基于深度学习的智能问诊系统设计与实现

基于深度学习框架,以智能问诊为研究对象,设计并实现了一个基于深度学习的智能问诊系统。整个系统的主要功能包括数据预处理、特征提取和问句分类。建立高质量用户训练问答库,问答库与专家知识进行结合,实现智能问诊。基于FastText+BERT模型构建知识图谱,同时对问答库进行训练,搭建了一个医疗问题知识库;建立深度学习医疗模型,实现问诊量统计分析。结果表明,该系统可以提高医生对问题的理解程度和识别率。     

基于混合增强智能的知识图谱推理技术研究

如今,知识图谱被广泛应用在各个领域,例如问答系统、推荐系统等。而基于知识图谱的应用表现很大程度上依赖于知识图谱本身的知识完备性与准确性。单纯通过人工补齐与审核的方式来构建知识图谱已无法满足超大规模知识图谱的需求。针对上述问题,提出一种基于混合增强智能的知识图谱推理框架,即同时利用机器模型与人的知识信息来完成知识图谱推理。该框架在基于知识图谱嵌入的向量空间中,利用混合增强智能模型来寻找到实体节点之间的有效路径。与现有方法不同的是,该方法在训练模型时,高效地利用人的知识信息来指导模型的优化。实验表明,该框架在公开数据集上的表现相较于现有方法有一定提升。     

基于多粒度特征表示的知识图谱问答

近年来,基于知识图谱的问答系统逐渐成为学术界和工业界的研究和应用热点方向,而传统方法通常存在效率不高以及未充分利用数据信息的问题。针对以上问题,本文将中文知识图谱问答分为实体抽取和属性选择2个子任务,采用双向长短期记忆条件随机场（Bi-LSTM-CRF）模型来进行实体识别,并提出一种多粒度特征表示的属性选择模型。该模型采用字符级别以及词级别分别对问句和属性进行嵌入表示并通过编码器进行编码,对于属性同时还引入热度编码的信息。通过不同粒度文本表示的结合,并对问句和属性进行相似度计算,最终该系统在NLPCC-ICCPOL 2016 KBQA数据集上取得了73.96%的F1值,能够较好地完成知识图谱问答任务。     

面向水利信息资源的智能问答系统构建与应用

当前特定领域的问答系统主要采用基于关键字匹配的方法完成问答,类似水库大坝的建成时间、坝高等,无法充分理解用户自然语言提问的检索意图并给出准确回答。为此基于知识图谱技术,利用语义解析方法,本文设计并开发面向水利信息资源的智能问答系统。针对语义解析自然语言问句转化为结构化查询语句需要多步操作,容易导致语义鸿沟问题,还为了后续基于知识表示的问答方法,积累用户语料,本文提出一种语料扩展方法构建语料库。     

基于知识图谱的智能问答研究综述

基于知识图谱的问答是近年来研究热点,从基于模板、语义解析、深度学习、知识图谱嵌入四方面介绍基于知识图谱智能问答实现,归纳了各类方法的优缺点,及尚未解决的关键问题。结合当前人工智能技术发展,重点介绍了基于深度学习的智能问答,有助于更多研究者投身于智能问答研究,根据不同行业需求研发适用于不同领域的问答系统,提高社会智能化信息服务水平。     

基于自蒸馏与自集成的问答模型

知识蒸馏结合预训练语言模型是构建问答模型的主要方法之一,然而,这类方法存在知识转移效率低下、训练教师模型耗时严重、教师模型和学生模型能力不匹配等问题。针对上述问题,提出了一种基于自蒸馏与自集成的问答模型SD-SE-BERT。其中：自集成基于滑窗机制设计;学生模型采用BERT;教师模型由训练过程中得到的若干学生模型基于其验证集性能进行加权平均组合得到;损失函数利用集成后的输出结果和真实标签指导当前轮次的学生模型进行训练。在SQuAD1.1数据集上的实验结果表明,SD-SE-BERT的EM指标和F₁指标相比较BERT模型分别提高7.5和4.9,并且模型性能优于其他代表性的单模型和蒸馏模型;相较于大型语言模型ChatGLM-6B的微调结果,EM指标提高4.5,F₁指标提高2.5。证明SD-SE-BERT可以利用模型自身的监督信息来提高模型组合不同文本数据特征的能力,无须训练复杂的教师模型,避免了教师模型与学生模型不匹配的问题。     

基于知识图谱的智能问答意图识别联合模型

针对现有意图识别联合模型在专业领域知识图谱问答中容易发生识别领域实体以及问句分类错误的情况,提出一个结合了领域知识图谱的意图识别联合模型。该模型有三步,将领域知识图谱中实体对应的本体标签以及本体间关系导入训练数据集,形成包含本体标签的知识文本以及额外包含本体关系的知识文本图;通过字符级嵌入和位置信息嵌入将包含了本体标签的知识文本转化成嵌入表示并依据知识文本图创建实体关系可视矩阵,明确知识文本各成分的相关程度;将嵌入表示和实体关系可视矩阵输入模型编码层进行模型的训练。以高速列车领域知识图谱为例,经过准确率和召回率的验证,以该方法训练出的模型在高速列车领域问答数据集的意图识别任务上取得了更好的表现。     

基于位置和注意力联合表示的知识图谱问答

知识图谱是人工智能的重要组成部分,其以结构化的方式描述客观世界中的概念、实体及关系,提供了一种更优的组织、管理和理解互联网海量信息的能力。随着深度学习技术的发展,基于表示学习的知识图谱问答方法陆续出现。利用表示学习的方法实现知识图谱问答的核心目标是将问题嵌入到与三元组相同维度的表示向量空间中,通过合适的答案预测方法来匹配问题与答案。参考复数域编码的思路,构建一种基于位置和注意力联合表示的三元组表示模型Pos-Att-complex。在三元组表示部分,将词本身的特征和位置特征联合编码,并通过解码器网络进一步挖掘深层次特征,从而对三元组进行打分。在知识图谱问答部分,将问题通过RoBERTa嵌入到与三元组向量相同维度的向量空间中,并与通过关系筛选的关系集合进行向量融合。在此基础上,通过联合表示解码器为候选答案打分,以筛选出问题的答案。实验结果表明,该模型在三元组分类和多跳问答基准数据集上均能取得良好的测试结果,准确率优于GraftNet、VRN等模型。     

AnswerSeeker:基于互联网挖掘的智能问答系统

智能问答系统是一种处理自然语言的新型的信息检索系统。介绍了AnswerSeeker智能问答系统,该系统采用了模块化和可扩展的框架,以便整合多种智能问答技术和多样化数据源。通过将与语言无关的代码和语言相关的代码分离,并且将语言相关的代码封装为组件,只要替换相应的组件,该系统可以适用于多种语言。由于很多自然语言处理技术还没有针对中文的,目前为止,我们系统的内核只支持英文,所以将以英语自然语言为例介绍AnswerSeeker的架构和工作原理。该系统采用了两种互联网挖掘的方法来寻找问题的答案：知识挖掘和知识诠释。AnswerSeeker使用网络作为一个知识源,当然它也可以使用其他小的语料库或面向专业领域的知识库作为知识源。此外,提出了一种新的问题的表示和答案提取的方法一文本模式,文本模式分为问题模式和答案模式;其中问题模式用来表示问题,答案模式用来提取精确的答案。AnswerSeeker通过将问题-答案对作为训练数据,自动学习答案模式。实验表明将互联网作为知识源,将模式学习和知识诠释的技术集成在同一系统中进行答案挖掘是一种这种很有前途的方法。     

基于知识图谱的智能决策支持技术及应用研究

知识图谱是把复杂的领域知识通过数据挖掘、信息处理、知识计量和图形绘制而显示出来,解释知识领域的动态发展规律。知识图谱把所有不同种类的信息(heterogeneous information)连接在一起得到一个关系网络并从"关系"的角度去分析问题。知识图谱目前被广泛应用于智能搜索、智能问答等领域。提出了一种基于知识图谱的智能决策支持框架,用于解决传统决策支持系统存在的问题。通过大数据、知识图谱等海量知识分析和模型构建技术,结合决策支持系统,增强对问题的分解与处理、形成具有关系型网络的知识系统。最后结合电信领域中的经典决策案例,搭建基于知识图谱的欺诈电话智能决策支撑平台。和传统的决策支持系统比较,该研究方法的优点在于结合大数据处理方法提升了知识建模的算力和决策支持的效率,使实时处理大规模信息数据成为现实;基于知识图谱的关系型网络,提升了决策模型的准确性和关联相关性。     

基于知识图谱、TF-IDF和BERT模型的冬奥知识问答系统

传统信息检索技术已经不能满足人们对信息获取效率的要求,智能问答系统应运而生,并成为自然语言处理领域一个非常重要的研究热点。本文针对中文的冬奥问答领域,提出了基于知识图谱、词频-逆文本频率指数 (term frequency-inverse document frequency,TF-IDF)和自注意力机制的双向编码表示(bidirectional encoder representation from transformers,BERT)的3种冬奥问答系统模型。本文首次构建了冬奥问答数据集,并将上述3种方法集成在一起,应用于冬奥问答领域,用户可以使用本系统来快速准确地获取冬奥内容相关的问答知识。进一步,对3种模型的效果进行了测评,测量了3种模型各自的回答可接受率。实验结果显示BERT模型的整体效果略优于知识图谱和TDIDF模型,BERT模型对3类问题的回答可接受率都超过了96%,知识图谱和TDIDF模型对于复合统计问答对的回答效果不如BERT模型。     

常识问答研究综述

常识问答是一项重要的自然语言理解任务, 旨在利用常识知识对自然语言问句进行自动求解, 以得到准确答案. 常识问答在虚拟助手或社交聊天机器人等领域有着广泛的应用前景, 且其蕴涵了知识挖掘与表示、语言理解与计算、答案推理和生成等关键科学问题, 因而受到工业界和学术界的广泛关注. 首先介绍常识问答领域的主要数据集; 其次, 归纳不同常识知识源在构建方式、常识来源和表现形式上的区别; 同时, 重点分析并对比前沿常识问答模型, 以及融合常识知识的特色方法. 特别地, 根据不同问答任务场景中常识知识的共性和特性, 建立包含属性、语义、因果、语境、抽象和意图6大类的知识分类体系. 以此为支撑, 针对常识知识数据集建设, 感知知识融合和预训练语言模型的协作机制, 以及在此基础上的常识知识预分类技术, 进行前瞻性的研究, 并具体报告上述模型在跨数据集迁移场景下的性能变化, 及其在常识答案推理中的潜在贡献. 总体上, 包含对现有数据和前沿技术的回顾, 也包含面向跨数据知识体系建设、技术迁移与通用化的预研内容, 借以在汇报领域技术积累的前提下, 为其理论和技术的进一步发展提供参考意见.     

融合知识表示学习的双向注意力问答模型

知识图谱问答是自然语言处理领域的研究热点之一,近年来受到广泛的关注。知识图谱问答面临需要结合多条三元组进行推理的多跳问题以及知识图谱不完整等挑战,为解决这些问题,提出了一种融合知识表示学习的双向注意力模型（Bidirectional Attention model combining Knowledge Representation,KR-BAT）。引入知识表示学习以提高模型全局建模能力,应对知识图谱不完整的情况;使用双向注意力模型捕捉候选答案和问题间丰富的交互信息,经过分析推理给出答案。在MetaQA数据集上进行了实验,对比VRN、KV-MemNN、GraftNet等基准模型,在完整知识图谱上达到了非常有竞争力的性能,在不完整知识图谱上大幅度优于基准模型。     

基于对比学习与语言模型增强嵌入的知识图谱补全

知识图谱是由各种知识或数据单元经过抽取等处理而组成的一种结构化知识库,用于描述和表示实体、概念、事实和关系等信息。自然语言处理技术的限制和各种知识或信息单元文本本身的噪声都会使信息抽取的准确性受到一定程度的影响。现有的知识图谱补全方法通常只考虑单一结构信息或者文本语义信息,忽略了整个知识图谱中同时存在的结构信息与文本语义信息。针对此问题,提出一种基于语言模型增强嵌入与对比学习的知识图谱补全(KGC)模型。将输入的实体和关系通过预训练语言模型获取实体和关系的文本语义信息,利用翻译模型的距离打分函数捕获知识图谱中的结构信息,使用2种用于对比学习的负采样方法融合对比学习来训练模型以提高模型对正负样本的表征能力。实验结果表明,与基于来自Transformеr的双向编码器表示的知识图谱补全(KG-BERT)模型相比,在WN18RR和FB15K-237数据集上该模型链接预测的排名小于等于10的三元组的平均占比(Hits@10)分别提升了31%和23%,明显优于对比模型。     

基于图匹配网络的可解释知识图谱复杂问答方法

知识图谱问答是人工智能领域的研究热点之一.在该任务中,自然语言问句结构与知识图谱结构之间的语义匹配是一个具有挑战的研究问题.现有工作主要利用深度学习技术对自然语言问句进行序列化编码,然后与知识图谱予图计算语义匹配,这样做法未充分利用复杂问句的结构信息,方法也缺乏可解释性.针对此问题,提出一种基于图匹配网络的知识图谱复杂问答方法TTQA.首先,通过语法分析方法,构建一个与知识图谱无关的未定查询图.然后,依据未定查询图和给定的知识图谱,构建一个与知识图谱相关的已定查询图,在其中,提出一种图匹配网络GMN,通过结合预训练语言模型和图神经网络技术,再利用注意力机制学习查询结构的上下文表示,从而得到更加丰富的结构匹配表示,用于已定查询图预测.在2个复杂问答数据集LC-QuAD 1.0和ComplexWebQuestions 1.1进行实验,结果表明:TTQA超过了现有方法.同时,通过消融实验验证了GMN的有效性.此外,TTQA生成的未定结构图和已定查询图增强了问答系统可解释性.     

基于知识图谱全局和局部特征的复杂问答方法

近年来,研究者已经提出多种方法来解决知识库问答(KBQA)中的复杂问题,并取得一定成果.然而,由于语义构成的复杂性以及可能存在推理路径的缺失,复杂问题的求解效果依然不佳.为了更好地解决这类问题,提出基于知识图谱全局和局部特征的问答方法——CGL-KBQA.所提方法利用知识嵌入技术提取知识图谱整体的拓扑结构和语义特征作为候选实体节点的全局特征,根据实体表示和问句表示将复杂问答建模为复合的三元组分类任务.同时,将图谱在搜索过程生成的核心推导路径作为局部特征,结合问句的语义相似性来构建候选实体不同维度特征,最终形成混合特征评分器.由于最终推理路径可能缺失,采用基于无监督的多重聚类方法设计了聚类器模块,进而根据候选实体的两类特征表示直接生成最终答案簇,这使得非完全知识图谱问答成为可能.实验结果表明,所提方法在两个常见KBQA数据集上均取得不错的效果,特别是在图谱知识不完全的情况下也具备非常好的效果.     

融入三维语义特征的常识推理问答方法

现有使用预训练语言模型和知识图谱的常识问答方法主要集中于构建知识图谱子图及跨模态信息结合的研究,忽略了知识图谱自身丰富的语义特征,且缺少对不同问答任务的知识图谱子图节点相关性的动态调整,导致预测准确率低。为解决以上问题,提出一种融入三维语义特征的常识推理问答方法。首先提出知识图谱节点的关系层级、实体层级、三元组层级三维语义特征量化指标;其次,通过注意力机制动态计算关系层级、实体层级、三元组层级三种维度的语义特征对不同实体节点间的重要性;最后,通过图神经网络进行多层聚合迭代嵌入三维语义特征,获得更多的外推知识表示,更新知识图谱子图节点表示,提升答案预测精度。与QA-GNN常识问答推理方法相比,所提方法在CommonsenseQA数据集上的验证集和测试集的准确率分别提高了1.70个百分点和0.74个百分点,在OpenBookQA数据集上使用AristoRoBERTa数据处理方法的准确率提高了1.13个百分点。实验结果表明,所提出的融入三维语义特征的常识推理问答方法能够有效提高常识问答任务准确率。     

基于知识图谱的中成药智能问答平台构建

近年来,中成药的使用和生产规模不断增大,产生了越来越多的中成药数据,中成药的普及与发展是一关键性问题。本项目结合知识图谱和多标签文本分类与命名实体识别的自然语言处理、语音识别等智能问答技术搭建中成药智能问答平台。在用户文本提问或语音提问后,平台会根据提问在海量中成药信息中迅速准确地查询相关中成药信息,并呈现相关中成药的知识图谱辅助用户理解。知识图谱可以将中成药很好的存储起来,智能问答可以帮助用户了解中成药,使用知识图谱结合智能问答技术对中成药普及与发展具有一定的意义。     

基于BERT-BiGRU模型的智慧医疗问答系统

针对医疗问答系统在处理复杂问题时面临上下文语义理解的局限,提出一种基于BERT-BiGRU的模型。通过预训练语言模型BERT和双向门控循环单元BiGRU建立医疗问答系统,其中BERT提取文本语义特征,BiGRU学习文本的顺序依赖信息,进而全面表示文本语义结构信息。在CBLUE医疗问答数据集上与基准方法相比,该模型在意图识别任务上的精确率提高到79.22%,召回率提高到81.23%,F1值(精确率和召回率的调和平均值)提高到79.82%。研究表明,结合BERT和BiGRU的模型可以更好地理解医疗问句的语义和结构信息,显著地提升了医疗问答系统的性能。     

面向知识图谱约束问答的强化学习推理技术

知识图谱问答任务通过问题分析与知识图谱推理,将问题的精准答案返回给用户,现已被广泛应用于智能搜索、个性化推荐等智慧信息服务中.考虑到关系监督学习方法人工标注的高昂代价,学者们开始采用强化学习等弱监督学习方法设计知识图谱问答模型.然而,面对带有约束的复杂问题,现有方法面临两大挑战:(1)多跳长路径推理导致奖励稀疏与延迟;(2)难以处理约束问题推理路径分支.针对上述挑战,设计了融合约束信息的奖励函数,能够解决弱监督学习面临的奖励稀疏与延迟问题;设计了基于强化学习的约束路径推理模型COPAR,提出了基于注意力机制的动作选择策略与基于约束的实体选择策略,能够依据问题约束信息选择关系及实体,缩减推理搜索空间,解决了推理路径分支问题.此外,提出了歧义约束处理策略,有效解决了推理路径歧义问题.采用知识图谱问答基准数据集对COPAR的性能进行了验证和对比.实验结果表明:与现有先进方法相比,在多跳数据集上性能相对提升了2%-7%,在约束数据集上性能均优于对比模型,准确率提升7.8%以上.