "NONE" action causes the selection of a predetermined interaction act (eg, in one example, the "NONE" action causes the interaction system to select the "autoNegative" interaction act).
上記の特定の例では、行動セットは、特定の行動を備える。しかしながら、いかなる疑いも回避するために、それぞれの行動セットは、上記で明示的に論じられていない他の行動を備えてよいことが強調される。 In the particular example above, the action set comprises a particular action. However, for the avoidance of any doubt, it is emphasized that each action set may comprise other actions not explicitly discussed above.
図2の多次元行動選択構成要素では、第1の対話行為(DA)エージェント202は「タスク」次元と関連づけられ、第2の対話行為(DA)エージェント203は「自動フィードバック」次元と関連づけられ、第3の対話行為(DA)エージェント204は「社会的責任管理(SOM)」次元と関連づけられる。有利には、これらの3つのエージェント(3つの次元に対応する)は、タスク指向型多次元対話システムに必要とされる最小と考えられる。図2では3つの対話行為(DA)エージェントが示されているが、1つよりも多い任意の数の対話行為(DA)エージェントが提供されてよいことが強調される。 In the multidimensional action selection component of FIG. 2, a first dialogue act (DA) agent 202 is associated with the "task" dimension, a second dialogue act (DA) agent 203 is associated with the "automatic feedback" dimension, and A third dialogue act (DA) agent 204 is associated with the "Social Responsibility Management (SOM)" dimension. Advantageously, these three agents (corresponding to three dimensions) are considered the minimum required for a task-oriented multidimensional interaction system. Although three dialogue act (DA) agents are shown in FIG. 2, it is emphasized that any number greater than one dialogue act (DA) agent may be provided.
第1の対話行為(DA)エージェント202について、より詳細に考える。第1の対話行為(DA)エージェント202は、「タスク」次元と関連づけられ、対話状態201を識別する情報および第1の対話行為(DA)エージェント202によって実施されている対話ポリシーに基づいて、行動候補を生成するように構成される。第1の対話行為(DA)エージェント202と関連づけられる対話ポリシーは、対話状態201を識別する入力情報に基づいて可能な行動のセットから行動候補を選択するために使用される。 Consider the first dialogue act (DA) agent 202 in more detail. The first dialogue act (DA) agent 202 takes actions based on the information associated with the "task" dimension and identifying the dialogue state 201 and the dialogue policy being implemented by the first dialogue act (DA) agent 202. configured to generate candidates; A dialogue policy associated with a first dialogue act (DA) agent 202 is used to select candidate actions from a set of possible actions based on input information identifying a dialogue state 201.
上記で論じられたように、可能な行動のセットは、複数のサマリー行動を備える。サマリー行動は、対話状態からの追加情報が十分に指定された対話行為にマップされることを必要とすることがある仕様があいまいな対話行為である。一例では、行動は、対話状態からの追加情報を使用して、フル対話行為にマップされる。さらなる例では、可能な行動のセット内の行動は、ISO24617-2アノテーション規格からの通信機能に対応する。 As discussed above, the set of possible actions comprises multiple summary actions. Summary actions are poorly specified interaction acts that may require additional information from the interaction state to be mapped to a fully specified interaction act. In one example, actions are mapped to full interaction acts using additional information from interaction states. In a further example, actions within the set of possible actions correspond to communication functions from the ISO24617-2 annotation standard.
第1の対話行為(DA)エージェント202は、強化学習(RL)機械学習モデル、すなわち言い換えれば、強化学習(RL)を使用して訓練される機械学習モデルを備える。当技術分野で知られているように、強化学習(RL)は、以前のエピソードのために生成される報酬(強化とも呼ばれる)から機械学習モデルのポリシー(すなわち、所与の状態であるとき、どの行動が選択されるか)が学習される機械学習の1つのタイプである。 The first interaction act (DA) agent 202 comprises a reinforcement learning (RL) machine learning model, or in other words, a machine learning model trained using reinforcement learning (RL). As is known in the art, Reinforcement Learning (RL) is a machine learning model's policy (i.e., when a given state is This is one type of machine learning in which the behavior (which actions are selected) is learned.
対話行為(DA)エージェント内で機械学習モデルの各々を訓練することは、以下でより詳細に論じられる。しかしながら、手短に言えば、訓練中、第1の対話行為(DA)エージェント202は、状態S(対話状態201を識別する情報に対応する)で開始し、特定の次元(すなわち、「タスク」次元)のための可能な行動のセットから出力行動を選択するとき、取得される累積報酬を推定する行動値関数を学習するように構成される。以下でより詳細に論じられるように、第1の対話行為(DA)エージェント202の強化学習(RL)機械学習モデルは、所与の状態から行動を取ることと関連づけられた累積報酬をより良く推定するために、行動値関数のパラメータを訓練するために報酬信号(たとえば、(シミュレートされた)ユーザとの相互作用に基づいて生成される)を使用する。 Training each of the machine learning models within a dialogue act (DA) agent is discussed in more detail below. However, briefly, during training, a first dialogue act (DA) agent 202 starts in state S (corresponding to information identifying dialogue state 201) and is trained on a particular dimension (i.e., the "task" dimension). ) is configured to learn an action value function that estimates the cumulative reward obtained when selecting an output action from a set of possible actions for As discussed in more detail below, the reinforcement learning (RL) machine learning model of the first dialogue act (DA) agent 202 better estimates the cumulative reward associated with taking an action from a given state. In order to do so, use a reward signal (e.g., generated based on a (simulated) user interaction) to train the parameters of the behavior value function.
推論中、第1の対話行為(DA)エージェント202は、入力対話状態201および学習された対話ポリシーに基づいて、「タスク次元」と関連づけられた可能な行動のセットから出力行動候補を生成するように構成される。特に、第1の対話行為(DA)エージェント202の機械学習モデルは、現在の状態S(対話状態201を識別する情報に対応する)ならば行動セット内の行動の各々を選択することと関連づけられた累積報酬を決定するように構成される。機械学習モデルは、推定累積報酬に基づいて、タスク次元のための(単一の)行動候補を選択するようにさらに構成される。 During inference, a first interaction act (DA) agent 202 is configured to generate output action candidates from a set of possible actions associated with a "task dimension" based on the input interaction state 201 and the learned interaction policy. It is composed of In particular, the machine learning model of the first dialogue act (DA) agent 202 is associated with selecting each of the actions in the action set if the current state S (corresponding to information identifying the dialogue state 201) is and configured to determine a cumulative reward. The machine learning model is further configured to select a (single) action candidate for the task dimension based on the estimated cumulative reward.
第1の強化学習(RL)機械学習モデル(第1の機械学習モデルとも呼ばれる)の例示的な実装形態は、図3Aに関連してより詳細に論じられる。 An example implementation of a first reinforcement learning (RL) machine learning model (also referred to as a first machine learning model) is discussed in more detail in connection with FIG. 3A.
図3Aは、強化学習(RL)機械学習モデルの例示的な実装形態を示す。 FIG. 3A shows an example implementation of a reinforcement learning (RL) machine learning model.
一例では、第1の対話行為(DA)エージェント202の強化学習(RL)機械学習モデルは、いくつかのステージを含んでよい。一例では、第1の対話行為(DA)エージェント202の機械学習モデルは、訓練可能パラメータの線形層302を備える。 In one example, the reinforcement learning (RL) machine learning model for the first interaction act (DA) agent 202 may include several stages. In one example, the machine learning model for the first interaction act (DA) agent 202 comprises a linear layer 302 of trainable parameters.
線形層302への入力は、対話状態301を識別する情報(たとえば、フル対話状態を表す特徴のセット、任意選択で、第1の対話行為(DA)エージェント202と一意に関連づけられるフル対話状態を表す特徴のセット)を備える。 Input to the linear layer 302 includes information identifying the dialog state 301 (e.g., a set of features representing a full dialog state, optionally a full dialog state that is uniquely associated with the first dialog act (DA) agent 202). a set of features).
線形層302は、現在の状態ならば(すなわち、現在の対話状態ならば)行動セットから行動を選択することと関連づけられる予想長期累積報酬を生成するように構成される。この場合、線形層302は、行動値関数を実施する。一例では、線形層は、(人工)ニューラルネットワークを使用して実施される。一例では、線形層は、単一の隠れ層をもつニューラルネットワークである。さらなる例では、線形層は、複数の隠れ層を使用して実施される。 Linear layer 302 is configured to generate an expected long-term cumulative reward that is associated with selecting an action from the action set given the current state (ie, given the current interaction state). In this case, linear layer 302 implements an action value function. In one example, the linear layer is implemented using an (artificial) neural network. In one example, the linear layer is a neural network with a single hidden layer. In a further example, the linear layer is implemented using multiple hidden layers.
線形層302の出力は、値303のベクトル(行動値のベクトルとも呼ばれる)を備え、各値は、行動(関連のある次元と関連づけられる行動のセットからの)が長期累積報酬を最大にする程度を示す。任意選択で、値は、各行動を取ることと関連づけられる長期累積報酬を示す。 The output of the linear layer 302 comprises a vector of values 303 (also referred to as a vector of behavior values), where each value represents the extent to which the behavior (from the set of behaviors associated with the relevant dimension) maximizes the long-term cumulative reward. shows. Optionally, the value indicates a long-term cumulative reward associated with taking each action.
以下でより詳細に論じられるように、強化学習(RL)機械学習モデルの訓練中、報酬信号は、予想リターン(すなわち、累積報酬)が、受け取られる実際のリターンにより近いように、線形層の訓練可能パラメータを更新するために使用される。 As discussed in more detail below, during training of a reinforcement learning (RL) machine learning model, the reward signal is used to train the linear layer so that the expected return (i.e., cumulative reward) is closer to the actual return received. Used to update possible parameters.
一例では、第1の対話行為(DA)エージェント202の機械学習モデルは、変換層304も備える。線形層302の出力(すなわち、行動値303のベクトル)は、変換層304への入力である。 In one example, the machine learning model of the first interaction act (DA) agent 202 also includes a transformation layer 304. The output of linear layer 302 (ie, the vector of behavior values 303) is the input to transformation layer 304.
変換層304は、行動値のベクトルを変換するように構成され、各値は、負の無限大と正の無限大との間の値を、0以上の任意の値をとる変換された行動値305のベクトルにしてよい。一例では、変換層304は、行動値303のベクトル内の各入力行動値yiのためのeyiを計算する。実際、すべての行動値がゼロ以上の値に変換される。 The transformation layer 304 is configured to transform a vector of behavioral values, where each value takes a value between negative infinity and positive infinity, and a transformed behavioral value that takes any value greater than or equal to 0. 305 vectors. In one example, the transformation layer 304 calculates e yi for each input behavior value y i in the vector of behavior values 303. In fact, all action values are converted to values greater than or equal to zero.
一実施形態では、変換層304は、行動値303のベクトルにおける各入力行動値yiのための In one embodiment, the transformation layer 304 includes a
を計算し、ここで、τは温度ハイパーパラメータである。当技術分野で知られているように、ハイパーパラメータは、学習プロセスを制御するために選ばれるパラメータである。特に、温度ハイパーパラメータは、強化学習(RL)機械学習モデルによって実施される対話ポリシーの訓練中に探索のレベルを制御するために使用される。高温は、訓練の初期ステージ中に使用され、行動(次元と関連づけられる可能な行動のセットからの)をよりランダムに選択させる。ところが、訓練の後期ステージ中では、より低い温度が使用され、推定値をより密接にたどらせる(すなわち、より高い確率をもつ高値行動を選ばせる)。したがって、温度ハイパーパラメータは、対話ポリシーの探索対活用を制御する。 where τ is the temperature hyperparameter. As known in the art, hyperparameters are parameters chosen to control the learning process. In particular, temperature hyperparameters are used to control the level of exploration during training of interaction policies implemented by reinforcement learning (RL) machine learning models. High temperatures are used during the early stages of training to force a more random selection of actions (from a set of possible actions associated with a dimension). However, during later stages of training, lower temperatures are used, forcing the estimates to follow more closely (ie, choosing high-value actions with higher probabilities). Therefore, the temperature hyperparameter controls exploration versus exploitation of interaction policies.
上記の式では、eは標準的な指数関数であり、τは、0と無限大との間の値を取る温度ハイパーパラメータである。温度ハイパーパラメータが無限大に近づくにつれて、確率分布は一様分布になる。以下でより詳細に論じられるように、具体的には多次元行動選択構成要素の訓練を論じるとき、温度ハイパーパラメータは、訓練全体を通じて変化してよい。一例では、温度ハイパーパラメータは、推論中、任意選択で1に、固定される。 In the above equation, e is a standard exponential function and τ is a temperature hyperparameter that takes values between 0 and infinity. As the temperature hyperparameter approaches infinity, the probability distribution becomes a uniform distribution. As discussed in more detail below, when specifically discussing the training of multidimensional action selection components, the temperature hyperparameters may vary throughout training. In one example, the temperature hyperparameter is optionally fixed to 1 during inference.
変換層の出力304は、変換された行動値305でのベクトルある。変換された行動値305のベクトルは、マスキング層306に入力される。 The output 304 of the transformation layer is a vector with transformed behavior values 305. The transformed vector of behavior values 305 is input to the masking layer 306.
マスキング層306は、変換層304の出力に結合される。マスキング層306は、マスクされた変換された行動値307のベクトルを生成するために、(たとえば、関連づけられた値をゼロに設定することによって)変換された行動値305のベクトル内の行動を不可能にするように構成される。一例では、必要とされる情報がフル対話状態で欠落しているまたは出力行動が下流構成要素(たとえば、自然言語生成器103)によってサポートされないので、第1の対話行為(DA)エージェント内のマスキング層306は、たとえば、選択されたサマリー行動が、フル対話行為にマップ不可能である場合、行動を不可能にする。マスキング層306の出力は、正規化層308の入力に結合される。 Masking layer 306 is coupled to the output of transform layer 304. Masking layer 306 disables behaviors in vector of transformed behavior values 305 (e.g., by setting associated values to zero) to generate a vector of masked transformed behavior values 307. configured to enable. In one example, masking within a first dialogue act (DA) agent because the required information is missing in a full interaction state or the output behavior is not supported by a downstream component (e.g., natural language generator 103) Layer 306 disables an action if, for example, the selected summary action cannot be mapped to a full interaction action. The output of masking layer 306 is coupled to the input of normalization layer 308.
正規化層308は、マスクされた変換された行動値307のベクトルを受け取るように構成される。正規化層308は、確率の合計が1に等しい行動確率のベクトルを生成するために、マスクされた変換された行動値307のベクトル内の値を正規化するように構成される。言い換えれば、マスクされた変換された行動値307(ゼロ以上の任意の値を取ることができる)は、マスクされた行動が確率ゼロを有する確率分布に正規化される。 Normalization layer 308 is configured to receive a vector of masked transformed behavior values 307. The normalization layer 308 is configured to normalize the values in the vector of masked transformed behavioral values 307 to generate a vector of behavioral probabilities whose sum of probabilities is equal to one. In other words, the masked transformed behavior values 307 (which can take any value greater than or equal to zero) are normalized to a probability distribution where the masked behavior has probability zero.
一例では、マスクされた変換された行動値307のベクトル内の値を正規化することは、マスクされた変換された行動値307のベクトル内の各行動値を、マスクされた変換された行動値307のベクトル内の行動値の合計によって除算することを備える。正規化層308の出力は、行動確率のベクトルである。 In one example, normalizing the values in the vector of masked transformed behavior values 307 includes converting each behavior value in the vector of masked transformed behavior values 307 to the masked transformed behavior value 307 vectors. The output of normalization layer 308 is a vector of action probabilities.
第1の対話行為(DA)エージェント202は、行動確率のベクトルに基づいて、行動のセットから出力行動候補を選択するようにさらに構成される。 The first interaction act (DA) agent 202 is further configured to select output action candidates from the set of actions based on the vector of action probabilities.
一例では、第1の対話行為(DA)エージェント202の出力は、可能な行動のセットからの選択された行動を示すワンホット表現を備える(たとえば、バイナリ「1」は、選択された行動を示し、バイナリ「0」は、選択されていない行動を示す場合)。行動は、(たとえば、最も高い確率と関連づけられる行動を選択することによって、または行動確率のベクトル内の確率分布に基づいて行動をサンプリングすることによって)の行動確率のベクトル内の値に基づいて選択されてよい。 In one example, the output of the first dialogue act (DA) agent 202 comprises a one-hot expression indicating a selected action from a set of possible actions (e.g., a binary "1" indicates a selected action). , where a binary '0' indicates an unselected action). Actions are selected based on the values in the vector of action probabilities (e.g., by selecting the action associated with the highest probability, or by sampling actions based on a probability distribution within the vector of action probabilities). It's okay to be.
図3Aに関連して論じられる例は、マスキング層306を備える機械学習モデルを示す。しかしながら、マスキング層306は任意選択であることが強調される。この場合、変換された行動値305のベクトルは、正規化層308に入力される。任意選択で、マスキング層が存在しないとき、変換層304と正規化層308の機能は、ソフトマックス層内で組み合わせ可能である。 The example discussed in connection with FIG. 3A shows a machine learning model that includes a masking layer 306. However, it is emphasized that masking layer 306 is optional. In this case, the vector of transformed behavior values 305 is input to the normalization layer 308. Optionally, when no masking layer is present, the functions of transform layer 304 and normalization layer 308 can be combined in a softmax layer.
当技術分野で知られているように、ソフトマックス関数は、K個の実数値のベクトルを、合計で1になるK個の実数値のベクトルにする関数である。入力値は、正、負、ゼロ、または1よりも大きくすることができるが、ソフトマックスは、それらが確率として解釈可能であるように、それらを0から1の間の値に変える。この場合、ソフトマックス層は、長期累積報酬(すなわち、行動値303のベクトル)を示す行動値を正規化された確率分布に変換するように構成される。ソフトマックス層の出力は、行動確率のベクトルを備え、各確率は、可能な行動のセット内の異なる行動と関連づけられ、各確率は、所与の行動が長期累積報酬を最大化する可能性を示す。 As is known in the art, a softmax function is a function that reduces a vector of K real values to a vector of K real values that sum to 1. Input values can be positive, negative, zero, or greater than 1, but softmax turns them into values between 0 and 1 so that they can be interpreted as probabilities. In this case, the softmax layer is configured to convert behavioral values indicative of long-term cumulative rewards (i.e., a vector of behavioral values 303) into a normalized probability distribution. The output of the softmax layer comprises a vector of action probabilities, each probability associated with a different action within the set of possible actions, and each probability expressing the probability that a given action maximizes the long-term cumulative reward. show.
一例では、ソフトマックス層は、ソフトマックス式 In one example, the softmax layer is a softmax type
を実施し、ここで、σはソフトマックス関数であり、yは入力ベクトル(すなわち、行動値303のベクトル)であり、nは入力ベクトルの大きさであり、eは標準的な指数関数である。一例では、温度ハイパーパラメータは、上記で論じられたように使用され、この場合、ソフトマックス層は、 , where σ is a softmax function, y is the input vector (i.e., a vector of action values 303), n is the magnitude of the input vector, and e is a standard exponential function. . In one example, temperature hyperparameters are used as discussed above, and in this case the softmax layer is
を実施し、ここで、τは、0から無限大の間の値を取る温度ハイパーパラメータである。 where τ is a temperature hyperparameter that takes values between 0 and infinity.
さらなる例では、マスキング層306が存在する場合、変換層304(すなわち、行動値をゼロ以上の数に変換すること)およびマスキング層306の機能は、1つの層内で組み合わされる。 In a further example, if masking layer 306 is present, the functions of transformation layer 304 (ie, transforming behavioral values to a number greater than or equal to zero) and masking layer 306 are combined within one layer.
図3Bは、強化学習(RL)機械学習モデルの第2の例示的な実装形態を示す。図3Bでは、図3Aと同じ参照番号は、同じ構成要素を示すために使用される。図3Bは、修正されたマスキング層350をさらに備える。修正されたマスキング層350は、状態sで行動aを行うために推定累積報酬Q(s,a)を備える行動値303のベクトルを受け取るように構成される。最初に、exp(Q(s,a)/τ)値が、すべての行動に対して算出される(ここで、τは温度ハイパーパラメータであり、「exp」は指数関数である)。次いで、マスク(mask(s,a))が適用され(すなわち、mask(s,a)*exp(Q(s,a)/τ))、これらの値のうちのいくつかはゼロに設定され、それによって、行動値352の第2のベクトルを生成する。最後に、結果として生じる値(すなわち、行動値352の第2のベクトルにおける値)は、上記で論じられたように、正規化層308によって確率分布(ここで、マスクされた行動が確率ゼロを有する)に正規化される。 FIG. 3B shows a second example implementation of a reinforcement learning (RL) machine learning model. In FIG. 3B, the same reference numbers as in FIG. 3A are used to indicate the same components. FIG. 3B further includes a modified masking layer 350. Modified masking layer 350 is configured to receive a vector of action values 303 comprising an estimated cumulative reward Q(s,a) for performing action a in state s. First, exp(Q(s,a)/τ) values are calculated for all behaviors (where τ is a temperature hyperparameter and “exp” is an exponential function). Then a mask (mask(s,a)) is applied (i.e. mask(s,a)*exp(Q(s,a)/τ)) and some of these values are set to zero. , thereby generating a second vector of action values 352. Finally, the resulting values (i.e., the values in the second vector of behavior values 352) are distributed by the normalization layer 308 to a probability distribution (where the masked behavior has a probability of zero), as discussed above. ).
図2の例では、第1の対話行為(DA)エージェントの強化学習(RL)機械学習モデルの出力は、「OFFER」サマリー行動が、対話状態201を識別する情報に応答して、「タスク」次元において、システム応答として可能な行動のセットから選択されているという標識を備える。言い換えれば、第1の対話行為(DA)エージェント202の出力は、「タスク」次元のための行動は「OFFER」サマリー行動であるという標識を備える。 In the example of FIG. dimension, with an indication that the system response is selected from a set of possible actions. In other words, the output of the first dialogue act (DA) agent 202 comprises an indicator that the action for the "task" dimension is an "OFFER" summary action.
選択された行動候補の標識を出力することに加えて、第1の対話行為(DA)エージェント202は、選択された行動候補と関連づけられた対話行為候補を出力するようにも構成される。一例では、第1の対話行為(DA)エージェント202は、選択された行動候補および対話状態201を識別する情報に基づいて、対話行為候補を生成する。 In addition to outputting an indicator of the selected action candidate, the first interaction act (DA) agent 202 is also configured to output an interaction action candidate associated with the selected action candidate. In one example, a first dialogue act (DA) agent 202 generates a dialogue act candidate based on information identifying the selected action candidate and the dialogue state 201.
上記で論じられたように、図1の多次元対話システムは、第2の対話行為(DA)エージェント103と、第3の対話行為(DA)エージェント104も備える。 As discussed above, the multidimensional dialogue system of FIG. 1 also includes a second dialogue act (DA) agent 103 and a third dialogue act (DA) agent 104.
第2の対話行為(DA)エージェント103、第3の対話行為(DA)エージェント104は、上記で第1の対話行為(DA)エージェント102に関連して論じられた類似の強化学習(RL)機械学習モデルを備える。しかしながら、対話行為(DA)エージェントの各々はISO24617-2アノテーション規格の異なる次元と関連づけられ、したがって、可能な行動の異なるセットから行動候補を選択するので、行動は行動の異なるセットから選択されることは、諒解されるであろう。そのうえ、各対話行為(DA)エージェントが、対話状態から抽出された異なる特徴セットを使用する場合、各対話行為(DA)エージェントのための対話状態101を識別する情報が異なる特徴セットである(任意選択で、重複する特徴をもつ)ことが諒解されるであろう。 The second dialogue act (DA) agent 103 and the third dialogue act (DA) agent 104 are similar reinforcement learning (RL) machines discussed above in relation to the first dialogue act (DA) agent 102. Equipped with a learning model. However, since each dialogue act (DA) agent is associated with a different dimension of the ISO 24617-2 annotation standard and therefore selects action candidates from a different set of possible actions, actions may be selected from different sets of actions. will be understood. Moreover, if each dialogue act (DA) agent uses a different feature set extracted from the dialogue state, the information identifying the dialogue state 101 for each dialogue act (DA) agent is a different feature set (optional). It will be appreciated that the selection may have overlapping characteristics.
第2の対話行為(DA)エージェント203について、より詳細に考える。 Consider the second dialogue act (DA) agent 203 in more detail.
第2の対話行為(DA)エージェント203を訓練することは、状態S(対話状態201を識別する情報に対応する)で開始し、特定の次元(すなわち、「自動フィードバック」次元)のための可能な行動のセットから出力行動を選択するとき、取得される累積報酬を推定する行動値関数を学習することを備える。以下でより詳細に論じられるように、第2の対話行為(DA)エージェント203の強化学習(RL)機械学習モデルは、報酬信号(すなわち、第1の対話行為(DA)エージェント202と同じ報酬信号)を使用して、行動値関数を実施する線形層のパラメータを訓練する。第2の対話行為(DA)エージェント203を訓練することは、共通報酬信号に基づくが、訓練は独立していることが強調される。 Training the second dialogue act (DA) agent 203 starts with state S (corresponding to information identifying dialogue state 201) and starts with a possible The method comprises learning an action value function that estimates the cumulative reward obtained when selecting an output action from a set of actions. As discussed in more detail below, the reinforcement learning (RL) machine learning model of the second dialogic act (DA) agent 203 uses a reward signal (i.e., the same reward signal as the first dialogic act (DA) agent 202). ) to train the parameters of the linear layer that implements the behavior value function. Although training the second interaction act (DA) agent 203 is based on a common reward signal, it is emphasized that the training is independent.
推論中、第2の対話行為(DA)エージェント203は、対話状態201を識別する入力情報および学習された対話ポリシーに基づいて、「自動フィードバック」次元と関連づけられた可能な行動のセットから出力行動候補を生成するように構成される。特に、第2の対話行為(DA)エージェント203の機械学習モデルは、現在の状態S(対話状態201を識別する情報に対応する)ならば行動内の行動の各々を選択することと関連づけられた累積報酬を決定するように構成される。機械学習モデルは、推定された累積報酬に基づいて、「自動フィードバック」次元のための(単一の)行動候補を選択するようにさらに構成される。 During inference, a second dialogue act (DA) agent 203 selects an output action from a set of possible actions associated with the "automatic feedback" dimension based on input information identifying the dialogue state 201 and the learned dialogue policy. configured to generate candidates; In particular, the machine learning model of the second dialogue act (DA) agent 203 is associated with selecting each of the actions in the action if the current state S (corresponding to information identifying the dialogue state 201) configured to determine cumulative compensation; The machine learning model is further configured to select a (single) action candidate for the "automatic feedback" dimension based on the estimated cumulative reward.
図2の例では、第2の対話行為(DA)エージェント203の出力は、「IMPL-CONFIRM」(すなわち、暗示された確認)行動が、対話状態201を識別する情報に応答して、「自動フィードバック」次元において、システム応答として選択されているという標識を備える。第2の対話行為(DA)203エージェントによって選択されるサマリー行動は、この行動候補が最終になるかどうかを決定する評価エージェント205に出力される。上記で論じられたように、第2の対話行為(DA)エージェント202は、図2の例では「IMPL-CONFIRM」行動である行動候補と、対話状態201を識別する情報に基づいて、対話行為候補を生成および出力するようにも構成される。 In the example of FIG. In the "Feedback" dimension, it is provided with an indicator that it has been selected as a system response. The summary behavior selected by the second dialogue act (DA) 203 agent is output to the evaluation agent 205, which determines whether this candidate behavior becomes final. As discussed above, the second dialogue act (DA) agent 202 performs a dialogue action based on the action candidate, which in the example of FIG. It is also configured to generate and output candidates.
第3の対話行為(DA)エージェント204は、第1の対話行為(DA)エージェント202および第2の対話行為(DA)エージェント203と類似の様式で構成されるが、代わりに、「社会的責任管理(SOM)」次元と関連づけられる。 The third dialogue act (DA) agent 204 is configured in a manner similar to the first dialogue act (DA) agent 202 and the second dialogue act (DA) agent 203, but instead, it is management (SOM)” dimension.
図2の例では、第3の対話行為(DA)エージェント204の出力は、「ACCEPT_THANKING」行動が、対話状態201を識別する情報に応答して、「社会的責任管理(SOM)」次元において、システム応答として選択されているという標識を備える。第3の対話行為(DA)204エージェントによって選択されるサマリー行動は、この行動候補が最終になるかどうかを決定する評価エージェント205に出力される。第3の対話行為(DA)エージェント204は、図2の例では「ACCEPT_THANKING」行動である行動候補と、対話状態201を識別する情報に基づいて、対話行為候補を出力するようにも構成される。 In the example of FIG. 2, the output of the third dialogue act (DA) agent 204 is that the "ACCEPT_THANKING" action is in response to information identifying the dialogue state 201 in the "Social Responsibility Management (SOM)" dimension. Provides an indicator that it has been selected as a system response. The summary behavior selected by the third dialogue act (DA) 204 agent is output to the evaluation agent 205, which determines whether this candidate behavior becomes final. The third dialogue act (DA) agent 204 is also configured to output a candidate dialogue act, which in the example of FIG. 2 is the "ACCEPT_THANKING" action, and information identifying the dialogue state 201. .
図2の多次元行動選択構成要素は、評価エージェント205も備える。評価エージェント205は、対話行為(DA)エージェント(すなわち、第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、および第3の対話行為(DA)エージェント204)によって提案される行動の組み合わせを選択するように構成される。行動候補を選択し、行動を組み合わせる手段を提供することによって、図2のシステムは、多機能システム発声(すなわち、複数の対話行為を伝達する発声)を生成し、それによって、システム応答の自然さと有効性の両方を改善することが可能である。 The multidimensional behavior selection component of FIG. 2 also includes an evaluation agent 205. The evaluation agent 205 is configured to evaluate the suggestions made by the dialogue act (DA) agents (i.e., the first dialogue act (DA) agent 202, the second dialogue act (DA) agent 203, and the third dialogue act (DA) agent 204). configured to select a combination of actions to be performed. By selecting action candidates and providing a means to combine actions, the system of Figure 2 produces multifunctional system utterances (i.e., utterances that convey multiple interaction acts), thereby improving the naturalness and It is possible to improve both effectiveness.
図2では、対話行為(DA)エージェントの各々によって選択される行動候補を識別する情報は、評価エージェント205への入力として提供される。一例では、各対話行為(DA)エージェントは、あらゆるターンにおいて多くても1つの行動候補を生成するように構成される。評価エージェント205は、これらの行動候補の組み合わせをシステム出力として生成するように構成される。 In FIG. 2, information identifying the action candidates selected by each of the dialogue act (DA) agents is provided as input to evaluation agent 205. In FIG. In one example, each dialogue act (DA) agent is configured to generate at most one action candidate in every turn. Evaluation agent 205 is configured to generate a combination of these action candidates as system output.
図4Aは、一例による評価エージェント205の一実装形態を示す。評価エージェント205は、線形層402と変換層404とマスキング層406と正規化層408とを備える第4の強化学習(RL)機械学習モデルを備える。評価エージェント205は、各対話行為(DA)エージェント(すなわち、第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、および第3の対話行為(DA)エージェント204)の出力に通信可能に結合される。 FIG. 4A illustrates one implementation of evaluation agent 205 according to an example. Evaluation agent 205 comprises a fourth reinforcement learning (RL) machine learning model comprising a linear layer 402 , a transformation layer 404 , a masking layer 406 and a normalization layer 408 . The evaluation agent 205 evaluates each dialogue act (DA) agent (i.e., the first dialogue act (DA) agent 202, the second dialogue act (DA) agent 203, and the third dialogue act (DA) agent 204). communicatively coupled to the output.
各対話行為(DA)エージェントの出力は、1ホットエンコーディングを使用して、可能な行動のセットからのどの行動(対話行為(DA)エージェントの次元と関連づけられる)が行動候補として選択されているかを示すベクトルを備える。この場合、特定の対話行為(DA)エージェントからの出力ベクトルの大きさは、関連づけられた次元のための可能な行動のセット内の行動の数に対応する。評価エージェント205は、入力ベクトル401を形成するために対話行為(DA)エージェントの各々からの出力ベクトルを連結するように構成される。 The output of each dialogue act (DA) agent uses one-hot encoding to determine which action (associated with the dimension of the dialogue act (DA) agent) from the set of possible actions is selected as a candidate action. has a vector shown. In this case, the magnitude of the output vector from a particular dialogue act (DA) agent corresponds to the number of actions in the set of possible actions for the associated dimension. Evaluation agent 205 is configured to concatenate the output vectors from each of the dialogue action (DA) agents to form input vector 401 .
3つの対話行為(DA)エージェントがある図1の例では、入力ベクトル401は、3つの連結されたワンホットベクトルを備える。この場合、評価エージェント205の出力として選択されてよい23=8の可能な対話組み合わせがある。 In the example of FIG. 1 with three dialogue act (DA) agents, input vector 401 comprises three concatenated one-hot vectors. In this case, there are 2 3 =8 possible interaction combinations that may be selected as the output of evaluation agent 205 .
評価エージェント205の第4の強化学習(RL)機械学習モデルは、上記で対話行為(DA)エージェントの機械学習モデルに関連して論じられたような類似の構造を有する。特に、第4の強化学習(RL)機械学習モデルは、入力ベクトル401を入力対話行為候補の各可能な組み合わせのための長期累積報酬を推定する行動値403のベクトルに変える訓練可能パラメータの線形層402を備える。行動値403のベクトルは、変換層404への入力である。 The fourth reinforcement learning (RL) machine learning model for evaluation agent 205 has a similar structure as discussed above in connection with the machine learning model for dialogue act (DA) agents. In particular, a fourth reinforcement learning (RL) machine learning model comprises a linear layer of trainable parameters that transforms an input vector 401 into a vector of action values 403 that estimates a long-term cumulative reward for each possible combination of input interaction act candidates. 402. The vector of action values 403 is an input to the transformation layer 404.
線形層402の出力(すなわち、行動値403のベクトルを備える)は、変換層404へ入力される。変換層404は、負の無限大から正の無限大の間の任意の値を取り得る行動値403のベクトルにおける行動値を、ゼロ以上の値を備える変換された行動値405のベクトルに変換するように構成される。変換層404の出力(すなわち、変換された行動値405のベクトル)は、マスキング層406の入力に結合される(すなわち、マスキング層406は、変換された行動値405のベクトルを受け取るように構成される)。変換層404は、図3Aの変換層304に関連して論じられたのと同じ変換を実施してよい。 The output of linear layer 402 (ie, comprising a vector of behavioral values 403) is input to transform layer 404. The conversion layer 404 converts the behavior values in the vector of behavior values 403, which can take any value between negative infinity and positive infinity, into a vector of transformed behavior values 405 having values greater than or equal to zero. It is configured as follows. The output of the transformation layer 404 (i.e., the vector of transformed behavioral values 405) is coupled to the input of the masking layer 406 (i.e., the masking layer 406 is configured to receive the vector of transformed behavioral values 405). ). Conversion layer 404 may perform the same conversions discussed in connection with conversion layer 304 of FIG. 3A.
マスキング層406は、いくつかの出力行動候補組み合わせを、マスクされた変換された行動値407のベクトルを生成するためにそれらの値をゼロに設定することによって不可能にするように構成される。一例では、マスキング層は、矛盾をもたらす行動候補組み合わせを不可能にするように構成される。たとえば、質問をして、さよならを告げることは理に適わないであろう。したがって、行動のいくつかの組み合わせは、無意味であると決定され、したがって、通常の話し方の慣習に基づいて矛盾を表す。一例では、マスキング層によって不可能にされる行動の組み合わせは、あらかじめ決定されているおよび/またはハードコーディングされる。 Masking layer 406 is configured to disable some output behavior candidate combinations by setting their values to zero to generate a vector of masked transformed behavior values 407. In one example, the masking layer is configured to disable combinations of action candidates that result in a conflict. For example, it would be unreasonable to ask a question and then say goodbye. Therefore, some combinations of actions are determined to be nonsensical and therefore represent contradictions based on normal speech conventions. In one example, the combinations of actions that are disabled by the masking layer are predetermined and/or hard-coded.
別の例では、マスキング層は、単一の対話行為または(「自動フィードバック」次元)の「IMPL-CONFIRM」の「OFFER」行動もしくは「REQUEST」行動(「タスク」次元の)との組み合わせのみを許可することを評価エージェント205が保証するように構成される。以下の表は、この具体的な例に従ってマスキング層406によって許可される具体的な組み合わせを示す。行動の組み合わせに基づいて生成され得る発声の一例も提供される。 In another example, the masking layer only detects a single interaction act or a combination of an ``IMPL-CONFIRM'' (of the ``Automatic Feedback'' dimension) with an ``OFFER'' behavior or a ``REQUEST'' behavior (of the ``Task'' dimension). The evaluation agent 205 is configured to ensure that permission is granted. The table below shows specific combinations allowed by masking layer 406 according to this specific example. An example of utterances that may be generated based on the combination of actions is also provided.
上記の表は、異なる次元からの行動の具体的な組み合わせを示しているが、他の行動の他の組み合わせも許可されてよいことが強調される。さらなる例では、「社会的責任管理(SOM)」次元と関連づけられる行動のセットは、「APOLOGY」行動を含み、許可される組み合わせは、「APOLOGY」+「AUTO_NEGATIVE」を含み、これは、「申し訳ありませんが、あまりよくわかりませんでした」という発声を引き起こし得る。 Although the table above shows specific combinations of actions from different dimensions, it is emphasized that other combinations of other actions may also be allowed. In a further example, the set of actions associated with the "Social Responsibility Management (SOM)" dimension includes the "APOLOGY" action, and the allowed combinations include "APOLOGY" + "AUTO_NEGATIVE", which is "Sorry". "No, but I didn't really understand."
評価エージェント205のマスキング層406は、たとえば自然言語生成器103などの下流構成要素の入力要件に合致するようにエージェントが選択することができる対話組み合わせの範囲を制限する洗練された様式を表す。そのうえ、多次元行動選択構成要素は、矛盾する組み合わせ(たとえば、無意味な組み合わせ)を学習する必要はないので、マスキング層は、構成要素の訓練を高速化することもできる。 The masking layer 406 of the evaluation agent 205 represents a sophisticated manner of limiting the range of interaction combinations that the agent can select to meet the input requirements of downstream components, such as the natural language generator 103, for example. Moreover, the masking layer can also speed up training of the component, since the multidimensional action selection component does not need to learn contradictory combinations (eg, meaningless combinations).
マスキング層の出力406は、マスクされた変換された行動値407のベクトルである。マスキング層406の出力は、正規化層408に結合される。正規化層408は、合計が1に等しいように、マスクされた変換された行動値407のベクトル内に存在する行動値を正規化し、したがって、長期累積報酬を最大にする行動の確率を提示するように構成される。正規化層408の出力は、行動確率の出力ベクトルである。 The output 406 of the masking layer is a vector of masked transformed behavior values 407. The output of masking layer 406 is coupled to normalization layer 408. A normalization layer 408 normalizes the behavior values present in the vector of masked transformed behavior values 407 such that the sum is equal to 1, thus presenting the probability of the behavior that maximizes the long-term cumulative reward. It is configured as follows. The output of normalization layer 408 is an output vector of action probabilities.
図4Bは、一例によるアクション確率の出力ベクトルの表現を示す。図2に関連して論じられるように、対話行為候補が生成される3つの次元には、「タスク」、「自動フィードバック」、および「社会的責任管理(SOM)」がある。図4Bは、それぞれの次元の各々のための行動候補の組み合わせと関連づけられた確率を示す。たとえば、図4Bは、「タスク」次元のための行動候補(すなわち「OFFER」)と「自動フィードバック」次元と関連づけられた行動候補(すなわち「IMPL-CONFIRM」)の組み合わせは、長期累積報酬を最大にする最も高い確率と関連づけられることを示す。 FIG. 4B shows an output vector representation of action probabilities according to an example. As discussed in connection with FIG. 2, the three dimensions for which interaction act candidates are generated include "task," "automatic feedback," and "social responsibility management (SOM)." FIG. 4B shows the probabilities associated with the combinations of action candidates for each of the respective dimensions. For example, Figure 4B shows that the combination of action candidates for the "task" dimension (i.e. "OFFER") and action candidates associated with the "automatic feedback" dimension (i.e. "IMPL-CONFIRM") maximizes long-term cumulative reward. indicates that it is associated with the highest probability of
図4Bは、ブランク状態と関連づけられたエントリ(すなわち「---」)も示す。これは、行動候補の選択なしと関連づけられた確率である。これは、応答を生成しないことに類似している。最後に、図4Bは、マスキング層406により確率なし(すなわち「0」)と関連づけられる複数の行動組み合わせ(たとえば、「自動フィードバック」+「SOM」)も示す。 FIG. 4B also shows an entry (ie, "---") associated with a blank state. This is the probability associated with not selecting a candidate action. This is similar to not generating a response. Finally, FIG. 4B also shows multiple behavior combinations (eg, "automatic feedback" + "SOM") that are associated with no probability (ie, "0") by masking layer 406.
図3Aに関連して論じられたように、マスキング層406は任意選択である。この場合、変換層404および正規化層408の機能は、温度ハイパーパラメータを任意選択で実施するソフトマックス層内で組み合わせ可能である。代替的に、マスキング層が存在する場合、変換層404およびマスキング層406の機能は、修正されたマスキング層内で組み合わせ可能である。 As discussed in connection with FIG. 3A, masking layer 406 is optional. In this case, the functions of transform layer 404 and normalization layer 408 can be combined in a softmax layer that optionally implements temperature hyperparameters. Alternatively, if a masking layer is present, the functions of conversion layer 404 and masking layer 406 can be combined in a modified masking layer.
図4Cは、第2の例による評価エージェント205の一実装形態を示す。図4Cでは、図4Aと同じ参照番号は、同じ構成要素を示すために使用される。図4Cは、修正されたマスキング層450をさらに備える。修正されたマスキング層450は、状態sで行動aを行うために推定累積報酬Q(s,a)を備える行動値403のベクトルを受け取るように構成される。最初に、exp(Q(s,a)/τ)値が、すべての行動に対して算出される(ここで、τ(タウ)は温度ハイパーパラメータであり、「exp」は指数関数である)。次いで、マスク(mask(s,a))が適用され(すなわち、mask(s,a)*exp(Q(s,a)/τ))、これらの値のうちのいくつかはゼロに設定され、それによって、行動値452の第2のベクトルを生成する。最後に、結果として生じる値(すなわち、行動値452の第2のベクトル)は、上記で論じられたように、正規化層408によって確率分布(マスクされた行動が確率ゼロを有する)に正規化される。 FIG. 4C shows one implementation of evaluation agent 205 according to a second example. In FIG. 4C, the same reference numbers as in FIG. 4A are used to indicate the same components. FIG. 4C further includes a modified masking layer 450. Modified masking layer 450 is configured to receive a vector of action values 403 comprising an estimated cumulative reward Q(s,a) for performing action a in state s. First, the exp(Q(s,a)/τ) value is calculated for every behavior (where τ(tau) is the temperature hyperparameter and “exp” is the exponential function) . Then a mask (mask(s,a)) is applied (i.e. mask(s,a)*exp(Q(s,a)/τ)) and some of these values are set to zero. , thereby generating a second vector of action values 452. Finally, the resulting values (i.e., the second vector of behavior values 452) are normalized to a probability distribution (the masked behavior has probability zero) by a normalization layer 408, as discussed above. be done.
行動確率の出力ベクトルを生成した後、評価エージェント205は、結果として生じる確率分布(すなわち、出力ベクトルの確率分布)からサンプリングすることによって、1つまたは複数の行動候補の組み合わせを選択するように構成される。 After generating the output vector of action probabilities, the evaluation agent 205 is configured to select a combination of one or more action candidates by sampling from the resulting probability distribution (i.e., the probability distribution of the output vectors). be done.
図2の例を考慮すると、これは、評価エージェント205が、「タスク」次元からの行動「OFFER」と「自動フィードバック」次元からの「IMPL-CONFIRM」の組み合わせを出力行動として選択するが、「社会的責任管理(SOM)」次元から「ACCEPT_THANKING」行動は選択しないことをもたらす。 Considering the example of FIG. 2, this means that the evaluation agent 205 selects the combination of the action "OFFER" from the "Task" dimension and "IMPL-CONFIRM" from the "Auto Feedback" dimension as the output action, but " From the "Social Responsibility Management (SOM)" dimension, the "ACCEPT_THANKING" behavior results in not being selected.
行動候補の組み合わせを選択した後、評価エージェント205は、評価エージェント205によって生成される行動の最終的な組み合わせを形成する行動と関連づけられる対話行為(DA)エージェントによって生成された対話行為を取り出すことによって、対話行為の組み合わせを生成するように構成される。図2の例では、行動候補の組み合わせは、「タスク」次元からの「OFFER」と「自動フィードバック」次元からの「IMPL-CONFIRM」である。この場合、評価エージェント205は、第2の対話行為(DA)エージェント203(「IMPL-CONFIRM」行動と関連づけられる)によって出力される対話行為候補とともに第1の対話行為(DA)エージェント202(「OFFER」行動と関連づけられる)によって出力される対話行為候補を取り出し組み合わせることによって対話行為の組み合わせを生成するように構成される。対話行為の組み合わせは、評価エージェント205によって出力される。 After selecting a combination of candidate actions, the evaluation agent 205 performs a process by retrieving the dialogue acts generated by the dialogue act (DA) agent that are associated with the actions that form the final combination of actions generated by the evaluation agent 205. , configured to generate a combination of interaction acts. In the example of FIG. 2, the combination of action candidates is "OFFER" from the "task" dimension and "IMPL-CONFIRM" from the "automatic feedback" dimension. In this case, the evaluation agent 205 uses the first interaction act (DA) agent 202 (“OFFER”) together with the interaction act candidates output by the second interaction act (DA) agent 203 (associated with the “IMPL-CONFIRM” action). It is configured to generate a combination of dialogue acts by extracting and combining the dialogue act candidates output by ``(associated with the action). The combination of dialogue acts is output by the evaluation agent 205.
評価エージェント205の出力は、評価エージェント205によって選択および出力される1つまたは複数の対話行為の組み合わせに基づいて多機能システム発声を生成するように構成される自然言語生成器(たとえば、自然言語生成器103)に結合される。 The output of evaluation agent 205 is a natural language generator (e.g., a natural language 103).
たとえば、自然言語生成(NLG)モジュールによって生成される多機能発声は、「安いイタリアンレストランを探しています」というユーザ入力に応答して「Prezzoは人気のあるイタリアンレストランです」であってよい。この場合、システムによって生成される発声は、「OFFER」対話行為(すなわち「Prezzo」)と「IMPL-CONFIRM」対話行為(対話システムが、ユーザがイタリア料理を希望していることを理解したことをユーザに対して暗黙的に確認する「…は人気のあるイタリアンレストランです」)の両方を含む。 For example, a multifunctional utterance generated by a natural language generation (NLG) module may be "Prezzo is a popular Italian restaurant" in response to user input "I'm looking for a cheap Italian restaurant." In this case, the utterances generated by the system include an "OFFER" dialog act (i.e. "Prezzo") and an "IMPL-CONFIRM" dialog act (which indicates that the dialog system understands that the user wants Italian food). implicitly confirming to the user, "...is a popular Italian restaurant").
上記で論じられた様に、他の強化学習(RL)機械学習モデルの各々と同様に、第4の強化学習(RL)機械学習モデルは、訓練可能モデルパラメータの線形層402を備える。以下でより詳細に論じられるように、対話行為エージェントの各々および評価エージェント205に対する強化学習(RL)機械学習モデルのモデルパラメータは、(シミュレートされた)ユーザをもつオンライン相互作用に基づいて最適化される。特に、強化学習(RL)機械学習モデルの各々のモデルパラメータは、(シミュレートされた)ユーザから取得された共通報酬信号に基づいて最適化される。(シミュレートされた)ユーザとの相互作用中、4つのエージェント(すなわち、第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、第3の対話行為(DA)エージェント204、および評価エージェント205)は、同じ共有報酬を受け取り、最大長期累積報酬を達成するポリシーを取得する目標をもつ報酬に基づいてパラメータ(すなわち、線形層のためのモデルパラメータ)を更新する。そのうえ、他の強化学習(RL)機械学習モデルの各々と同様に、第4の強化学習(RL)機械学習モデルは、温度ハイパーパラメータと関連づけられる変換層404を備える。一例では、エージェントの各々(すなわち、第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、第3の対話行為(DA)エージェント204、および評価エージェント205は、それぞれの変換層において温度ハイパーパラメータの同じ値を使用する。 As discussed above, like each of the other reinforcement learning (RL) machine learning models, the fourth reinforcement learning (RL) machine learning model comprises a linear layer 402 of trainable model parameters. As discussed in more detail below, the model parameters of the reinforcement learning (RL) machine learning model for each of the interaction agents and the evaluation agent 205 are optimized based on online interactions with (simulated) users. be done. In particular, the model parameters of each reinforcement learning (RL) machine learning model are optimized based on a common reward signal obtained from (simulated) users. During an interaction with a (simulated) user, four agents (i.e., a first dialogue act (DA) agent 202, a second dialogue act (DA) agent 203, a third dialogue act (DA) agent 204, and evaluation agent 205) receive the same shared reward and update parameters (i.e., model parameters for the linear layer) based on the reward with the goal of obtaining a policy that achieves the maximum long-term cumulative reward. Moreover, like each of the other reinforcement learning (RL) machine learning models, the fourth reinforcement learning (RL) machine learning model includes a transformation layer 404 that is associated with a temperature hyperparameter. In one example, each of the agents (i.e., first dialogue act (DA) agent 202, second dialogue act (DA) agent 203, third dialogue act (DA) agent 204, and evaluation agent 205 has a respective Use the same value of temperature hyperparameter in the conversion layer.
図5は、一例によるシステム発声を生成する方法を示す。方法は、ステップ501において、ユーザ発声を受け取ることによって始まる。一例では、発声は、人間のユーザからであり、マイクロホンを介して捕らえられる。この場合、自動発話認識は、ユーザの発話を認識し、それをテキストに変換するために、ユーザ入力に対して行われる。一例では、Google(登録商標)ウェブ発話APIが、自動発話認識に使用される。 FIG. 5 illustrates a method for generating system utterances according to an example. The method begins at step 501 by receiving a user utterance. In one example, the speech is from a human user and is captured via a microphone. In this case, automatic speech recognition is performed on the user input to recognize the user's utterances and convert them into text. In one example, the Google(R) Web Speech API is used for automatic speech recognition.
ステップ502では、対話状態が、ステップ501において受け取られたユーザ発声に基づいて更新される。一例では、対話状態は、対話状態追跡構成要素101によって更新される。 In step 502, the dialogue state is updated based on the user utterances received in step 501. In one example, interaction state is updated by interaction state tracking component 101.
ステップ503では、第1の次元における第1の行動候補が生成される。一例では、第1の行動候補は、上記で論じられたように、第1の対話行為(DA)エージェント202によって生成される。 In step 503, a first action candidate in a first dimension is generated. In one example, the first action candidate is generated by a first dialogue act (DA) agent 202, as discussed above.
ステップ504では、第2の次元における第2の行動候補が生成される。一例では、第2の行動候補は、上記で論じられたように、第2の対話行為(DA)エージェント203によって生成される。 In step 504, a second action candidate in the second dimension is generated. In one example, the second action candidate is generated by a second dialogue act (DA) agent 203, as discussed above.
ステップ505では、第3の次元における第3の行動候補が生成される。一例では、第3の行動候補は、上記で論じられたように、第3の対話行為(DA)エージェント204によって生成される。 In step 505, a third action candidate in the third dimension is generated. In one example, the third action candidate is generated by a third dialogue act (DA) agent 204, as discussed above.
図5の方法は、第1の行動候補、第2の行動候補、および第3の行動候補が並列に生成されることを示す。これは、各行動候補の生成が独立していることを示す。しかしながら、疑いを回避するために、ステップ503、504、505は直列にまたは並列に実施されてよいことが強調される。 The method of FIG. 5 shows that a first action candidate, a second action candidate, and a third action candidate are generated in parallel. This indicates that the generation of each action candidate is independent. However, for the avoidance of doubt, it is emphasized that steps 503, 504, 505 may be performed in series or in parallel.
ステップ506では、1つまたは複数の最終対話行為が、第1の行動候補、第2の行動候補、および第3の行動候補の組み合わせを選択することによって生成される。いかなる疑いも回避するために、これらの行動の1つの組み合わせは、行動候補のどれも含まない。一例では、最終対話行為が、上記で論じられたように、評価エージェント205によって選択される。特に、行動候補の組み合わせが選択され、1つまたは複数の最終対話行為の組み合わせが、選択された行動と関連づけられた対話行為に基づいて生成される。 At step 506, one or more final interaction acts are generated by selecting a combination of the first candidate action, the second candidate action, and the third candidate action. For the avoidance of any doubt, one combination of these actions does not include any of the action candidates. In one example, the final interaction act is selected by evaluation agent 205, as discussed above. In particular, a combination of candidate actions is selected and one or more final interaction act combinations are generated based on interaction acts associated with the selected action.
上記で論じられたように、第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、第3の対話行為(DA)エージェント204、および評価エージェント205の各々は、訓練可能パラメータをもつ機械学習モデルを備える。図5に示される方法は、推論フェーズに関係する。したがって、機械学習モデルのパラメータは固定される(すなわち、使用中に変化しない)。一例では、図5に示される推論フェーズは、(以下でより詳細に論じられるように)さまざまな機械学習モデルを訓練した後で起こる。別の例では、訓練可能パラメータは記憶域から取り出され、記憶域には、訓練フェーズの後に(異なる時間に)訓練可能パラメータが記憶された。 As discussed above, each of the first dialogue act (DA) agent 202, the second dialogue act (DA) agent 203, the third dialogue act (DA) agent 204, and the evaluation agent 205 are trained Equipped with a machine learning model with possible parameters. The method shown in FIG. 5 concerns the inference phase. Therefore, the parameters of the machine learning model are fixed (i.e., do not change during use). In one example, the inference phase shown in FIG. 5 occurs after training various machine learning models (as discussed in more detail below). In another example, the trainable parameters were retrieved from storage, where the trainable parameters were stored after the training phase (at a different time).
ステップ507では、システム応答が、ステップ506において選択された最終対話行為に基づいて生成される。一例では、最終対話行為は、自然言語生成器103を使用して自然言語システム応答に変換される。 In step 507, a system response is generated based on the final interaction act selected in step 506. In one example, the final interaction act is converted into a natural language system response using natural language generator 103.
ステップ508では、自然言語応答が出力される。一例では、自然言語生成器103の出力はテキスト形式であり、任意選択でGoogle(登録商標)ウェブ発話APIを使用して、テキストから発話に変換される。その後、システム応答がスピーカを介して出力される。 At step 508, a natural language response is output. In one example, the output of natural language generator 103 is in text format and is converted from text to speech, optionally using the Google(R) Web Speech API. The system response is then output via the speaker.
上記の例では、第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、第3の対話行為(DA)エージェント204、および評価エージェント205の機械学習モデルは、あらかじめ訓練される。すなわち、機械学習モデルの訓練可能パラメータは、訓練フェーズ中に(任意選択で異なる時間に)取得され、推論のために機械学習モデルによって使用される。多次元行動選択構成要素の訓練可能パラメータを訓練することは、次に詳細に論じられる
第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、第3の対話行為(DA)エージェント204、および評価エージェント(EA)205の各々は、強化学習を使用して訓練される。
In the above example, the machine learning models for the first dialogue act (DA) agent 202, the second dialogue act (DA) agent 203, the third dialogue act (DA) agent 204, and the evaluation agent 205 are trained in advance. be done. That is, the trainable parameters of the machine learning model are obtained during the training phase (optionally at different times) and used by the machine learning model for inference. Training the trainable parameters of the multidimensional action selection component is discussed in detail next. DA) agent 204, and evaluation agent (EA) 205 are each trained using reinforcement learning.
手短に言えば、強化学習(RL)は、エージェントが最適化プロセスとして逐次的意志決定について推理することを可能にするフレームワークである。問題は、状態Sおよびエージェント行動のセットAを用いてマルコフ決定プロセス(MDP)として公式化される。基本的な強化学習(RL)エージェントは、不連続な時間ステップでその環境と相互作用する。各時間tでは、エージェントは、現在の状態stと、報酬rtとを受け取る。次いで、ポリシーは、利用可能な行動のセットから、行動atを選び、行動atは、環境に送られる。環境は、新しい状態st+1に移動し、transition(st,at,st+1)と関連づけられた報酬rt+1が決定される。強化学習(RL)エージェントの目標は、予想累積報酬を最大にする、ポリシーπ:A×S→[0,1],π(a,s)=Pr(at=a|st=s)を学習することである。強化学習のより詳細な議論は、参照により本明細書に組み込まれる「Richard S Sutton and Andrew G Barto、Reinforcement learning: An introduction、MIT press、2018年」に提供されている。 Briefly, reinforcement learning (RL) is a framework that allows agents to reason about sequential decision-making as an optimization process. The problem is formulated as a Markov Decision Process (MDP) with a state S and a set A of agent actions. A basic reinforcement learning (RL) agent interacts with its environment in discrete time steps. At each time t, the agent receives the current state s t and the reward rt . The policy then selects an action a t from the set of available actions, and the action a t is sent to the environment. The environment is moved to a new state s t+1 and the reward r t+1 associated with transition (s t , a t , s t+1 ) is determined. The goal of a reinforcement learning (RL) agent is to maximize the expected cumulative reward, policy π:A×S→[0,1], π(a,s)=Pr(a t =a|s t =s) It is about learning. A more detailed discussion of reinforcement learning is provided in Richard S. Sutton and Andrew G. Barto, Reinforcement learning: An introduction, MIT press, 2018, which is incorporated herein by reference.
上記で論じられたように、対話行為(DA)エージェントの各々および評価エージェントは、線形層を備える。一例では、線形層は、(人工)ニューロンの単一層であり、入力の線形結合に基づいて出力を生成するように構成される。線形層は、状態S(すなわち、機械学習モデルへの入力)から始まり、現在のポリシーπに続き、行動aを取るときの、各行動に対する、予想リターン(すなわち、累積報酬)の標識を生成するように構成される。 As discussed above, each of the dialogue act (DA) agents and the evaluation agent comprises a linear layer. In one example, a linear layer is a single layer of (artificial) neurons configured to generate an output based on a linear combination of inputs. The linear layer generates an indication of the expected return (i.e., cumulative reward) for each action when starting from state S (i.e., the input to the machine learning model) and taking action a following the current policy π. It is configured as follows.
対話行為(DA)エージェントに対して、状態Sは、システムの対話状態(すなわち、対話状態追跡構成要素101によって維持される対話状態)に対応し、行動は、特定の次元(すなわち、機械学習モデルが行動候補を提供するように構成される次元)のための行動セット内の行動候補である。さらなる例では、状態S(すなわち、機械学習モデルへの入力)は、対話状態追跡構成要素101によって維持されるフル対話状態から抽出された特徴のセットである。 For a dialogue act (DA) agent, the state S corresponds to the dialogue state of the system (i.e., the dialogue state maintained by the dialogue state tracking component 101), and the behavior is based on a particular dimension (i.e., the machine learning model is the action candidate in the action set for the dimension configured to provide action candidates). In a further example, state S (i.e., the input to the machine learning model) is a set of features extracted from the full interaction state maintained by interaction state tracking component 101.
評価エージェントの場合、状態Sは、対話行為(DA)エージェントによって選択された行動候補に対応し、行動は、行動候補の組み合わせである。 For the evaluation agent, the state S corresponds to action candidates selected by the dialogue act (DA) agent, and an action is a combination of action candidates.
線形層は、行動値関数のための値を生成するように構成される。言い換えれば、線形層は、入力状態に基づいて、行動セット内の各行動と関連づけられた予想リターン(すなわち、累積報酬)を生成するように構成される。 The linear layer is configured to generate values for the behavioral value function. In other words, the linear layer is configured to generate an expected return (ie, cumulative reward) associated with each action in the action set based on the input state.
したがって、線形層の出力は、行動セット内の各行動に対して、その行動を取るための予想リターン(すなわち、累積報酬)を示す値を備える。たとえば、「タスク」次元と関連づけられた、第1の対話行為(DA)エージェント202内の線形層の場合、線形層の出力は、「OFFER」行動、「ANSWER」行動、「REQUEST」行動、「NONE」行動の各々に関する行動値関数の値(すなわち、行動を取ることと関連づけられる予想リターン/累積報酬)を備える。 Thus, the output of the linear layer comprises, for each action in the action set, a value that indicates the expected return (i.e., cumulative reward) for taking that action. For example, for a linear layer in the first dialogue act (DA) agent 202 that is associated with the "task" dimension, the outputs of the linear layer are: "OFFER" action, "ANSWER" action, "REQUEST" action, " NONE” for each of the actions (i.e., the expected return/cumulative reward associated with taking the action).
上記で論じられたように、対話行為(DA)エージェントの各々および評価エージェント(EA)は、温度ハイパーパラメータによって制御される変換層(またはソフトマックス層)も備える。一例では、行動候補は、少なくとも(任意選択で、行動値をマスクした後で)変換された行動値を正規化することによって生成される確率分布をサンプリングすることによって生成され、確率分布は、行動セット内の各行動が長期累積報酬を最大化する可能性を示す。 As discussed above, each of the interaction act (DA) agents and the evaluation agent (EA) also comprises a transformation layer (or softmax layer) controlled by a temperature hyperparameter. In one example, the behavioral candidates are generated by sampling at least a probability distribution generated by normalizing the transformed behavioral values (optionally after masking the behavioral values), and the probability distribution is Shows the likelihood that each action in the set will maximize the long-term cumulative reward.
強化学習では、活用と探索との間にトレードオフがある(すなわち、機械学習モデルが、したことを引き続きするかどうか、または機械学習モデルが、状態で新しい行動を試行し、それによって、状態-行動空間を探索するかどうか)。一例では、対話行為(DA)エージェントおよび評価エージェントの機械学習モデルは、ボルツマン探索を使用する。 In reinforcement learning, there is a trade-off between exploitation and exploration (i.e., whether the machine learning model continues to do what it did, or whether the machine learning model tries new actions in the state and thereby (whether to explore the action space or not). In one example, machine learning models for dialogue act (DA) agents and evaluation agents use Boltzmann search.
ボルツマン探索では、行動は、行動値関数の推定値に適用されるソフトマックス分布からサンプリングされる。上記で論じられた様に、変換層は、温度ハイパーパラメータによって制御される。高温は、訓練の初期ステージ中に使用され、行動(次元と関連づけられる可能な行動のセットからの)をよりランダムに選択させる。ところが、訓練の後期ステージ中では、より低い温度が使用され、推定値をより密接にたどらせる(すなわち、より高い確率をもつ高値行動を選ばせる)。一例では、温度ハイパーパラメータは、線形的に低下し、(強化学習機械学習モデルの)ポリシーが最も高い予想リターンをもつ(すなわち、最も高い推定累積報酬と関連づけられた)行動のみを選択するまで探索のレベルを徐々に減少させる。 In a Boltzmann search, behavior is sampled from a softmax distribution applied to an estimate of the behavior value function. As discussed above, the conversion layer is controlled by temperature hyperparameters. High temperatures are used during the early stages of training to force a more random selection of actions (from a set of possible actions associated with a dimension). However, during later stages of training, lower temperatures are used, forcing the estimates to follow more closely (ie, choosing high-value actions with higher probabilities). In one example, the temperature hyperparameter is decreased linearly until the policy (of the reinforcement learning machine learning model) selects only the actions with the highest expected return (i.e., associated with the highest estimated cumulative reward). Gradually reduce the level of.
図6は、一例による多次元アクション選択構成要素を訓練する方法を示す。 FIG. 6 illustrates a method of training a multidimensional action selection component according to one example.
一例では、機械学習モデルの訓練可能な重み(具体的には、各対話行為(DA)エージェントおよび評価エージェントのための線形層の重み)は、任意選択でランダムな値を用いて初期化される。 In one example, the machine learning model's trainable weights (specifically, the linear layer weights for each interaction act (DA) agent and evaluation agent) are optionally initialized with random values. .
ステップ601では、対話が開始される。一例では、対話は、システムと、模擬ユーザとの間で開始される。模擬ユーザは、目標に基づいて発声および/または対話行為を生成するように構成される。 In step 601, a dialogue is initiated. In one example, an interaction is initiated between the system and the simulated user. The simulated user is configured to generate utterances and/or interaction acts based on the goal.
一例では、ステップ601において対話を開始することは、ドメインオントロジーからユーザ目標をランダムに初期化することと、模擬ユーザにユーザ目標を提供することとを備える。たとえば、レストラン検索ドメインでは、ユーザ目標は、安いイタリアンレストランを見つけ、その電話番号を得ることであってよい。一般に、ユーザ目標は、制約(たとえば、スロット-値ペア)と、要求(たとえば、値を得るスロット)とを備える。 In one example, initiating the interaction in step 601 comprises randomly initializing user goals from a domain ontology and providing user goals to a simulated user. For example, in a restaurant search domain, a user goal may be to find a cheap Italian restaurant and get its phone number. Generally, a user goal comprises constraints (eg, slot-value pairs) and requests (eg, slots to obtain values).
一例では、模擬ユーザは、参照により本明細書に組み込まれる「Jost Schatzmann, Blaise Thomson、Karl Weilhammer、Hui Ye、Steve Young、Human Language Technologies 2007: The Conference of the North American Chapter of the Association for Computational Linguistics: Companion Volume, Short Papers内の「Agenda-Based User Simulation for Bootstrapping a POMDP Dialogue System」、Rochester、New York、2007年4月、ページ149~152、Association for Computational Linguistics」において説明される、アジェンダベースのユーザシミュレータを使用して実施される。 In one example, the simulated user is the author of "Jost Schatzmann, Blaise Thomson, Karl Weilhammer, Hui Ye, Steve Young, Human Language Technologies 2007: The Conference of the North American Chapter of the Association for Computational Linguistics: "Agenda-Based User Simulation for Bootstrapping a POMDP Dialogue System" in Companion Volume, Short Papers, Rochester, New York , April 2007, pages 149-152, Association for Computational Linguistics. It is carried out using a simulator.
ステップ602では、発声は、模擬ユーザによって生成され、生成された発声は、訓練されている対話システムに提供される(すなわち、図1に関連して論じられる対話システムは、対話状態追跡構成要素101と、行動選択構成要素102(訓練されている多次元行動選択構成要素を使用して実施される)と、自然言語生成器103とを備える)。 In step 602, utterances are generated by a simulated user and the generated utterances are provided to a dialog system being trained (i.e., the dialog system discussed in connection with FIG. , an action selection component 102 (implemented using a trained multidimensional action selection component), and a natural language generator 103).
ステップ603では、対話状態は、模擬ユーザから発声を受け取ることに応答して(たとえば、対話状態追跡構成要素101によって)更新される。 At step 603, the interaction state is updated (eg, by interaction state tracking component 101) in response to receiving utterances from the simulated user.
一例では、対話行為は、模擬ユーザによって生成され、シミュレートされた対話行為は、ユーザ発声を生成するために取り出しベースの自然言語生成器に渡され、次いで、対話状態を更新するために行動状態更新モデル(ASU)に渡される。 In one example, a dialogue act is generated by a simulated user, and the simulated dialogue act is passed to a retrieval-based natural language generator to generate user utterances, which then states the behavior state to update the dialogue state. Passed to Update Model (ASU).
ステップ604では、システム応答が生成される。上記で論じられたように、各対話行為(DA)エージェントは、対話状態を識別する情報(たとえば、完全な対話状態から抽出された特徴セット)を取得し、現在の状態から始まるとき行動セット内の行動の各々を取ることと関連づけられた予想リターン(すなわち、累積報酬)を推定する。予想リターンは、行動値関数を使用して推定される。行動値関数は、行動値関数の出力(すなわち、累積報酬)が入力特徴セットの線形結合に従って生成される線形層(たとえば、人工ニューラルネットワーク)を使用して実施される。線形結合は訓練可能な重みに基づき、第1の訓練反復の場合、初期化された重みである。任意選択で、行動候補と関連づけられた推定累積報酬が、将来の使用のために記憶される。 At step 604, a system response is generated. As discussed above, each dialogue act (DA) agent obtains information that identifies the dialogue state (e.g., a feature set extracted from the complete dialogue state) and uses the information within the action set when starting from the current state. Estimate the expected return (i.e., cumulative reward) associated with taking each of the actions in . Expected returns are estimated using behavioral value functions. The behavior value function is implemented using a linear layer (eg, an artificial neural network) in which the output of the behavior value function (i.e., cumulative reward) is generated according to a linear combination of input feature sets. The linear combination is based on trainable weights, which for the first training iteration are the initialized weights. Optionally, estimated cumulative rewards associated with the candidate actions are stored for future use.
各対話行為エージェントは、行動候補を生成し、評価エージェントは、行動候補の組み合わせを生成する。行動候補の組み合わせを生成した後、評価エージェントは、上記で論じられたように行動候補の組み合わせにおいて各行動と関連づけられた対話行為を組み合わせることによって、対話行為の組み合わせを生成する。 Each dialogue act agent generates a behavior candidate, and the evaluation agent generates a combination of behavior candidates. After generating the combination of action candidates, the evaluation agent generates the combination of interaction acts by combining the interaction acts associated with each action in the combination of action candidates as discussed above.
第1の例では、ステップ604においてシステム応答を生成することは、発声を生成することを備える。この場合、行動候補の組み合わせと関連づけられた対話行為の組み合わせは、その後、自然言語発声を生成する自然言語生成器(たとえば、自然言語生成器103)に提供される。一例では、システム応答を生成することは、図5に関連して論じられるステップ503~508を行うことを備える。 In a first example, generating the system response in step 604 comprises generating an utterance. In this case, the combination of interactional acts associated with the combination of action candidates is then provided to a natural language generator (eg, natural language generator 103) that generates natural language utterances. In one example, generating the system response comprises performing steps 503-508 discussed in connection with FIG. 5.
ステップ605では、ステップ604において生成されるシステム応答が、模擬ユーザに提供される。 In step 605, the system response generated in step 604 is provided to the simulated user.
ステップ606では、報酬信号が計算され、状態sから始まり、行動a(たとえば、行動セットから行動候補を選択すること)を行うときに生成される報酬が、任意選択で記憶域内に、記憶される。この報酬値は、その後、対話のための累積報酬を決定するために使用される。 At step 606, a reward signal is calculated and, starting from state s, the reward generated when performing action a (e.g., selecting a candidate action from an action set) is stored, optionally in a storage. . This reward value is then used to determine the cumulative reward for the interaction.
報酬信号は、システムの各ターンの後で(すなわち、システムが模擬ユーザに応答して発声を生成するたびにその後で)計算される。強化学習では一般的であるように、生成された報酬は、機械学習モデルを訓練するために(すなわち、機械学習モデルのある挙動を促進/阻止するために)使用される。 The reward signal is calculated after each turn of the system (ie, after each time the system generates an utterance in response to the simulated user). As is common in reinforcement learning, the generated rewards are used to train the machine learning model (i.e., to encourage/prevent certain behaviors of the machine learning model).
一例では、報酬信号は、2つの構成要素、すなわち、模擬ユーザによって生成される報酬と、内部で生成される報酬とを備える。 In one example, the reward signal comprises two components: a reward generated by the simulated user and a reward generated internally.
一例では、模擬ユーザは、タスク完了時に+100の報酬を与える。レストラン検索ドメインでは、これは、対話システムが、ユーザの好み(ステップ601において模擬ユーザに提供されるユーザ目標において指定される)に合致するレストランを推薦し、このレストランについてのすべての要求された情報を提供したときである。 In one example, the simulated user gives a +100 reward upon task completion. In the restaurant search domain, this means that the interaction system recommends a restaurant that matches the user's preferences (as specified in the user goals provided to the simulated user in step 601) and includes all requested information about this restaurant. This is when we provide
さらに、ユーザは、システムが感謝行動に応答するのに失敗したとき、罰を発行する、または求められなかったとき、社会的行為を挿入する(発生のたびに-5)。これは、システムに基本的な反応性社会的挙動を強制的に学習させるためである。さらなる例では、より洗練された社会的パターンが、報酬信号の設計を通じて促進されてよい。 Additionally, the user issues a punishment when the system fails to respond to an appreciative action, or inserts a social action when not asked for (-5 for each occurrence). This is to force the system to learn basic reactive social behaviors. In a further example, more sophisticated social patterns may be promoted through the design of reward signals.
報酬信号の第2の構成要素は、内部的に生成される報酬である。内部では、-1の罰が、(より短い対話を促進するために)各ターンに適用され、-25の罰は、「処理問題」が遭遇され、このことをシステムがフィードバック行為でユーザに知らせないときに適用される。処理問題は、発話認識または自然言語理解が失敗した、すなわち、結果を返さないとき、対話状態に記録される。訓練中、そのような処理問題は、ユーザターンの5%でランダムにシミュレートされ、元の模擬ユーザ行為は破棄される。 The second component of the reward signal is an internally generated reward. Internally, a penalty of -1 is applied each turn (to encourage shorter interactions) and a penalty of -25 indicates that a "processing problem" has been encountered and the system signals this to the user with a feedback act. Applies when there is no A processing problem is recorded in the dialog state when speech recognition or natural language understanding fails, ie, does not return a result. During training, such processing problems are randomly simulated in 5% of user turns, and the original simulated user actions are discarded.
各ターン(すなわち、状態sの行動aを選択するとき)における報酬信号は、ユーザにより生成された報酬と内部報酬を合計することによって計算される。 The reward signal at each turn (i.e., when choosing action a in state s) is calculated by summing the user-generated reward and the internal reward.
ステップ607では、対話が終了したかどうかが決定される。強化学習用語では、対話は、エピソード(すなわち、終点状態で終わる、状態、行動、および報酬のシーケンス)を表す。一例では、対話は、模擬ユーザが「さようなら」を言い、システムが「returnGoodbye」対話行為で応答したとき、終了される。一例では、模擬ユーザは、目標が完了したときに「さようなら」を言うように構成される。任意選択で、システムに最初に感謝した後である。 In step 607, it is determined whether the interaction is finished. In reinforcement learning terminology, a dialogue represents an episode (i.e., a sequence of states, actions, and rewards that ends in an endpoint state). In one example, the interaction is ended when the simulated user says "goodbye" and the system responds with a "returnGoodbye" interaction act. In one example, the simulated user is configured to say "goodbye" when the goal is completed. Optionally, after thanking the system first.
別の例では、対話は、ユーザが「ハングアップ」したとき、終了される。多次元行動選択構成要素が、電話ベースのアプリケーションを使用して訓練される場合、ユーザは、通話を終えることによって(すなわち、ユーザからシステムへの通信リンクを切断するとき)「ハングアップ」する。代替的に、多次元行動選択構成要素がソフトウェアシステム内で訓練される場合、ユーザは、ユーザインターフェース上のボタンをクリックするまたはタイプされたコマンド(たとえば、「<hangup>」)をインターフェースに入力することによって、「ハングアップ」する。 In another example, the interaction is terminated when the user "hangs up." When a multidimensional action selection component is trained using a telephone-based application, the user "hangs up" by ending the call (i.e., disconnecting the communication link from the user to the system). Alternatively, if the multidimensional behavior selection component is trained within the software system, the user clicks a button on the user interface or enters a typed command (e.g., "<hangup>") into the interface. By doing so, it "hangs up".
対話が終了した場合、方法はステップ608に進む。ステップ608では、多次元行動選択構成要素の学習可能な重みが訓練される。 If the interaction is finished, the method proceeds to step 608. At step 608, the learnable weights of the multidimensional action selection component are trained.
線形層(行動値関数を実施する)の重みは、対話全体を通じて受け取られる報酬信号に基づいて、あらゆる対話/エピソードの後で更新される。ポリシー(各機械学習モデルの)は、共有報酬を通じて間接的にのみ行動を協調させる、すなわち、各ポリシーは、他のポリシーとの直接的な通信なしに独立して動作する。言い換えれば、対話行為(DA)エージェントの各々および評価エージェント(EA)は、共通報酬信号に基づいて、個々に訓練される。 The weights of the linear layer (implementing the behavior value function) are updated after every interaction/episode based on the reward signals received throughout the interaction. Policies (of each machine learning model) coordinate behavior only indirectly through shared rewards, i.e. each policy operates independently without direct communication with other policies. In other words, each of the dialogue action (DA) agents and the evaluation agent (EA) are trained individually based on a common reward signal.
一例では、対話行為(DA)エージェントと評価エージェント(EA)は、線形値関数近似とともにモンテカルロ制御強化学習を使用して同時に訓練される。モンテカルロ制御強化学習は、参照により本明細書に組み込まれる「Richard S Sutton and Andrew G Barto、Reinforcement Learning: An introduction、the MIT Press、第2版、2018年」に記載されている。 In one example, a dialogue act (DA) agent and an evaluation agent (EA) are trained simultaneously using Monte Carlo controlled reinforcement learning with linear value function approximation. Monte Carlo controlled reinforcement learning is described in Richard S. Sutton and Andrew G. Barto, Reinforcement Learning: An introduction, the MIT Press, 2nd edition, 2018, which is incorporated herein by reference.
手短に言えば、モンテカルロ制御強化学習は、モンテカルロ法を使用する(すなわち、繰り返されるランダムサンプリングを使用して、数値推定値を取得する)。モンテカルロ制御強化学習では、エピソードに出現する各状態行動ペア(s,a)に対して、リターン(すなわち、累積報酬)が計算される。この状態行動のための累積報酬は、同じ状態行動ペアのための累積報酬のリストに加えられる(すなわち、エピソードが同じ状態行動ペアを2回生成する場合、累積報酬の2つの値を備えるリストがある)。次いで、状態sの行動aを取ることと関連づけられた「真の」累積報酬を取得するために、累積報酬が平均化される。 Briefly, Monte Carlo controlled reinforcement learning uses Monte Carlo methods (i.e., uses repeated random sampling to obtain numerical estimates). In Monte Carlo controlled reinforcement learning, a return (ie, cumulative reward) is calculated for each state-action pair (s, a) that appears in an episode. The cumulative reward for this state-action is added to the list of cumulative rewards for the same state-action pair (i.e., if an episode produces the same state-action pair twice, a list with two values of cumulative reward is added to the list of cumulative rewards for the same state-action pair). be). The cumulative rewards are then averaged to obtain the "true" cumulative reward associated with taking action a in state s.
上記で論じられたように、ステップ606では、計算および記憶されるのは、報酬信号の瞬時値のみである。その結果、ステップ608の間、累積報酬は、対話(自然言語処理用語では)、または同等にこの例では、エピソード(強化学習用語では)が終わると、各状態-行動ペアに対して生成される。 As discussed above, in step 606, only the instantaneous value of the reward signal is calculated and stored. As a result, during step 608, a cumulative reward is generated for each state-action pair at the end of the interaction (in natural language processing terminology), or equivalently in this example, the episode (in reinforcement learning terminology). .
これを行うために、シーケンス内でそれぞれの状態行動ペアとおよび終点状態との間で受け取られた報酬の合計が計算される。任意選択で、割り引かれた報酬式が、割引係数が累積報酬の値に対する将来報酬の影響を減少させるために(たとえば、無限累積報酬を防止するために)適用される場合に使用される。 To do this, the sum of rewards received between each state-action pair and the endpoint state in the sequence is calculated. Optionally, a discounted reward formula is used where a discount factor is applied to reduce the impact of future rewards on the value of cumulative rewards (eg, to prevent infinite cumulative rewards).
次いで、報酬信号に基づく状態行動ペアのための累積報酬が、対話行為(DA)エージェントおよび評価エージェント(EA)の訓練可能パラメータを更新するために使用される。 The accumulated rewards for the state-action pairs based on the reward signals are then used to update the trainable parameters of the dialogue act (DA) agent and the evaluation agent (EA).
わかりやすくするために、2つの用語を規定する。「真の」累積報酬とは、模擬ユーザとの対話/エピソード中に取得される累積報酬である。「推定」累積報酬とは、線形層によって実施される行動-値関数によって推定される累積報酬である。 For clarity, we define two terms. A "true" cumulative reward is a cumulative reward obtained during an interaction/episode with a simulated user. The "estimated" cumulative reward is the cumulative reward estimated by the action-value function implemented by the linear layer.
上記で論じられたように、機械学習モデル(具体的には、線形層)は、所与の状態から所与の行動を行うための累積報酬の推定値を生成するように構成される。一例では、一次関数(訓練可能な重みによって指定される)は、入力状態ならば各行動に対する行動値を生成するために使用される。 As discussed above, the machine learning model (specifically, the linear layer) is configured to generate an estimate of the cumulative reward for performing a given action from a given state. In one example, a linear function (specified by trainable weights) is used to generate an action value for each action given the input state.
「真の」累積リターンを計算した後、損失値(すなわち、「真の」累積報酬と「推定」累積報酬との差)を取得することが可能である。次いで、損失は、機械学習モデルの訓練可能パラメータ(具体的には、線形層の重み)を更新するために使用される。 After calculating the "true" cumulative return, it is possible to obtain a loss value (i.e., the difference between the "true" cumulative reward and the "estimated" cumulative reward). The loss is then used to update the trainable parameters of the machine learning model (specifically, the linear layer weights).
一例では、各対話行為(DA)エージェントおよび評価エージェント(EA)の機械学習モデルを訓練することは、「真の」累積報酬と「推定」累積報酬との間の平均二乗誤差を最小化することを備える。この例では、平均二乗誤差はステップ608において計算され、機械学習モデル(具体的には、線形層)の訓練可能な重みは、確率的な勾配降下を使用して更新される。 In one example, training a machine learning model for each interaction act (DA) agent and evaluation agent (EA) to minimize the mean squared error between the "true" and "estimated" cumulative rewards. Equipped with In this example, the mean squared error is calculated in step 608 and the trainable weights of the machine learning model (specifically, the linear layer) are updated using stochastic gradient descent.
図2に示される例を考え、図2は、訓練フェーズ中の対話を表すと仮定する。この例では、第1の対話行為(DA)エージェント202(「タスク」次元と関連づけられた)によって生成される行動は、「OFFER」である。第2の対話行為(DA)エージェント203(「自動フィードバック」次元と関連づけられた)によって生成される行動は、「IMPL-CONFIRM」である。第3の対話行為(DA)エージェント204(「社会的責任管理(SOM)」次元と関連づけられた)によって生成される行動は、「ACCEPT_THANKING」である。評価エージェント205によって生成される行動の組み合わせは、「OFFER」+「IMPL-CONFIRM」である。 Consider the example shown in FIG. 2 and assume that FIG. 2 represents the interaction during the training phase. In this example, the action generated by the first dialogue act (DA) agent 202 (associated with the "task" dimension) is "OFFER." The action generated by the second interaction act (DA) agent 203 (associated with the "Automatic Feedback" dimension) is "IMPL-CONFIRM". The action generated by the third dialogue act (DA) agent 204 (associated with the "Social Responsibility Management (SOM)" dimension) is "ACCEPT_THANKING." The combination of actions generated by the evaluation agent 205 is "OFFER" + "IMPL-CONFIRM".
訓練中、「真の」累積報酬が、1)瞬時報酬(「OFFER」+「IMPL-CONFIRM」に応答して模擬ユーザによって生成される)と、2)対話の終点まで対話内の他の発声のために受け取られるその後の瞬時報酬に基づいて生成される。 During training, the "true" cumulative reward consists of 1) the instantaneous reward (generated by the simulated user in response to "OFFER" + "IMPL-CONFIRM") and 2) other utterances within the interaction until the end of the interaction. generated based on subsequent instantaneous rewards received for.
対話行為(DA)エージェントの各々および評価エージェント(EA)は、共通報酬信号に基づいて別個に訓練される(すなわち、エージェントの各々は、同じ「真の」累積報酬を使用して訓練される)。 Each of the dialogue act (DA) agents and the evaluation agent (EA) are trained separately based on a common reward signal (i.e., each of the agents is trained using the same "true" cumulative reward) .
第1の対話行為(DA)エージェント202について考える。第1の対話行為(DA)エージェント202の機械学習モデル(具体的には、線形層)は、線形層の訓練可能な重みに従って入力状態(たとえば、フル対話状態から抽出された特徴)ならば、「OFFER」行動のための累積報酬を推定した。機械学習モデルの重み(「推定」累積報酬を生成するので、「推定」行動値関数を表す)が、その後、入力状態ならば「OFFER」行動のために計算された以前に生成された「推定」累積報酬と上記で計算された「真の」累積報酬との差に従って訓練される。 Consider a first dialogue act (DA) agent 202. The machine learning model (specifically, the linear layer) of the first interaction act (DA) agent 202 determines whether the input state (e.g., features extracted from the full interaction state) according to the trainable weights of the linear layer; The cumulative reward for the "OFFER" behavior was estimated. The weights of the machine learning model (which generates an "estimated" cumulative reward and thus represents the "estimated" action value function) are then calculated for the "OFFER" action if the input state is the previously generated "estimated" ” is trained according to the difference between the cumulative reward and the “true” cumulative reward calculated above.
第3の対話行為(DA)エージェント204について考える。第3の対話行為(DA)エージェント204の機械学習モデル(具体的には、線形層)は、一次関数の訓練可能な重みに従って入力状態(たとえば、フル対話状態から抽出された特徴)に基づいて、「ACCEPT_THANKING」行動のための累積報酬を推定した。 Consider a third dialogue act (DA) agent 204. The machine learning model (specifically, the linear layer) of the third dialogue act (DA) agent 204 is based on the input state (e.g., features extracted from the full dialogue state) according to linearly trainable weights. , estimated the cumulative reward for the "ACCEPT_THANKING" behavior.
第3の対話行為(DA)エージェント204の観点から、対話行為(DA)エージェントは、上記で計算された「真の」累積報酬は「ACCEPT_THANKING」行動のために生成されたと「思う」(すなわち、評価エージェント205が「ACCEPT_THANKING」行動を選択しなかったことに気づかない)。その結果、第3の対話行為(DA)エージェント内の機械学習モデルの重み(「社会的責任管理(SOM)」次元のための「近似」行動値関数を表す)は、その後、「真の」累積報酬と「ACCEPT_THANKING」行動のために推定される「推定」累積報酬との差に基づいて訓練される。 From the perspective of the third dialogue act (DA) agent 204, the dialogue act (DA) agent "thinks" that the "true" cumulative reward calculated above was generated for the "ACCEPT_THANKING" action (i.e. (not aware that the evaluation agent 205 did not select the "ACCEPT_THANKING" action). As a result, the weights of the machine learning model within the third dialogue act (DA) agent (representing the "approximate" action value function for the "Social Responsibility Management (SOM)" dimension) are then It is trained based on the difference between the cumulative reward and the "estimated" cumulative reward estimated for the "ACCEPT_THANKING" action.
評価エージェント(EA)205について考える。評価エージェント(EA)205は、対話行為(DA)エージェントのいずれかと異なる状態を有する(各々が、特徴の異なるセットを入力として有するが、すべて、上記で論じられたように共通のフル対話状態表現から導き出されることがある)。特に、評価エージェント(EA)205のための状態は、さまざまな対話行為(DA)エージェント(たとえば、第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、および第3の対話行為(DA)エージェント204)によって出力される行動候補に基づく。 Consider evaluation agent (EA) 205. The evaluation agent (EA) 205 has a different state than any of the dialogue act (DA) agents (each has a different set of features as input, but all share a common full dialogue state representation as discussed above). ). In particular, the state for the evaluation agent (EA) 205 is determined by the state of the various dialogue act (DA) agents (e.g., the first dialogue act (DA) agent 202, the second dialogue act (DA) agent 203, and the third dialogue act (DA) agent 203). Based on the action candidates output by the dialogue act (DA) agent 204).
したがって、評価エージェント(EA)の機械学習モデルは、状態{「OFFER」・「IMPL-CONFIRM」・「ACCEPT_THANKING」}および行動{「OFFER」+「IMPL-CONFIRM」}のための「推定」累積報酬を生成するように構成される。行動の組み合わせ(すなわち、「OFFER」+「IMPL-CONFIRM」)が、その後、上記で論じられた対話行為の組み合わせを生成するために使用され、次いで、報酬を生成するために使用されることが留意される。上記で生成された、この「推定」累積報酬と「真の」累積報酬との差は、評価エージェント(EA)205内の行動値関数を近似する一次関数の学習可能重みを訓練するために使用される。 Therefore, the machine learning model of the evaluation agent (EA) estimates the “estimated” cumulative reward for the states {“OFFER”・“IMPL-CONFIRM”・“ACCEPT_THANKING”} and actions {“OFFER” + “IMPL-CONFIRM”}. configured to generate. The combination of actions (i.e., "OFFER" + "IMPL-CONFIRM") can then be used to generate the combination of interaction acts discussed above, which can then be used to generate a reward. It is noted. The difference between this "estimated" cumulative reward and the "true" cumulative reward, generated above, is used to train a linear function learnable weight that approximates the action value function within the evaluation agent (EA) 205. be done.
上記を要約すると、この例では、上記で生成された「真の」累積報酬は、以下の(状態,行動)ペア、すなわち、(対話状態を識別する情報_1,「OFFER」)-第1の対話行為(DA)エージェント202の場合、(対話状態を識別する情報_2,「IMPL-CONFIRM」)-第2の対話行為(DA)エージェント203の場合、(対話状態を識別する情報_3,「ACCEPT_THANKING」)-第3の対話行為(DA)エージェント204の場合、および(「OFFER」・「IMPL-CONFIRM」・「ACCEPT_THANKING」,「OFFER+IMPL-CONFIRM」)-評価エージェント205の場合、と関連づけられる。 To summarize the above, in this example, the "true" cumulative reward generated above is the following (state, action) pair: (information identifying the interaction state_1, "OFFER") - the first In the case of the dialog act (DA) agent 202, (information identifying the dialog state_2, "IMPL-CONFIRM") - In the case of the second dialog act (DA) agent 203, (information identifying the dialog state_3, "ACCEPT_THANKING") ”)-for the third dialogue act (DA) agent 204, and (“OFER”/“IMPL-CONFIRM”/“ACCEPT_THANKING”, “OFFER+IMPL-CONFIRM”)-for the evaluation agent 205.
上記で論じられたように、対話状態を識別する情報は、一例では、ラベル1、2、および3によって示されるように、共通(すなわち、同じ)フル対話状態表現から抽出された特徴の異なるセットであってよい。 As discussed above, the information identifying the dialogue states may include, in one example, different sets of features extracted from a common (i.e., the same) full dialogue state representation, as indicated by labels 1, 2, and 3. It may be.
重み更新は、対話行為(DA)エージェントの各々および評価エージェント(EA)によって生成される、(共通)「真の」累積報酬と「推定」累積報酬との差に基づいて、機械学習モデル内の、各対話行為(DA)エージェントおよび評価エージェント(EA)の各重みに対して生成される。上記で論じられたように、各線形層の重みは、「真の」累積報酬と「推定」累積報酬との間の平均二乗誤差を最小にするように更新される。任意選択で、各重みに対する、各線形層の重み更新は、確率的な勾配降下を使用して計算される。 The weight updates are based on the difference between the (common) "true" and "estimated" cumulative rewards generated by each of the interaction act (DA) agents and the evaluation agent (EA) within the machine learning model. , is generated for each weight of each dialogue act (DA) agent and evaluation agent (EA). As discussed above, the weights of each linear layer are updated to minimize the mean squared error between the "true" and "estimated" cumulative rewards. Optionally, weight updates for each linear layer for each weight are computed using stochastic gradient descent.
ステップ608では、対話行為(DA)エージェントおよび評価エージェント(EA)の各々における各線形層の重みは、計算された重み更新に従って更新される。次いで、方法は、ステップ609に進む。 At step 608, the weights of each linear layer in each of the interaction act (DA) agents and evaluation agents (EA) are updated according to the calculated weight updates. The method then proceeds to step 609.
ステップ609では、温度ハイパーパラメータが制御される。上記で論じられたように、一例では、各変換層(たとえば、第1の対話行為(DA)エージェント202の変換層、第2の対話行為(DA)エージェント203の変換層、第3の対話行為(DA)エージェント204の変換層、および評価エージェント(EA)205の変換層)の温度ハイパーパラメータは、線形的に減衰し、対話(または同等に、強化学習用語ではエピソード)が増加するにつれて探索のレベルの数を徐々に減少させる。 In step 609, temperature hyperparameters are controlled. As discussed above, in one example, each transformation layer (e.g., the transformation layer of the first dialogue act (DA) agent 202, the transformation layer of the second dialogue act (DA) agent 203, the transformation layer of the third dialogue act The temperature hyperparameters of the transformation layer of the (DA) agent 204 and the transformation layer of the evaluation agent (EA) 205 decay linearly as the number of interactions (or equivalently, episodes, in reinforcement learning terminology) increases. Gradually reduce the number of levels.
一例では、重みは、所与の決定された誤差から生じる重みに対する変化の量を制御する学習率ハイパーパラメータに基づいて、(ステップ608において)更新される。この場合、ステップ609は、対話の数が増加するにつれて学習率ハイパーパラメータの値を徐々に減少させることも備える。 In one example, the weights are updated (at step 608) based on a learning rate hyperparameter that controls the amount of change to the weights resulting from a given determined error. In this case, step 609 also comprises gradually decreasing the value of the learning rate hyperparameter as the number of interactions increases.
一例では、両方のハイパーパラメータ(すなわち、温度ハイパーパラメータおよび学習率ハイパーパラメータ)は、最小レベルに到達するように対話を訓練するたびにその後で減衰される。 In one example, both hyperparameters (i.e., temperature hyperparameter and learning rate hyperparameter) are attenuated after each training interaction to reach a minimum level.
ハイパーパラメータを調整した後、方法は、ステップ610に進む。 After adjusting the hyperparameters, the method proceeds to step 610.
ステップ610では、対話を訓練する回数が、対話を訓練する最大数に等しいかどうかが決定される。本質的には、ステップ610は、訓練フェーズが完了したかどうかを決定することを備える。一例では、対話を訓練する最大数は、あらかじめ決定されている(すなわち、図6の方法を始める前に設定される)。 At step 610, it is determined whether the number of times to train the interaction is equal to the maximum number of times to train the interaction. Essentially, step 610 comprises determining whether the training phase is complete. In one example, the maximum number of training interactions is predetermined (ie, set before starting the method of FIG. 6).
ステップ610において、対話の数が、対話を訓練する最大数に等しいことが決定された場合、訓練は、ステップ611によって示されるように、終了される/完了する。任意選択で、訓練が完了すると、各対話行為(DA)エージェントおよび評価エージェント(EA)の訓練可能な重みが、将来の使用のために記憶される。以下でさらに説明されるように、各対話行為(DA)エージェントの訓練可能な重みは、どの次元のために生成されたかという標識とともに記憶され、それによって、さまざまな次元のためのあらかじめ生成された重みが再使用される場合にモジュラーシステムが生成されることが可能になり得る。 If in step 610 it is determined that the number of interactions is equal to the maximum number of training interactions, training is terminated/completed as indicated by step 611. Optionally, once training is complete, the trainable weights for each interaction act (DA) agent and evaluation agent (EA) are stored for future use. As explained further below, the trainable weights of each dialogue act (DA) agent are stored with an indication of which dimension they were generated for, thereby allowing the pre-generated weights for the various dimensions to be Modular systems may be able to be created if weights are reused.
ステップ610において、対話の数が、対話の最大数に等しくないことが決定された場合、方法は、新しい対話が模擬ユーザと開始されるステップ601に進む。一例では、ステップ601は、対話を訓練する回数の値を増分することをさらに備える。 If it is determined in step 610 that the number of interactions is not equal to the maximum number of interactions, the method proceeds to step 601 where a new interaction is initiated with the simulated user. In one example, step 601 further comprises incrementing the value of the number of times to train the interaction.
上記で論じられた訓練する方法では、ステップ601(対話を開始する)、ステップ602(ユーザ発声を生成する)、およびステップ603(対話状態を更新する)は、ユーザ発声/テキストを対話システムに渡すことと、次いで、行動状態更新モデルの使用を行うこととを伴う。同様に、上記で論じられた例では、ステップ604は、発声の形でシステム応答を生成することを備える。 In the training method discussed above, steps 601 (initiate dialogue), step 602 (generate user utterances), and step 603 (update dialogue state) pass user utterances/text to the dialogue system. and then using a behavioral state update model. Similarly, in the example discussed above, step 604 comprises generating a system response in the form of an utterance.
別の例では、多次元行動選択構成要素は、ルールベースの状態更新モデルを使用して、対話システムにユーザ対話行為を渡す(シミュレートする)ことによって訓練される。 In another example, a multidimensional action selection component is trained by passing (simulating) user interaction actions to an interaction system using a rule-based state update model.
この場合、ステップ601および602では、(模擬)ユーザはユーザ対話行為を生成し、ステップ603では、対話状態は、ルールベースの状態更新モデルに従って、ユーザ対話行為に基づいて更新される。一例では、模擬ユーザは対話行為を生成し、この対話行為は、意味論的誤りモデルを使用して信頼スコアをもつ対話行為仮説にされる。対話状態は、その後、手動で作られた(hand-crafted)ルールに基づいてトップ仮説を用いて更新される。 In this case, in steps 601 and 602 the (mock) user generates user interactions, and in step 603 the interaction state is updated based on the user interactions according to a rule-based state update model. In one example, a simulated user generates an interaction act that is made into an interaction hypothesis with a confidence score using a semantic error model. The dialogue state is then updated using the top hypothesis based on hand-crafted rules.
一例では、模擬ユーザは、対話行為を入力とみなす。したがって、ステップ604においてシステム応答を生成することは、行動候補の組み合わせと関連づけられた対話行為の組み合わせを(すなわち、対話行為の組み合わせに基づいて発声を生成することなく)模擬ユーザに提供することを備える。この場合、自然言語生成器の機能は、訓練する方法の一部として必要とされない。 In one example, the simulated user considers interaction acts as input. Therefore, generating the system response in step 604 involves providing the simulated user with the combination of interaction acts associated with the combination of action candidates (i.e., without generating an utterance based on the combination of interaction acts). Be prepared. In this case, natural language generator functionality is not required as part of the training method.
直接的に(すなわち、発声を生成および/または処理することなく)対話行為を使用することは、多次元行動選択構成要素の訓練を高速化し、行動状態更新モデル、または自然言語生成器構成要素を必要としないことによって、より少ないリソースを訓練に使用することができる。 Using dialogic acts directly (i.e., without generating and/or processing utterances) speeds up training of multidimensional action selection components, behavioral state update models, or natural language generator components. By not requiring less resources can be used for training.
上記で論じられた訓練する方法は模擬ユーザを使用したが、いかなる疑いも回避するために、多次元行動選択構成要素は、代わりに、物理的ユーザ(すなわち、実際の人間)との対話または人間ユーザ間の相互作用を表す情報(たとえば、データのコーパス)に基づいて訓練されてよいことが強調される。しかしながら、有利には、模擬ユーザを使用することは、訓練プロセスを高速化する。 Although the training methods discussed above used simulated users, for the avoidance of any doubt, the multidimensional behavior selection component may instead interact with a physical user (i.e., a real human) or a human It is emphasized that the training may be based on information representing interactions between users (eg, a corpus of data). However, advantageously, using simulated users speeds up the training process.
そのうえ、上記で論じられた訓練の方法は、強化学習に対する特定の手法(すなわち、線形値関数近似を用いたモンテカルロ制御)を使用するが、いかなる疑いも回避するために、強化学習モデルを訓練する他の強化学習手法が使用されてよいことが強調される。これらのうちのいくつかは、参照により本明細書に組み込まれる「Richard S Sutton and Andrew G Barto、Reinforcement learning:An introduction、MIT press、2018年」に説明されている。たとえば、機械学習モデルは、状態-行動-報酬-状態行動(SARSA)アルゴリズムを使用して訓練されてよい。特に、多次元行動選択構成要素は、ガウス過程状態-行動-報酬-状態行動(GP-SARSA)などの他の強化学習(RL)技法および/または深層Q学習(DQN)を使用して訓練されてよい。 Moreover, although the training method discussed above uses a specific approach to reinforcement learning (i.e. Monte Carlo control with linear value function approximation), for the avoidance of any doubt, training the reinforcement learning model It is emphasized that other reinforcement learning techniques may be used. Some of these are described in Richard S Sutton and Andrew G Barto, Reinforcement learning: An introduction, MIT press, 2018, which is incorporated herein by reference. For example, a machine learning model may be trained using a state-action-reward-state-action (SARSA) algorithm. In particular, the multidimensional action selection component is trained using other reinforcement learning (RL) techniques such as Gaussian process state-action-reward-state-action (GP-SARSA) and/or deep Q-learning (DQN). It's fine.
最後に、上記で論じられた訓練の方法では、特定の報酬関数(すなわち、報酬信号を生成する)が使用された。他の報酬関数も使用されてよい。 Finally, the training methods discussed above used a specific reward function (i.e., generating a reward signal). Other reward functions may also be used.
図7は、本明細書において説明される例による、ハンドコーディングされた評価エージェントと評価エージェントとを使用して多次元システムのための対話成功率の比較を示す。 FIG. 7 illustrates a comparison of interaction success rates for a multidimensional system using hand-coded evaluation agents and evaluation agents, according to examples described herein.
テストは、訓練可能評価エージェント(本明細書において説明されるものなど)が(全体的なシステムの)全体的な対話ポリシー最適化プロセスに対して有し得る影響を評価するために行われた。テストは、対話ポリシーの10セットを訓練すること(すなわち、10回の訓練稼働を完了すること)を伴った。各訓練稼働は、ハンドコーディングされた評価エージェント(すなわち、第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、および第3の対話行為(DA)エージェント204のポリシー)を使用するシステム内の3つのポリシーと、本明細書において説明される例による評価エージェントを使用するシステム内の4つのポリシー(すなわち、第1の対話行為(DA)エージェント202、第2の対話行為(DA)エージェント203、第3の対話行為(DA)エージェント204、および評価エージェント205のポリシー)とを訓練することを伴った。図7は、両方のシステムのための40000の模擬訓練対話ポリシー最適化のための学習曲線を示す。各曲線は、10の訓練稼働にわたって平均化された、訓練中の過去100の対話にわたってのスライディングウィンドウ成功率を示す。 Testing was conducted to evaluate the impact that a trainable evaluation agent (such as those described herein) can have on the overall interaction policy optimization process (of the overall system). Testing involved training 10 sets of interaction policies (ie, completing 10 training runs). Each training run includes hand-coded policies for the evaluation agents (i.e., first dialogue act (DA) agent 202, second dialogue act (DA) agent 203, and third dialogue act (DA) agent 204). and four policies in a system using an evaluation agent according to the examples described herein (i.e., a first interaction act (DA) agent 202, a second interaction act (DA) agent 202, (DA) agent 203, third dialogue act (DA) agent 204, and evaluation agent 205 policies). Figure 7 shows the learning curve for 40000 simulated training interaction policy optimizations for both systems. Each curve represents the sliding window success rate over the past 100 interactions during training, averaged over 10 training runs.
図7から注意されるように、両方のシステムは、約95%の平均成功率の比較可能な性能レベルに収束する。しかしながら、5000から15000の間の対話では、訓練可能評価エージェントを使用するバージョン(すなわち、本明細書において説明される実施形態)の性能レベルは、かなり良い。 As noted from Figure 7, both systems converge to comparable performance levels with an average success rate of approximately 95%. However, for between 5000 and 15000 interactions, the performance level of the version using a trainable evaluation agent (ie, the embodiment described herein) is quite good.
3000のテスト対話にわたって十分に訓練されたポリシー(たとえば、40000の訓練対話の後)を評価した結果が、以下の表に示されており、この表は、訓練された評価エージェント(たとえば、本明細書において説明される実施形態と同様に)をもつシステムは、ハンドコーディングされた評価エージェントをもつシステムよりも良い成功率を得ることを示す。 The results of evaluating a fully trained policy over 3000 test interactions (e.g. after 40000 training interactions) are shown in the table below, which is based on the trained evaluation agent (e.g. (similar to the embodiment described in this paper) shows that a system with a hand-coded evaluation agent obtains a better success rate than a system with a hand-coded evaluation agent.
訓練された評価エージェントをもつシステム(すなわち、本明細書において例示され説明されるのと同様に)は、クラウドソーシングされた人間ユーザ評価において音声対話システムの一部としてテストされた。十分に訓練されたシステム(訓練された評価エージェントを含む)のための結果が以下に示されており、主観的な部分的および全面的な完了率(%)、ならびに知覚された理解のための平均スコア(1~6)、発話認識、システム応答の適切さ、および自然さが、各対話の後に被験者が記述するように求められた質問紙から取得される。 A system with a trained rating agent (i.e., similar to that illustrated and described herein) was tested as part of a voice interaction system in crowdsourced human user ratings. Results for a fully trained system (including a trained assessment agent) are shown below, with subjective partial and full completion rates (%), as well as for perceived understanding. The average scores (1-6), speech recognition, adequacy and naturalness of the system response are obtained from a questionnaire that the subjects were asked to fill out after each interaction.
上記から諒解されるように、本明細書において説明される例は、ハンドコーディングされた評価エージェントをもつシステムよりも良い性能を提供する。そのうえ、本明細書において説明される例により実施される行動選択構成要素は、たとえば、追加次元をサポートするためにより多くの対話行為(DA)エージェントを含むことにより、または多次元システム内の個々の対話行為(DA)エージェントの行動セットを拡張することによって、対話システムがより複雑になるにつれて、訓練するのがより容易であるという利点を有する。本明細書において説明される例とは対照的に、それは、ますます退屈になり、ハンドコーディングされた/ルールベースの評価エージェントをスケーリングするために対話行為分類法の増加しつつあるより深い知識を必要とする。オンライン相互作用から、システム内の対話行為(DA)エージェントと共同で、自動的に訓練可能である評価エージェント(EA)を使用することは、多次元システムを構築するための、よりスケーラブルで信頼性の高い方法を提供する。したがって、組み合わせプロセス(本明細書において説明される)を自動的に学習するための一般的な方法は、長い稼働で好ましい。 As can be appreciated from the above, the examples described herein provide better performance than systems with hand-coded evaluation agents. Moreover, the behavior selection component implemented by the examples described herein can be implemented by, for example, including more dialogue act (DA) agents to support additional dimensions, or individual interaction within a multidimensional system. Expanding the behavior set of a dialogue act (DA) agent has the advantage that it is easier to train as dialogue systems become more complex. In contrast to the examples described herein, it requires an increasingly deeper knowledge of interaction act taxonomy to scale increasingly tedious and hand-coded/rule-based evaluation agents. I need. Using evaluation agents (EAs) that can be trained automatically, in collaboration with dialogue act (DA) agents in the system, from online interactions is a more scalable and reliable way to build multidimensional systems. provide a high-quality method. Therefore, a general method for automatically learning combinatorial processes (as described herein) is preferred for long runs.
そのうえ、ハンドコーディングされた評価エージェントが1次元/対話行為(DA)エージェントから単一の対話行為候補のみを選択する(すなわち、いくつかのハンドコーディングされた評価エージェントは、異なる次元から行動の組み合わせを選択するように構成されない)ことは一般的である。したがって、これらのハンドコーディングされた評価エージェントは、ISO24617-2アノテーション規格が提供する原則に基づいた様式で多機能発声(すなわち、複数の対話行為を伝達する発声)を生成せず、自然さと有効性の両方に関してシステム応答を制限する。反対に、本明細書において説明される実施形態は、強化学習(RL)を使用して学習されたポリシーに基づいて1つまたは複数の対話行為の組み合わせを選択する。そのうえ、本明細書において説明されるマスキング機構は、可能な組み合わせの範囲を制御するために、特に下流構成要素に対応するために使用される。 Moreover, hand-coded evaluation agents select only a single interaction act candidate from a one-dimensional/dialogue act (DA) agent (i.e., some hand-coded evaluation agents select a combination of actions from different dimensions). (not configured to select) is common. Therefore, these hand-coded evaluation agents do not produce multifunctional utterances (i.e., utterances that convey multiple dialogic acts) in a manner based on the principles provided by the ISO 24617-2 annotation standard, and do not produce multifunctional utterances (i.e., utterances that convey multiple dialogic acts), but rather Limit system response with respect to both. In contrast, embodiments described herein select combinations of one or more interaction actions based on policies learned using reinforcement learning (RL). Moreover, the masking mechanisms described herein are used to control the range of possible combinations, particularly to accommodate downstream components.
有利には、本明細書において説明される評価エージェント(EA)は、対話相互作用から直接的に、対話行為組み合わせを選択するという戦略的で様式的な側面を学習する機会を開く。より一般的には、本明細書において説明される実施形態は、ISO24617-2規格に準拠する共同利用可能な対話システム構成要素を開発するためのアジェンダを押す助けとなり、このことは、広範囲の適用例のための対話システムの生産を合理化することができる。 Advantageously, the evaluation agent (EA) described herein opens up the opportunity to learn the strategic and stylistic aspects of selecting dialogue act combinations directly from dialogue interactions. More generally, the embodiments described herein help push the agenda for developing interoperable dialogue system components that comply with the ISO 24617-2 standard, which may lead to a wide range of applications. For example, the production of dialogue systems can be streamlined.
要約すると、多次元ポリシーモデルは、単一のポリシーモデルを使用することとは反対に、対話において行動選択を行うように複数のポリシー/エージェントを訓練することを容易にする。そのようなモデルは、対話行為の組み合わせの出力を容易にし、複数のエージェントは、対話のさまざまな側面を扱うように訓練される。上記で説明された例では、共通報酬信号に基づいて次の行動を決定するように複数の対話行為(DA)エージェントとともに訓練される訓練可能な評価エージェント(EA)が提供される。この選択された行動は、単一の対話行為(DA)エージェントによって決定される行動、または多次元システム内の複数の対話行為(DA)エージェントからの行動の組み合わせとすることができる。本明細書において説明される例では、評価エージェント(EA)は、手動で作られる/ハンドコーディングされるのとは反対に、訓練される。上記で提供された実験結果から分かるように、訓練可能な評価エージェント(EA)は、複雑さを減少させ、手動で作られた評価エージェントと比較したときに対話成功を改善する助けとなる。 In summary, multidimensional policy models facilitate training multiple policies/agents to make behavioral choices in an interaction, as opposed to using a single policy model. Such models facilitate the output of combinations of interaction acts, and multiple agents are trained to handle different aspects of the interaction. In the example described above, a trainable evaluation agent (EA) is provided that is trained with multiple dialogue action (DA) agents to determine the next action based on a common reward signal. This selected action may be an action determined by a single dialogue act (DA) agent, or a combination of actions from multiple dialogue act (DA) agents within a multidimensional system. In the examples described herein, the evaluation agent (EA) is trained, as opposed to being manually created/hand-coded. As can be seen from the experimental results provided above, trainable evaluation agents (EAs) help reduce complexity and improve interaction success when compared to manually created evaluation agents.
以前の対話システムに関する別の問題は、新しいドメインおよびアプリケーションに対するスケーラビリティである。ドメインが、新しいスロットとともに拡張される(すなわち、新しい情報が対話状態によって追跡される)と、および新しいタスク固有システム行動を必要とする新しいアプリケーションが出現すると、以前の対話システムは、一般に、スケーリングするのが貧弱である。これは、部分的には、ドメイン内のアノテーション付与されたデータセットの利用可能性の欠如によるものである。 Another issue with previous dialog systems is scalability to new domains and applications. Previous interaction systems typically scale as the domain expands with new slots (i.e., new information is tracked by the interaction state), and as new applications emerge that require new task-specific system behavior. is poor. This is partly due to the lack of availability of annotated datasets within the domain.
この問題を解決する1つの手法は、転移学習技法を使用して、ターゲットドメイン内に限られたデータをもつまたはデータの無い新しいドメインのための対話システムを効率的に開発することである。 One approach to solving this problem is to use transfer learning techniques to efficiently develop interaction systems for new domains with limited or no data in the target domain.
有利には、本明細書において提示される多次元行動選択構成要素は、転移学習に特に良く適している。特に、本明細書において提示される例による多次元行動選択構成要素は、新しいタスクおよびドメインへの対話マネージャの効率的な適合の機会を開く。 Advantageously, the multidimensional action selection component presented herein is particularly well suited for transfer learning. In particular, the multidimensional behavior selection component according to the examples presented herein opens opportunities for efficient adaptation of interaction managers to new tasks and domains.
たとえば、自動フィードバック次元および社会的責任管理(SOM)次元は、ドメインおよびタスクから独立していると考えられ、したがって、これらの次元のための対話ポリシーは転移され(以前に訓練されたモデルを形成し)、ターゲットドメイン内でゼロから訓練されることになる「タスク」次元のためのポリシーのみを残し得る。 For example, automatic feedback dimensions and social responsibility management (SOM) dimensions are considered domain and task independent, and therefore interaction policies for these dimensions are transferred (forming previously trained models). ), leaving only the policy for the "task" dimension to be trained from scratch in the target domain.
図8Aは、一例による、多次元行動選択構成要素を使用する転移学習の方法を示す。 FIG. 8A illustrates a method of transfer learning using multidimensional action selection components, according to one example.
図8Aの方法は、ドメイン内での(たとえば、レストラン検索ドメイン内での)新しい使用事例に多次元行動選択構成要素を適合させることに関連して論じられる。特に、図8Aの方法は、「タスク」エージェントの行動セットがスロット固有行動を含むように拡張される例に関連して論じられる。しかしながら、転移学習の手法が新しいドメインに(たとえば、ホテル検索ドメインからレストラン検索ドメインに)多次元行動選択構成要素を適合させるために使用されてよいことが強調される。そのうえ、以下で論じられる転移学習の手法は、システムの挙動を拡張する新しい行動を追加するとき(たとえば、レストラン検索システムをレストラン予約システムに拡張するとき)に使用されてよい。 The method of FIG. 8A is discussed in connection with adapting a multidimensional behavioral selection component to a new use case within a domain (eg, within a restaurant search domain). In particular, the method of FIG. 8A is discussed in connection with an example in which a "task" agent's behavior set is expanded to include slot-specific behaviors. However, it is emphasized that transfer learning techniques may be used to adapt the multidimensional behavioral selection component to new domains (eg, from a hotel search domain to a restaurant search domain). Additionally, the transfer learning techniques discussed below may be used when adding new behaviors that extend the behavior of the system (eg, when extending a restaurant search system to a restaurant reservation system).
一例では、「タスク」エージェントの行動セットは、対話状態のスロットを要求するためのサマリー行動「REQUEST」を各スロットに対する別個の要求行動に置き換えることによって、拡張される。対話状態が食物のタイプ(TYPE)、価格範囲(PRICERANGE)、および検索する地域(AREA)のためのスロットを備える一例では、行動セットは、「REQUEST-AREA」と、「REQUEST-FOOD」と、「REQUEST-PRICERANGE」とを含むように拡張される。 In one example, the action set of a "task" agent is expanded by replacing the summary action "REQUEST" for requesting slots in an interactive state with a separate request action for each slot. In one example, where the interaction state includes slots for food type (TYPE), price range (PRICERANGE), and search area (AREA), the action sets include "REQUEST-AREA", "REQUEST-FOOD", and It is expanded to include "REQUEST-PRICERANGE".
理解しやすくするため、以下の用語を定義する。ソースシナリオは、多次元行動選択構成要素の訓練可能な重みが元々生成されたシナリオ(たとえば、ドメイン内の使用事例、またはドメイン自体)である。ターゲットシナリオは、多次元行動選択構成要素が使用されている新しいシナリオ(すなわち、新しいドメインまたは新しい使用事例)である。 For ease of understanding, the following terms are defined. A source scenario is a scenario (eg, a use case within a domain, or the domain itself) in which the trainable weights of the multidimensional behavior selection component were originally generated. The target scenario is a new scenario (ie, a new domain or a new use case) in which the multidimensional action selection component is being used.
ソースシナリオでは、ポリシーがREQUESTサマリー行動を選択してよく、その後、ヒューリスティクスが、どのスロットが要求されているかを決定するが、一例によるターゲットシナリオでは、対話ポリシーは、特定のスロットに対する要求行動を選択してよく、たとえば、地域スロットについてのより多くの情報を要求するために「REQUEST-AREA」行動を選択してよい。したがって、拡張された行動セットを伴うターゲットシナリオでは、システムは、ソースシナリオと同様にヒューリスティクスに依拠するのではなく、どのスロットを要求するべきかを自動的に学習する。 In the source scenario, the policy may select the REQUEST summary action, and then heuristics determine which slot is requested, whereas in the target scenario, by way of example, the interaction policy may select the REQUEST summary action. For example, the "REQUEST-AREA" action may be selected to request more information about the regional slot. Therefore, in a target scenario with an expanded action set, the system automatically learns which slots to request, rather than relying on heuristics as in the source scenario.
上記で論じられたように、レストラン検索ドメイン内では、これは、「REQUEST」サマリー行動が、食物、地域、および価格範囲というスロットに対応する、3つのスロット固有要求行動(すなわち、「REQUEST-AREA」、「REQUEST-FOOD」、「REQUEST-PRICERANGE」)によって置き換えられることを意味する。 As discussed above, within the restaurant search domain, this means that the "REQUEST" summary behavior corresponds to the three slot-specific request behaviors (i.e., "REQUEST-AREA") corresponding to the slots Food, Region, and Price Range. ”, “REQUEST-FOOD”, “REQUEST-PRICERANGE”).
上記で論じられた表で概説された元の行動セットに戻ると、「タスク」エージェントの行動セットは、したがって、4つの行動(OFFER、REQUEST、ANSWER、NONE)から6つの行動(OFFER、REQUEST-FOOD、REQUEST-AREA、REQUEST-PRICERANGE、ANSWER、NONE)に増え、評価エージェント(EA)のためのセット入力特徴も、「タスク」エージェントの新しい行動セットを包含するように拡張される。 Returning to the original set of actions outlined in the table discussed above, the set of actions for the "task" agent is thus changed from 4 actions (OFFER, REQUEST, ANSWER, NONE) to 6 actions (OFFER, REQUEST- FOOD, REQUEST-AREA, REQUEST-PRICERANGE, ANSWER, NONE), and the set input features for the evaluation agent (EA) are also expanded to include a new set of behaviors for the "task" agent.
したがって、「タスク」エージェントと評価エージェント(EA)の両方は、特に、「タスク」次元において利用可能な新しい行動を説明するために、ターゲットシナリオのために再訓練されなければならない。 Therefore, both the "task" agent and the evaluation agent (EA) must be retrained for the target scenario, especially to account for the new behaviors available in the "task" dimension.
ステップ801では、多次元行動選択構成要素が生成される。このステップは、ソフトウェア内で多次元行動選択構成要素を開始することを含んでよい。 At step 801, a multidimensional action selection component is generated. This step may include initiating a multidimensional behavior selection component within the software.
ステップ802では、対話行為(DA)エージェントの訓練可能な重みが取得される。一例では、対話行為(DA)エージェントは、ソースシナリオ固有でない次元と関連づけられる(たとえば、次元は、ドメインから独立している)。上記で論じられたように、ドメイン非依存次元は、「自動フィードバック」次元と、「社会的責任管理(SOM)」次元とを含んでよい。任意選択で、これらのエージェントの訓練可能な重みは、機械学習モデルがソースシナリオのために訓練されたとき、記憶域から取り出される。 At step 802, trainable weights for a dialogue act (DA) agent are obtained. In one example, a dialogue act (DA) agent is associated with a dimension that is not specific to the source scenario (eg, the dimension is domain independent). As discussed above, domain-independent dimensions may include an "automatic feedback" dimension and a "social responsibility management (SOM)" dimension. Optionally, these agent trainable weights are retrieved from storage when the machine learning model is trained for the source scenario.
別の例では、対話行為(DA)エージェントのためのあらかじめ訓練される重みを取得することは、ソースシナリオのための多次元システムを(たとえば、図6に従って)訓練することを備える。この場合、「タスク」対話行為(DA)エージェントは、スロットを要求するためにサマリー行動(すなわち、「REQUEST」)を使用する。これは、3つの会話次元プラス評価エージェントに対応する、4つの訓練されたポリシーを生じさせる。これらのうち、「自動フィードバック」および「SOM」のためのドメイン非依存対話ポリシーは、その後、ターゲットシナリオに再使用される。 In another example, obtaining pre-trained weights for a dialogue action (DA) agent comprises training a multidimensional system (eg, according to FIG. 6) for a source scenario. In this case, a "task" interaction act (DA) agent uses a summary action (ie, "REQUEST") to request a slot. This results in four trained policies, corresponding to the three conversation dimensions plus the evaluation agent. Among these, the domain-independent interaction policies for "Auto Feedback" and "SOM" are then reused for the target scenario.
ステップ803では、多次元行動選択構成要素が、ターゲットシナリオのために訓練される。この場合、タスクエージェントは、拡張行動セット(「REQUEST-AREA」、「REQUEST-FOOD」、「REQUEST-PRICERANGE」を備える)を使用する。システムが「タスク」次元において拡張行動セットを使用するように、ドメイン/使用事例非依存次元のための対話ポリシーは再使用され、多次元行動選択構成要素は(たとえば、図6に従って)再訓練される。 At step 803, a multidimensional action selection component is trained for the target scenario. In this case, the task agent uses an extended action set (comprising "REQUEST-AREA", "REQUEST-FOOD", "REQUEST-PRICERANGE"). The interaction policy for the domain/use case independent dimension is reused and the multidimensional action selection component is retrained (e.g., according to Figure 6) so that the system uses the expanded action set in the "task" dimension. Ru.
このようにしてポリシーを再使用することによって、多次元行動選択構成要素は、訓練スピードを増加させる(すなわち、より少ない数の訓練対話においてより高い変換成功率を取得する)ことができることが観察されている。 It has been observed that by reusing policies in this way, multidimensional action selection components can increase training speed (i.e., obtain higher conversion success rates in fewer training interactions). ing.
図8Bは、第2の例による、多次元行動選択構成要素を使用する転移学習の方法を示す。ステップ850は、ソースシナリオのために多次元行動選択構成要素を訓練することを備える。ステップ851は、ターゲットシナリオに転移可能な訓練されたポリシーを記憶することを備える。ステップ852は、ターゲットシナリオのために多次元行動選択構成要素を訓練し、再使用し、あらかじめ訓練された転移可能なポリシーを適合させることを備える。 FIG. 8B illustrates a method of transfer learning using multidimensional action selection components according to a second example. Step 850 comprises training a multidimensional action selection component for the source scenario. Step 851 comprises storing a trained policy that can be transferred to a target scenario. Step 852 comprises training and reusing the multidimensional action selection component for the target scenario and adapting the pre-trained transferable policy.
図9は、実施形態による方法を実施するために使用可能であるハードウェアの概略図を示す。このハードウェアは、コンピューティングシステム900を備える。この特定の例では、システムの構成要素は、併せて説明される。しかしながら、構成要素は必ずしも共同設置されるとは限らないことが理解されるであろう。 FIG. 9 shows a schematic diagram of hardware that can be used to implement methods according to embodiments. This hardware comprises a computing system 900. In this particular example, the components of the system will be described together. However, it will be appreciated that the components are not necessarily co-located.
コンピューティングシステム900の構成要素は、限定するものではないが、処理ユニット913(他の場合には「プロセッサ」と呼ばれる中央処理ユニットすなわちCPUなど)と、システムメモリ901と、システムメモリ901を含むさまざまなシステム構成要素を処理ユニット913に結合するシステムバス911とを含む。システムバス911は、メモリバスまたはメモリコントローラと、周辺バスと、さまざまなバスアーキテクチャのいずれかを使用するローカルバスなどを含む、いくつかのタイプのバス構造のいずれかであってよい。コンピューティングシステム900は、システムバス911に接続されたメモリ915も備えてよい。メモリ915は、外部メモリであってよい。 The components of computing system 900 include, but are not limited to, a processing unit 913 (such as a central processing unit or CPU, otherwise referred to as a "processor"), a system memory 901, and a system memory 901. and a system bus 911 that couples various system components to a processing unit 913. System bus 911 may be any of several types of bus structures, including a memory bus or memory controller, a peripheral bus, a local bus using any of a variety of bus architectures, and the like. Computing system 900 may also include memory 915 coupled to system bus 911 . Memory 915 may be external memory.
システムメモリ901は、読み出し専用メモリ(ROM)などの揮発性/または不揮発性メモリの形をしたコンピュータ記憶媒体を備える。システムメモリ901は、処理ユニット913(たとえば、プロセッサ)によって実行されるとき、処理ユニット913(「プロセッサ」とも呼ばれる)に本明細書において説明される機能を実施させる、特に、図1に関連して論じられたシステム、図2に関連して説明された多次元行動選択構成要素、図5の方法(推論)、図6の方法(訓練)、および/または図8Aもしくは図8Bの方法(転移学習)、のうちの少なくとも1つを実施させるコンピュータ可読命令を記憶する。 System memory 901 comprises computer storage media in the form of volatile/non-volatile memory, such as read only memory (ROM). System memory 901, when executed by processing unit 913 (e.g., a processor), causes processing unit 913 (also referred to as a "processor") to perform the functions described herein, particularly with respect to FIG. The systems discussed, the multidimensional action selection component described in connection with Figure 2, the method of Figure 5 (inference), the method of Figure 6 (training), and/or the method of Figure 8A or 8B (transfer learning). ), storing computer-readable instructions for performing at least one of the following:
システムメモリ901は、オペレーティングシステム905と、アプリケーションプログラム907と、処理ユニット913によって使用中であるプログラムデータ909も備えてよい。一実施形態では、システムメモリ901は、典型的にはスタートアップ中にシステムメモリ901内に記憶されるなど、コンピュータ内の要素間で情報を転移させる助けとなるルーチンを含む基本入出力システム(BIOS)903も備える。 System memory 901 may also include an operating system 905 , application programs 907 , and program data 909 in use by processing unit 913 . In one embodiment, system memory 901 includes a basic input/output system (BIOS) that contains routines that help transfer information between elements within a computer, such as typically stored in system memory 901 during startup. 903 is also provided.
コンピューティングシステムは、システムバス911に通信可能に接続されるインターフェース925をさらに備える。一実施形態では、インターフェース925は、具体的には他のデバイスから情報を受信し、他のデバイスに情報を送信するために、ワイヤード接続および/またはワイヤレス接続を介して通信する機能を備える。追加的にまたは代替的に、インターフェース925は、ユーザ入力(たとえば、発声)を受信するためのオーディオ入力(たとえば、マイクロホン)と、ユーザにシステム応答を提供するためのオーディオ出力(たとえば、スピーカ)とを備える。追加的にまた代替的に、インターフェース925は、テキストデータを生成するように構成されたデバイス(たとえば、キーボード)からテキスト入力データを受信するための手段を備える。別の実施形態では、インターフェース925は、たとえば、コマンドおよび/または質問を生成し、応答を受け取ることによって、ユーザがシステムと相互作用することを可能にするさまざまな形をしたユーザインターフェースであってよい。 The computing system further includes an interface 925 communicatively connected to system bus 911 . In one embodiment, interface 925 includes the ability to communicate via wired and/or wireless connections, specifically to receive information from and send information to other devices. Additionally or alternatively, interface 925 includes an audio input (e.g., a microphone) for receiving user input (e.g., vocalizations) and an audio output (e.g., a speaker) for providing system responses to the user. Equipped with Additionally and alternatively, interface 925 includes means for receiving text input data from a device (eg, a keyboard) configured to generate text data. In another embodiment, interface 925 may be any form of user interface that allows a user to interact with the system, for example, by generating commands and/or questions and receiving responses. .
図9の例では、ビデオインターフェース917が提供される。ビデオインターフェース917は、グラフィックス処理メモリ921に通信可能に接続されるグラフィックス処理ユニット(GPU)919を備える。 In the example of FIG. 9, a video interface 917 is provided. Video interface 917 includes a graphics processing unit (GPU) 919 communicatively connected to graphics processing memory 921 .
グラフィックス処理ユニット(GPU)919は、データ並列演算へのその適合により、ニューラルネットワーク訓練などの機械学習モデルの訓練に特に良く適している。したがって、一実施形態では、機械学習モデルを訓練するための処理は、CPU913とGPU919との間で分割されることがある。 Graphics processing unit (GPU) 919 is particularly well suited for training machine learning models, such as neural network training, due to its suitability for data parallel operations. Accordingly, in one embodiment, processing for training a machine learning model may be split between CPU 913 and GPU 919.
いくつかの実施形態では、異なるハードウェアが、機械学習モデルを訓練するため、および状態更新を行うために使用されてよいことが留意されるべきである。たとえば、機械学習モデルの訓練は、1つまたは複数のローカルデスクトップまたはワークステーションコンピュータ上で行われてもよいし、クラウドコンピューティングシステムのデバイス上で行われてもよく、これらは、1つまたは複数のディスクリートデスクトップまたはワークステーションGPU、1つまたは複数のディスクリートデスクトップまたはワークステーションCPU、たとえば、PC指向アーキテクチャと、かなりの量の揮発性システムメモリ、たとえば16GB以上とを有するプロセッサを含んでよい。たとえば、対話の遂行は、システムオンチップ(SoC)の一部としてモバイルGPUを含んでもよいしGPUを含まなくてもよいモバイルハードウェアまたは組み込みハードウェアを使用してもよいし、1つまたは複数のモバイルCPUまたは組み込みCPU、たとえば、モバイル指向アーキテクチャ、またはマイクロコントローラ指向アーキテクチャと、より少ない量の揮発性メモリ、たとえば、1GB未満とを有するプロセッサを使用してもよい。たとえば、対話を行うハードウェアは、スマートスピーカ、または仮想アシスタントを含む携帯電話などの、音声支援システム120であってよい。 It should be noted that in some embodiments, different hardware may be used to train the machine learning model and to perform state updates. For example, training of a machine learning model may occur on one or more local desktop or workstation computers, or on a device in a cloud computing system, which may include one or more discrete desktop or workstation GPUs, one or more discrete desktop or workstation CPUs, e.g., processors with a PC-oriented architecture and a significant amount of volatile system memory, e.g., 16 GB or more. For example, the performance of the interaction may use mobile or embedded hardware that may or may not include a mobile GPU as part of a system-on-chip (SoC), or one or more A mobile or embedded CPU, eg, a processor with a mobile-oriented architecture, or a microcontroller-oriented architecture, and a smaller amount of volatile memory, eg, less than 1 GB, may be used. For example, the interacting hardware may be a voice assistance system 120, such as a smart speaker or a mobile phone that includes a virtual assistant.
対話行為(DA)エージェントおよび評価エージェントの機械学習モデルを訓練するために使用されるハードウェアは、著しく大きい演算能力を有することがあり、たとえば、エージェントを使用してタスクを行うために使用されるハードウェアよりも多くの演算を1秒当たり行うことが可能であり、より多いメモリを有してよい。 The hardware used to train machine learning models for interaction act (DA) agents and evaluation agents can have significantly greater computing power, e.g. It can perform more operations per second than hardware and may have more memory.
コンピューティングシステム900は、仮想アシスタントを備える携帯電話、スマートスピーカ、組み込みデバイス、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、またはサーバの一部として実現されてよい。 Computing system 900 may be implemented as a mobile phone with a virtual assistant, a smart speaker, an embedded device, a desktop computer, a laptop computer, or as part of a server.
図9は、本明細書において説明される方法を実施するために使用可能であるハードウェアの具体的な例を示しているが、これは一例にすぎず、他の配置も使用されてよいことが理解されるであろう。 Although FIG. 9 shows a specific example of hardware that can be used to implement the methods described herein, this is only one example and other arrangements may also be used. will be understood.
いくつかの配置が説明されてきたが、配置は、例として提示されているにすぎず、保護の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書において説明される本発明の概念は、さまざまな他の形で実施されてよい。さらに、本明細書において説明される特定の実装形態に対するさまざまな省略、置き換え、変更は、以下の特許請求の範囲において規定される保護の範囲から逸脱することなく、なされてよい。
Although several arrangements have been described, the arrangements are presented by way of example only and are not intended to limit the scope of protection. The inventive concepts described herein may be implemented in various other forms. Moreover, various omissions, substitutions, and modifications to the specific implementations described herein may be made without departing from the scope of protection as defined in the following claims.
Claims (25)
ユーザから発声を受け取ることと、
前記発声に基づいて対話状態を更新することと、
前記対話状態を識別する情報を生成することと、
第1の対話行為エージェントによって、第1の機械学習モデルと前記対話状態を識別する前記情報とを使用して、行動候補の第1のセットから第1の行動候補を選択することと、ここにおいて、前記行動候補の第1のセットが、第1の対話次元と関連づけられる、
第2の対話行為エージェントによって、第2の機械学習モデルと前記対話状態を識別する前記情報とを使用して、行動候補の第2のセットから第2の行動候補を選択することと、ここにおいて、前記行動候補の第2のセットが、第2の対話次元と関連づけられる、
評価エージェントによって、第3の機械学習モデルと、前記第1の行動候補と、前記第2の行動候補とを使用して、出力行動を選択することと、ここにおいて、前記出力行動が、前記第1の行動候補および/または前記第2の行動候補の組み合わせを備える、
前記出力行動に基づいてシステム応答を生成することと
を備える、コンピュータ実装方法。 A computer-implemented method for generating a response within a dialog system, the dialog system being for interacting with a user, the method comprising:
receiving utterances from the user;
updating a dialogue state based on the utterance;
generating information identifying the interaction state;
selecting, by a first interaction act agent, a first action candidate from a first set of action candidates using a first machine learning model and the information identifying the interaction state; , the first set of action candidates is associated with a first interaction dimension;
selecting, by a second interaction act agent, a second action candidate from a second set of action candidates using a second machine learning model and the information identifying the interaction state; , the second set of action candidates is associated with a second interaction dimension;
selecting an output action by an evaluation agent using a third machine learning model, the first action candidate, and the second action candidate; a combination of one action candidate and/or the second action candidate;
generating a system response based on the output behavior.
前記第1の行動候補および/または前記第2の行動候補の各組み合わせに対して、前記対話状態ならば前記システム応答としてそれぞれの組み合わせを選択することと関連づけられた推定累積報酬の標識を備える値のベクトルを生成することと、
前記値のベクトルに基づいて前記出力行動を選択することと
を備える、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 Selecting the output action comprises:
For each combination of the first action candidate and/or the second action candidate, an estimated cumulative reward associated with selecting the respective combination as the system response in the dialog state. generating a vector of values comprising indicators;
and selecting the output behavior based on the vector of values.
行動確率のベクトルを生成するために前記値のベクトルを確率分布に変換することと、
前記行動確率のベクトルに基づいて前記出力行動を選択することと
を備える、請求項2から4のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。 selecting the output behavior based on the vector of values;
converting the vector of values into a probability distribution to generate a vector of behavioral probabilities;
5. The computer-implemented method according to any one of claims 2 to 4, comprising: selecting the output behavior based on the vector of behavior probabilities.
前記値のベクトルを、変換された行動値のベクトルに変換することと、ここにおいて、前記変換された行動値のベクトルが、ゼロ以上の値を備える、
所定の基準に基づいて、前記変換された行動値のベクトル中の第1の行動値をゼロに等しく設定することによって、マスクされた変換された行動値のベクトルを形成することと、
前記行動確率のベクトルを形成するように前記マスクされた変換された行動値のベクトルを正規化することと
を備える、請求項5に記載のコンピュータ実装方法。 transforming the vector of values into the probability distribution to generate the vector of action probabilities;
converting the vector of values into a vector of transformed behavioral values, wherein the transformed vector of behavioral values comprises a value greater than or equal to zero;
forming a vector of masked transformed behavior values by setting a first behavior value in the vector of transformed behavior values equal to zero based on a predetermined criterion;
and normalizing the vector of masked transformed behavioral values to form the vector of behavioral probabilities.
請求項1に記載の方法によりシステム応答を生成することと、
前記システム応答を前記ユーザに提供することと、
強化学習を使用して、前記第1の機械学習モデルと、前記第2の機械学習モデルと、前記第3の機械学習モデルとを訓練することと
を備える、コンピュータ実装方法。 A computer-implemented method for training a dialogue system, the method comprising:
generating a system response by the method of claim 1;
providing the system response to the user;
A computer-implemented method comprising training the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model using reinforcement learning.
累積報酬を決定することと、
前記累積報酬に基づいて、前記第1の機械学習モデルと、前記第2の機械学習モデルと、前記第3の機械学習モデルとを訓練することと
を備える、請求項8に記載のコンピュータ実装方法。 training the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model using reinforcement learning;
determining cumulative compensation;
9. The computer-implemented method of claim 8, comprising training the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model based on the cumulative reward. .
前記累積報酬に基づいて前記第1の機械学習モデルを訓練することが、
前記累積報酬と前記第1の推定累積報酬との差を決定することと、
前記差に基づいて、前記訓練可能な重みの第1のセットを更新することと
を備える、請求項9に記載のコンピュータ実装方法。 the first machine learning model estimates a first estimated cumulative reward for the first candidate action based on a first function parameterized by a first set of trainable weights; configured such that, and where:
training the first machine learning model based on the cumulative reward;
determining a difference between the cumulative reward and the first estimated cumulative reward;
and updating the first set of trainable weights based on the difference.
前記累積報酬に基づいて前記第3の機械学習モデルを訓練することが、
前記累積報酬と前記第2の推定累積報酬との差を決定することと、
前記差に基づいて、前記訓練可能な重みの第2のセットを更新することと
を備える、請求項10に記載のコンピュータ実装方法。 the third machine learning model is configured to estimate a second estimated cumulative reward for the output behavior based on a second function parameterized by a second set of trainable weights; , and here,
training the third machine learning model based on the cumulative reward;
determining a difference between the cumulative reward and the second estimated cumulative reward;
and updating the second set of trainable weights based on the difference.
請求項1に記載の方法により第2のシステム応答を生成することと、ここにおいて、請求項1に記載の方法における前記発声が、前記第2の発声であり、請求項1に記載の方法によって生成される前記システム応答が、前記第2のシステム応答である、
前記第2のシステム応答に基づいて第2の報酬を生成することと、
前記第1の報酬と前記第2の報酬との合計に基づいて前記累積報酬を計算することとをさらに備える、請求項12に記載のコンピュータ実装方法。 receiving a second utterance in response to providing the system response;
generating a second system response by the method of claim 1, wherein the utterance in the method of claim 1 is the second utterance; the system response generated is the second system response;
generating a second reward based on the second system response;
13. The computer-implemented method of claim 12, further comprising calculating the cumulative reward based on a sum of the first reward and the second reward.
前記第1のハイパーパラメータが、第1の対話中に第1の値を有し、前記第1の対話が、前記発声と、前記システム応答とを備え、前記方法が、
前記第1の対話が完了したかどうかを決定することと、前記第1の対話が完了したと決定することに応答して、
状態-行動空間内の前記第1の対話ポリシー、前記第2の対話ポリシー、および前記第3の対話ポリシーの探索の前記レベルが前記第1の対話中の探索のレベルよりも小さいように、前記第1のハイパーパラメータである前記第1の値を修正することと、
第2の対話を用いて前記対話システムを再訓練することと
をさらに備える、請求項8に記載のコンピュータ実装方法。 The dialogue system has a first dialogue policy implemented by the first machine learning model, a second dialogue policy implemented by the second machine learning model, and a second dialogue policy implemented by the third machine learning model. a first hyperparameter configured to control the level of exploration of a third interaction policy;
the first hyperparameter has a first value during a first interaction, the first interaction comprises the utterance and the system response, and the method includes:
determining whether the first interaction is complete; and in response to determining that the first interaction is complete;
the level of exploration of the first interaction policy, the second interaction policy, and the third interaction policy in a state-action space is less than the level of exploration during the first interaction; modifying the first value that is a first hyperparameter;
9. The computer-implemented method of claim 8, further comprising retraining the interaction system with a second interaction.
ユーザから発声を受け取り、
前記発声に基づいて対話状態を更新し、
前記対話状態を識別する情報を生成し、
第1の対話行為エージェントによって、第1の機械学習モデルと前記対話状態を識別する前記情報とを使用して、行動候補の第1のセットから第1の行動候補を選択し、ここにおいて、前記行動候補の第1のセットが、第1の対話次元と関連づけられる、
第2の対話行為エージェントによって、第2の機械学習モデルと前記対話状態を識別する前記情報とを使用して、行動候補の第2のセットから第2の行動候補を選択し、ここにおいて、前記行動候補の第2のセットが、第2の対話次元と関連づけられる、
評価エージェントによって、第3の機械学習モデルと、前記第1の行動候補と、前記第2の行動候補とを使用して、出力行動を選択し、ここにおいて、前記出力行動が、前記第1の行動候補および/または前記第2の行動候補の組み合わせを備える、
前記出力行動に基づいてシステム応答を生成する
ように構成される、デバイス。 A device for generating a response within a dialog system, wherein the dialog system is for interacting with a user, and the device is configured to:
Receive utterances from the user,
updating a dialogue state based on the utterance;
generating information identifying the dialogue state;
a first interaction act agent selects a first action candidate from a first set of action candidates using a first machine learning model and said information identifying said interaction state; a first set of action candidates is associated with a first interaction dimension;
a second interaction act agent selects a second action candidate from a second set of action candidates using a second machine learning model and said information identifying said interaction state, wherein said a second set of action candidates is associated with a second interaction dimension;
an evaluation agent selects an output behavior using a third machine learning model, the first action candidate, and the second action candidate, wherein the output action is different from the first action candidate; comprising a combination of action candidates and/or the second action candidates;
A device configured to generate a system response based on the output behavior.
前記第1の行動候補および/または前記第2の行動候補の各組み合わせに対して、前記対話状態ならば前記システム応答としてそれぞれの組み合わせを選択することと関連づけられた推定累積報酬の標識を備える値のベクトルを生成し、
前記値のベクトルに基づいて前記出力行動を選択する
ようにさらに構成される、請求項15に記載のデバイス。 When the device selects the output action,
For each combination of the first action candidate and/or the second action candidate, an estimated cumulative reward associated with selecting the respective combination as the system response in the dialog state. generate a vector of values with indicators,
16. The device of claim 15, further configured to select the output behavior based on the vector of values.
行動確率のベクトルを生成するために前記値のベクトルを確率分布に変換し、
前記行動確率のベクトルに基づいて前記出力行動を選択する
ようにさらに構成される、請求項16から18のいずれかに記載のデバイス。 when the device selects the output behavior based on the vector of values;
converting the vector of values into a probability distribution to generate a vector of behavioral probabilities;
19. The device of any of claims 16 to 18, further configured to select the output behavior based on the vector of behavior probabilities.
前記値のベクトルを、変換された行動値のベクトルに変換し、ここにおいて、前記変換された行動値のベクトルが、ゼロ以上の値を備える、
所定の基準に基づいて、前記変換された行動値のベクトル中の第1の行動値をゼロに等しく設定することによって、マスクされた変換された行動値のベクトルを形成し、
前記行動確率のベクトルを形成するように前記マスクされた変換された行動値のベクトルを正規化する
ようにさらに構成される、請求項19に記載のデバイス。 When the device transforms the vector of values,
converting the vector of values into a vector of transformed behavioral values, where the vector of transformed behavioral values comprises a value greater than or equal to zero;
forming a vector of masked transformed behavior values by setting a first behavior value in the vector of transformed behavior values equal to zero based on a predetermined criterion;
20. The device of claim 19, further configured to normalize the vector of masked transformed behavioral values to form the vector of behavioral probabilities.
請求項15に記載のデバイスを使用してシステム応答を生成し、
前記システム応答を前記ユーザに提供し、
強化学習を使用して、前記第1の機械学習モデルと、前記第2の機械学習モデルと、前記第3の機械学習モデルとを訓練する
ように構成された、訓練システム。 A training system for training a dialogue system, comprising a device according to claim 15,
generating a system response using the device of claim 15;
providing the system response to the user;
A training system configured to train the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model using reinforcement learning.
累積報酬を決定し、
前記累積報酬に基づいて、前記第1の機械学習モデルと、前記第2の機械学習モデルと、前記第3の機械学習モデルとを訓練する
ようにさらに構成される、請求項22に記載の訓練システム。 when the training system uses reinforcement learning to train the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model;
Determine the cumulative reward,
23. The training of claim 22, further configured to train the first machine learning model, the second machine learning model, and the third machine learning model based on the cumulative reward. system.
前記累積報酬と前記第1の推定累積報酬との差を決定し、
前記差に基づいて、前記訓練可能な重みの第1のセットを更新する
ようにさらに構成される、請求項23に記載の訓練システム。 the first machine learning model estimates a first estimated cumulative reward for the first candidate action based on a first function parameterized by a first set of trainable weights; and wherein the training system trains the first machine learning model based on the cumulative reward;
determining a difference between the cumulative reward and the first estimated cumulative reward;
24. The training system of claim 23, further configured to update the first set of trainable weights based on the difference.
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