Dialoogsüsteem

Dialoogsüsteem ehk dialoogisüsteem (lühend DS) on programm, mis suhtleb inimesega  loomulikus keeles. Sellist vestluse loomulikkust püütakse saavutada sellega, et lisatakse süsteemile inimestevahelisele suhtlemisele iseloomulikke tunnuseid, nagu vooruvahetus, initsiatiivikus, tähendusrikas vaikus. Eristatakse programme, mis vastavad kasutaja küsimustele ja pakuvad kasulikku infot enamasti piiratud ainevaldkonnas (näiteks ekspertsüsteemid), ja vestlusprogramme ehk juturoboteid (ingl. talkbot, chatbot, chatterbot), mille ainevaldkond on enamasti vaba.

Suulisse dialoogsüsteemi võivad olla kaasatud peale kasutaja ja/või avatari kõne ka ühe või mõlema osapoole žestid ja miimika. Samuti võib rakendusel olla graafiline kasutajaliides, puutetundlik ekraan ja muu seesugune.

Osad 
Dialoogsüsteemide ehitus võib olla väga erinev, sest komponendid, mis on ühte dialoogsüsteemi lisatud või lisamata jäetud, erinevad rakenduseti suuresti. Üheks tähtsamaks osaks peetakse dialoogihaldurit, mis tegeleb dialoogi juhtimisega dialoogi mudeli järgi, sisaldades dialoogiseisundeid ja dialoogistrateegiaid.

Dialoogsüsteemi töötsükkel hõlmab tavaliselt järgmisi etappe:
 (Arvuti)kasutaja kõneleb suuliselt või kirjutab käsitsi ja sisend muudetakse tekstiks. Sel juhul võib dialoogsüsteem sisaldada järgmisi osasid:
 automaatne kõnetuvasti
 žestituvasti
 käekirjatuvasti
 Loomuliku keele mõistmise seade analüüsib teksti. See seade võib sisaldada:
 pärisnimede identifitseerijat
 sõnaliigi märgendajat
 süntaksianalüsaatorit ehk parserit
 semantika analüsaatorit
 Semantilist informatsiooni analüüsib dialoogihaldur, mis omab teavet vestluse ajaloo ja dialoogiseisundite kohta.
 Dialoogihaldur teeb koostööd ülesannete halduriga, mis omakorda kasutab teadmisi ainevaldkonna kohta.
 Dialoogihaldur produtseerib väljundi. Selleks peab dialoogsüsteem sisaldama ühte või mitut järgmistest generaatoritest:
 loomuliku keele generaator
 žestide generaator
 küljendusmootor
 Väljundi esitamisega on seotud järgmised komponendid:
 tekst-kõnesüntees ehk kõnesüntesaator
 nn kõnelev pea
 robot või avatar

Dialoogsüsteemide liigid 
Dialoogsüsteeme jaotatakse kategooriatesse erinevatel alustel. Seejuures võib dialoogsüsteem kuuluda korraga mitmesse kategooriasse. Neid kategooriaid saab liigitada näiteks:
 modaalsuse järgi
 kirjalikud dialoogsüsteemid
 suulised dialoogsüsteemid
 graafilised kasutajaliidesed
 multimodaalsed dialoogsüsteemid
 vahendite järgi
 telefonil põhinevad süsteemid
 elektronmärkmikud ja pihuarvutid
 autos kasutatavad süsteemid
 robotsüsteemid
 arvuti töölaua süsteemid
 virtuaalse keskkonna süsteemid
 laadi järgi
 menüüjuhitavad süsteemid
 loomulikul keelel põhinevad dialoogsüsteemid
 käskjuhitavad rakendused
 initsiatiivikuse järgi
 initsiatiiv kuulub süsteemile
 põhineb kasutaja initsiatiivikusel
 jaotatud initsiatiivikus

Rakendused 
Dialoogsüsteeme kasutatakse abivahendina paljudes valdkondades: äris, hariduses, tervishoius, meelelahutuses jne. Süsteem võib täita näiteks järgnevaid ülesandeid:
 vastata ettevõtte veebilehel või internetiportaalis klientide küsimustele toodete ja teenuste kohta
 esitada kliendile küsimusi ja juhendada nendele küsimustele vastamisel
 juhendada müügiprotsessi, iseäranis esimest korda keeruliste toodete ostjatele
 vastata ettevõtte töötajate küsimustele 
 juhendada kliente toime tulema keerulistel veebilehtedel 
 juhendada tehniliste probleemide korral
 pakkuda personaalseid teenuseid, näiteks vastata kontojääki puudutavatele küsimustele või anda infot väärtpaberite kohta
 pakkuda õppijale nõu ja tuge

Michael F. McTear mainib suuliste dialoogsüsteemide kasutamist:
 infootsingute, teenuste, äritoimingute rakendustes
 probleemilahenduste rakendustes
 õpperakendustes
 mängudes ja virtuaalkeskkondades

Arendustarkvara 
Järgnev tabel annab ülevaate mõnedest dialoogsüsteemide loomisel kasutatavatest programmeerimiskeeltest, tarkvaradest ja tehnoloogiatest.

Keele mõistmine 
Keele mõistmise modelleerimine dialoogsüsteemidele on keeruline eeskätt kahel põhjusel:
 mitmeti tõlgendatavus keeles, eriti loomulikus keeles
 sõnaline mitmeti tõlgendatavus
 tähenduslik mitmeti tõlgendatavus ehk mitmetähenduslikkus
 struktuuriline mitmeti tõlgendatavus
 valesti vormistatud sisend
Sõnaline mitmeti tõlgendatavus esineb näiteks inglise keele sõna book puhul: see võib olla nii nimisõna (raamat) kui ka tegusõna (broneerima).
Mitmetähenduslikkus esineb näiteks sõna juur puhul. See võib olla: 1. taimejuur; 2. elundi või kehaosa kinnitumiskoht (hamba-, nina-, sabajuur); 3. juuretis (leiva-, tainajuur); 4. algus, algupära, lähtekoht (suguvõsa juured, kõige kurja juur); 5. keeleteaduses: lihttüvi; 6. matemaatikas: kuupjuur, ruutjuur. 
Struktuuriline mitmeti tõlgendatavus on seotud fraasi mitmeti tõlgendamise võimalusega lauses. Mitmesuste probleemi lahendamiseks tuleb vaadata konteksti ehk lause või lausungi teisi sõnu, mõnikord lausa eelnevat teksti.

Ülikoolid ja uurimiskeskused 
Järgnev loetelu sisaldab valikut mainekatest ülikoolidest ja uurimiskeskustest, kus tegeletakse dialoogsüsteemide arendamisega:
 Centre for Communication Interface Research, http://www.ccir.ed.ac.uk/  
 Centre for Language Technology, http://clt.mq.edu.au/information/   
 Centre of Speech Technology, http://www.speech.kth.se/ctt/
 Conversational Interaction and Spoken Dialogue Research Group, http://www.cs.rochester.edu/research/cisd/   
 Institute for Language, Cognition and Computation, http://www.ilcc.inf.ed.ac.uk/research  
 Laboratory for Cognition, Interaction and Language Technology, https://www.ida.liu.se/labs/nlplab/  
 Litman Lab, http://people.cs.pitt.edu/~litman/itspoke.html#projects  
 Multimodal Interaction Research Group, http://www.uta.fi/sis/tauchi/mmig/index.html   
 Natural Language Processing Research Group, http://nlp.shef.ac.uk/  
 Spoken Language Processing Group, http://www.limsi.fr/tlp/  
 Spoken Language Systems Group, http://groups.csail.mit.edu/sls/research/  
 Sound Information Processing Group, http://winnie.kuis.kyoto-u.ac.jp/index-e.html  
 Tokyo Institute of Technology, Furui Laboratory, http://www.furui.cs.titech.ac.jp/

Eestis on dialoogsüsteeme uuritud ja loodud Tartu Ülikoolis.

Vaata ka 
 GPT-3
 graafiline kasutajaliides
 häälkasutajaliides
 kasutajaliides
 keel
 keeletehnoloogia
 kõnesüntees
 kõnetuvastus
 SISR
 tehisintellekt
 virtuaalreaalsus

Viited

Kirjandus 
 Kristiina Jokinen. "Spoken Dialogue Systems", California: Morgan & Claypool Publishers, 2010. ISBN 9781598296006
 Michael F. McTear. "Spoken dialogue technology: toward the conversational user interface",London, New York: Springer,2004. ISBN 1852336722
 Margus Treumuth. "A Framework for Asynchronous Dialogue Systems: Concepts, issues and Design Aspects" ("Asünkroonsete dialoogsüsteemide raamistik: mõisted, probleemid ja kavandamise aspektid"). Tartu: Tartu Ülikooli Kirjastus, 2011. ISBN 9789949197026 (PDF), ISBN 9789949197019 (trükis)
 Ben Shneiderman, Catherine Plaisant. "Designing the user interface: strategies for effective human-computer interaction", Boston: Pearson/Addison Wesley, 2004. ISBN 0321197860 ja ISBN 9780321197863

Välislingid 
 TTÜ Küberneetika Instituut: Foneetika ja kõnetehnoloogia labor
 Alicebot
 Chatbot Racter
 CISD TRAINS
 Eliza Chat bot
 Jabberwacky
 Kyle – A Unique Learning Artificial Intelligence (AI) Chatbot
 Mitsuku Chatbot
 RFC 439 – PARRY encounters the DOCTOR
 SHRDLU
 USIX Interact – kielellinen vuorovaikutus

Kasutajaliidesed
Arvutilingvistika