人类的语言充满了复杂性和多样性,这使得编写能够准确捕捉文本或语音数据预期含义的软件变得极具挑战。从谐音、同音词、讽刺、成语到隐喻,再到语法和用法的例外,这些因素共同构成了人类语言的复杂性,需要多年的学习才能掌握。相比之下,计算机的本地语言(即机器代码或机器语言)对大多数人来说难以理解。在计算机发展的早期阶段,通信主要依靠由零和一组成的逻辑操作,而非文字。
随着人工智能领域的进步,自然语言处理(NLP)逐渐受到重视并得到了快速发展。这一技术起源于美国,在第二次世界大战后的五十年代,当电子计算机刚刚诞生时,人们就开始尝试利用计算机处理人类语言。当时,美国政府希望通过计算机将大量的俄语文献自动翻译成英语,以获取苏联科技的最新情报。受军事密码破译的启发,研究者们认为不同语言只是对同一语义的不同编码方式,因此他们相信通过解码技术可以实现语言之间的自动翻译。
1954年1月7日,美国乔治敦大学与IBM公司合作,成功实现了超过60句俄语文本的自动翻译。尽管这一系统的复杂度较低,只有六个语法规则和250个词汇,但由于媒体的广泛报道,它被视为一项重大突破。美国政府因此加大了对自然语言处理研究的投资。实验的成功完成者随即宣称,只需三到五年时间就能彻底解决从一种语言到另一种语言的自动翻译问题。他们认为,只要制定了足够的翻译规则,通过大量规则的叠加就可以实现完美的自动翻译。
自然语言处理(NLP)并不遥不可及。NLP是指自动化处理自然语言的技术,尽管其概念本身很有趣,但它的真正价值在于其在各个行业的广泛应用。NLP可以帮助用户完成多种任务,而且应用领域还在不断扩大。以下是几个具体的应用实例:
医学临床:NLP能够基于电子健康记录和患者的语音来识别和预测疾病。例如,Amazon Comprehend Medical利用NLP技术从患者病例记录、临床试验报告等资料中提取疾病信息,提供准确的药物和治疗效果信息。
社交媒体与市场整合营销:企业可以通过NLP技术分析社交媒体上的信息,了解客户对产品或服务的看法。这种情感分析能够为企业提供大量关于客户选择及其购买决策的信息。
信息搜索:IBM发明了一种认知助手,它能够通过了解用户的全部信息,像个性化搜索引擎一样工作,帮助用户回忆起名字、歌曲或其他遗忘的内容。
企业邮件处理:Yahoo和Google等公司使用NLP技术对邮件进行过滤和分类,防止垃圾邮件进入用户的收件箱。
传媒新闻业:为了帮助识别虚假新闻,麻省理工学院的NLP小组开发了一种新系统,用于判断消息来源是否可信,从而帮助公众辨别真假新闻。
移动设备:亚马逊的Alexa和苹果的Siri等智能语音助手使用NLP技术来理解和响应用户的语音指令,如查找商店位置、播报天气预报、推荐最佳通勤路线或控制家居设备。
金融交易:NLP技术被用于跟踪新闻报道和市场评论,帮助金融交易员做出更有利的投资决策。这种技术可以捕捉到市场的动态变化,从而获得更高的收益。
人力资源:NLP也被用于人才招聘过程中的筛选和评估,帮助企业识别潜在员工的技能。
法律行业:借助IBM Watson NLP技术,LegalMation开发了一个平台,能够自动执行常规的法律任务,帮助律师节省时间和成本,集中精力处理更复杂的案件。
医疗保健:NLP技术在医疗保健行业中也有广泛应用,特别是在电子病历的使用日益普及的情况下。这项技术有助于改善护理质量、提高疾病诊断的准确性并降低成本。
NLP技术的任务通常涉及将语言分解为较短的基本部分,理解这些部分之间的关系,并探索它们如何共同创造意义。这些基础任务通常用于更高级别的NLP功能,如内容分类、信息发现与建模、情感分析、语音到文本和文本到语音的转换等。
目前,NLP技术的研究和开发主要由全球各大高校承担。以下是一些顶级大学的研究项目:
斯坦福大学:该大学专注于深度学习在自然语言处理中的应用,涵盖了现代神经网络算法。学员将学习如何设计和实现复杂的深度学习模型,用于问题回答、机器翻译和其他语言理解任务。
哥伦比亚大学:该大学的NLP研究团队由七名高级研究员组成,他们在多个项目中担任首席研究员,并为研究生提供指导。研究领域包括音韵学、形态学、语法和解析、词义歧义、对话处理、多模态文本生成等。
哈佛大学:哈佛大学的研究团队重点关注文本摘要、神经机器翻译、可视化递归神经网络等技术,并提供了开源项目,以促进学术交流。
德克萨斯大学奥斯汀分校:该大学侧重于使用统计方法和深度学习的现代自然语言处理技术。研究领域包括句法和语义分析、情感分析、问题回答和机器翻译等。
加州大学伯克利分校:该大学开设了关于深度学习和自然语言处理的课程,涵盖了语言现象及其通过机器学习进行分析的各种概念。
哈佛大学:该课程主要教授流行的文本挖掘方法,适合希望在定性研究中加入定量分析的学者。
这些大学的研究项目为NLP技术的发展奠定了坚实的基础,并推动了该领域的持续创新。