校園服務(wù)智能應(yīng)答機(jī)器人的研究與實(shí)現(xiàn)

陳鳳 朱峰

摘? 要：隨著智能終端和移動互聯(lián)的流行與發(fā)展，移動應(yīng)用深入人心。本文基于百度UNIT交互平臺，創(chuàng)建了具有本校特點(diǎn)的專用知識庫，并通過資源API獲取如成績、課表、消費(fèi)、打卡和站群內(nèi)容等動態(tài)信息，同時借助微信消息平臺實(shí)現(xiàn)了信息的搜索與推送，最終構(gòu)建了校園服務(wù)智能應(yīng)答機(jī)器人。智能應(yīng)答機(jī)器人為學(xué)校的師生員工提供各類校內(nèi)咨詢的智能應(yīng)答，成為校園服務(wù)的入口和代言，開創(chuàng)了校園在線參考咨詢的服務(wù)新模式。

關(guān)鍵詞：智能應(yīng)答機(jī)器人;百度UNIT;資源API;微信消息平臺;搜一搜 中圖分類號：TP242? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： As the intelligent terminals and mobile networks finding their ways into people's everyday life， mobile applications are becoming more and more popular. Based on Baidu UNIT （Understanding and Interaction Technology） interactive platform， this paper proposes to create a specialized knowledge base with characteristics of a university. Dynamic information including grades， class schedules， consumption， check-in and station content can be obtained by an API （Application Programming Interface） interface. With the help of WeChat messaging platform， information seeking such as search and push is realized. Finally， an intelligent response chatbot for campus services is built. The intelligent answering chatbot provides services for teachers， students and employees with intelligent answers to various in-school consultations. As entrance and endorsement of campus services， it creates a new service model for campus online consultation.

Keywords： intelligent response chatbot; Baidu UNIT; resource API; WeChat message platform; Sou Yi Sou

1? ?引言（Introduction）

隨著校園信息化建設(shè)的高速發(fā)展，高校的各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)積累了越來越多的數(shù)據(jù)。同時，高校招生數(shù)量的持續(xù)增長帶來的服務(wù)量的不斷增大與有限的服務(wù)資源形成了難以調(diào)和的矛盾。傳統(tǒng)人工服務(wù)的方式已經(jīng)無法滿足信息時代下校園內(nèi)師生的咨詢應(yīng)答服務(wù)。

本文將學(xué)校管理服務(wù)與移動終端和移動互聯(lián)相結(jié)合，在深入研究智能聊天機(jī)器人相關(guān)理論及技術(shù)的基礎(chǔ)上[1]，確定以百度UNIT平臺為藍(lán)本，利用學(xué)校現(xiàn)有的各類紙質(zhì)、電子類靜態(tài)資源形成具有本校特色的專用知識庫，通過資源API來獲取如成績、課表、消費(fèi)、打卡和站群內(nèi)容等動態(tài)信息，共同構(gòu)成了應(yīng)答知識庫;同時借助本校自研的微信消息平臺實(shí)現(xiàn)了信息的搜索、規(guī)范和推送，最終構(gòu)建了校園服務(wù)智能應(yīng)答機(jī)器人[2]，并實(shí)現(xiàn)了個性化的“搜一搜”功能。智能應(yīng)答機(jī)器人旨在完成對師生員工的各類校內(nèi)咨詢的智能應(yīng)答，使其成為校園日常服務(wù)的代言，深化數(shù)據(jù)內(nèi)在價值，輔助決策、管理，將信息服務(wù)由面向管理轉(zhuǎn)向面向師生的服務(wù)，從而進(jìn)一步提升服務(wù)的效率與能力。

2? ?技術(shù)思路及相關(guān)知識（Technical ideas and related knowledge）

2.1? ?背景

在大數(shù)據(jù)時代下，師生在校內(nèi)遇到的大多數(shù)問題都具有普遍性，并且存在類似和雷同的情況，諸如遺忘系統(tǒng)密碼、查詢信息（成績、消費(fèi)、課表、早鍛煉等）、繳付費(fèi)、遺失辦卡等等?，F(xiàn)有的咨詢服務(wù)大多采用傳統(tǒng)的電話、郵件、短信、QQ等一對一的人工交流方式，人工的應(yīng)答服務(wù)通常無法確保24小時在線，同時還耗費(fèi)了大量的時間、人力、物力和財力成本。并且對管理人員而言，長時間重復(fù)性回答容易產(chǎn)生疲憊感甚至厭煩感，從而導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量下滑，甚至?xí)砥渌呢?fù)面效果。另一方面，雖然高校通常都會建有紙質(zhì)、電子等文字形式的導(dǎo)向性說明或服務(wù)手冊，但這些手冊往往散落在各自的業(yè)務(wù)部門內(nèi)，并且一般都是長篇累牘，需要用戶主動去搜索，在大量雷同的內(nèi)容中篩選、判斷，最終才能獲得真正有用的信息，這對于本身就存有疑慮的師生來說根本無從下手。因此，面對信息時代下的海量數(shù)據(jù)，想要為校園用戶提供所需要的信息，顯然傳統(tǒng)的人工服務(wù)方式已不切實(shí)際。而讓機(jī)器替代人來完成語言分析工作，實(shí)現(xiàn)與師生的溝通，這種基于大數(shù)據(jù)的分析和語言處理相結(jié)合的方式，將實(shí)現(xiàn)以往人工服務(wù)無法達(dá)到的效果，此外還能發(fā)現(xiàn)學(xué)生群體的共性、師生心理傾向和個體特征等，從而有針對性地去擴(kuò)展服務(wù)領(lǐng)域，深化服務(wù)的效能。

2.2? ?技術(shù)思路

在交互界面上，根據(jù)師生過去校內(nèi)咨詢的常用渠道，考慮師生的使用習(xí)慣，并結(jié)合移動應(yīng)用的實(shí)際需求，校園服務(wù)機(jī)器人的界面以微信端的聊天對話為主要風(fēng)格;在知識庫上，綜合分析歷年積累的校內(nèi)咨詢記錄，從師生的主要關(guān)注點(diǎn)出發(fā)，收集匯總師生經(jīng)常咨詢的問題，結(jié)合各業(yè)務(wù)部門現(xiàn)有的各類電子或紙質(zhì)服務(wù)手冊、指南等信息資源，同時通過學(xué)校已有的站群平臺和校園卡、教務(wù)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)來動態(tài)地獲取資源，為構(gòu)建具有本校特色且具有很強(qiáng)針對性的自定義詞庫奠定基礎(chǔ);在用戶認(rèn)證上，由于結(jié)合我校的微信公眾號“理工微門戶”來使用，用戶不需要單獨(dú)注冊賬戶就可以進(jìn)行對話咨詢;在功能上，利用自我學(xué)習(xí)的功能，使用戶獲取的信息更簡便、詳盡和準(zhǔn)確;另外，咨詢應(yīng)答可以不受時間和空間的限制，用戶的體驗(yàn)感更佳。

2.3? ?對話機(jī)器人選型

對話機(jī)器人在本質(zhì)上是用來模擬人類對話或聊天的計算機(jī)程序，在技術(shù)層面，主要分成閑聊、問答和任務(wù)三種類型。我們通過對科大訊飛、騰訊、微軟和百度等多款對話機(jī)器人進(jìn)行深入的研究對比，最終選定以百度UNIT作為校園服務(wù)應(yīng)答機(jī)器人的藍(lán)本。主要出發(fā)點(diǎn)是UNIT搭載了領(lǐng)先的需求理解與對話管理技術(shù)，具有多年積累的自然語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)等核心能力，并且可以向開發(fā)者提供開放的自然語言理解與交互技術(shù)支持[3]。

百度理解與交互技術(shù)平臺（Understanding and Interaction Technology，UNIT）的整體框架包括兩個主要模塊：學(xué)習(xí)模塊、在線服務(wù)模塊。要建立人機(jī)交互的對話應(yīng)用過程，需要從學(xué)習(xí)模塊開始，通過定義場景、詞槽等，同時提供一定量的訓(xùn)練樣本，通過該模塊學(xué)習(xí)出自己的對話模型。隨后，推送到在線服務(wù)模塊中，由在線服務(wù)模塊來整體理解用戶的當(dāng)前需求和歷史狀態(tài)，從而完成意圖和詞槽的解析工作，最終生產(chǎn)出對用戶的回應(yīng)（應(yīng)答）。語言理解中的重點(diǎn)在于“意圖”和“詞槽”。除此之外，UNIT還提供了面向問答匹配的對話能力，用于滿足對用戶提供的問答資源進(jìn)行直接匹配檢索的需求。對于一個完整的對話系統(tǒng)，問答匹配不僅僅是理解，還需要交互能力的配合。

基于百度UNIT平臺的自然語言處理技術(shù)，我們從學(xué)校多年積累的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中獲取所需的數(shù)據(jù)，從而更好地完成訓(xùn)練模型、優(yōu)化應(yīng)答性能的任務(wù)，讓智能應(yīng)答機(jī)器人定制化的語言理解與交互功能越來越完善。

3? ?校園服務(wù)智能應(yīng)答機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)（Construction of intelligent chatbot for campus service）

3.1? ?校園服務(wù)智能應(yīng)答機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)

校園服務(wù)智能應(yīng)答機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu)主要由用戶交互界面、數(shù)據(jù)I/O控制、自然語言智能問答引擎及校內(nèi)資源知識庫所構(gòu)成[4]，如圖1所示。

用戶通過訪問公眾號“理工微門戶”與校園服務(wù)智能應(yīng)答機(jī)器人進(jìn)行對話，應(yīng)答機(jī)器人根據(jù)用戶的不同指令來提供相應(yīng)的服務(wù)[5]。

（1）用戶交互界面：主要完成與用戶的應(yīng)答交互，用戶在應(yīng)答機(jī)器人聊天對話框中輸入想要咨詢的話題或想要查詢的內(nèi)容。

（2）數(shù)據(jù)I/O控制：完成數(shù)據(jù)的接收和預(yù)處理，并過濾非法詞和停用詞，對用戶輸入的文本進(jìn)行分類并轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的處理引擎，等待智能應(yīng)答機(jī)器人獲取答案并返回給用戶。其中包括資源API模塊，主要用以完成校內(nèi)動態(tài)資源的獲取和傳輸。

（3）自然語言智能問答引擎：完成自然語言處理、指令識別、知識庫檢索和模型匹配等模塊，其中也包含了校內(nèi)個性化知識庫，主要用于支撐智能問答引擎獲取校內(nèi)的靜態(tài)知識。

由于普通用戶與管理員角色的不同，所對應(yīng)需要完成的功能也有所不同，用戶層主要涉及數(shù)據(jù)預(yù)處理、資源API、自然語言智能問答引擎、學(xué)習(xí)模型匹配及知識庫等模塊功能;管理員層主要涉及知識庫整理構(gòu)建、訓(xùn)練生成模型等模塊功能。

3.2? ?關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)現(xiàn)

百度UNIT平臺能夠完成智能應(yīng)答中的大部分工作，如中文分詞、索引建立、模型匹配和搜索推理等任務(wù)，但要實(shí)現(xiàn)校園服務(wù)的智能應(yīng)答，還需要完成以下幾個關(guān)鍵技術(shù)。

（1）個性化知識庫

將學(xué)校各個業(yè)務(wù)部門歷年來所積累的各類電子、紙質(zhì)資源及咨詢記錄等作為知識庫的資料來源，通過人工添加、導(dǎo)入的方式構(gòu)建知識庫的靜態(tài)資源，如圖2所示。

（2）資源API

設(shè)計資源API用以滿足師生對成績、課表、消費(fèi)、打卡以及站群搜索等動態(tài)資源的需求，成為另一種形式的知識庫[6]，如圖3所示。

（3）微信消息平臺

由于百度UNIT不支持圖文、網(wǎng)頁等形式，只支持單純的文字，故而面對應(yīng)答中的實(shí)際情況，即存在大量的圖文和網(wǎng)頁回復(fù)，為了規(guī)范應(yīng)對智能問答引擎的回復(fù)格式，通過微信消息平臺來對應(yīng)答的格式加以處理，滿足應(yīng)答和視覺美化的需求，完成傳遞規(guī)范消息的功能，如圖4所示。

（4）應(yīng)答過程

校園服務(wù)智能應(yīng)答機(jī)器人的應(yīng)答過程描述如下：

用戶打開微信公眾號“理工微門戶”的智能應(yīng)答機(jī)器人對話框，輸入想要咨詢的問題，由百度UNIT平臺對用戶的問題進(jìn)行接收并預(yù)處理，同時過濾非法文本，通過自然語言分析處理識別用戶的意圖，如進(jìn)行常規(guī)的對話或日常提問，則由知識庫檢索和模型匹配等來返回自由知識庫的回答，再通過數(shù)據(jù)輸出到用戶交互界面;若用戶需要查詢成績、課表、消費(fèi)、打卡等個性化的信息，則由資源API根據(jù)UNIT識別的用戶問題搜索晨練、教務(wù)、校園卡、站群等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，將所得答案返回給消息平臺，由消息平臺根據(jù)用戶信息等返回格式化后的數(shù)據(jù)，最終經(jīng)過數(shù)據(jù)輸出到用戶交互界面，獲取所需要的應(yīng)答內(nèi)容。

3.3? ?校園服務(wù)智能應(yīng)答機(jī)器人的主要功能

基于百度UNIT的校園服務(wù)應(yīng)答機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了與學(xué)校公眾號“理工微門戶”的整合，界面如圖5所示。

校園服務(wù)智能應(yīng)答機(jī)器人的主要功能如圖6所示。

（1）具有日常對話閑聊的功能，如天氣、心情等，對話內(nèi)容輕松詼諧。

（2）對校內(nèi)的各類日常事務(wù)給出解答，提供解決問題的流程方法，如網(wǎng)絡(luò)開通報修、校園卡掛失解綁、賬號開通、密碼找回等等。

（3）快速應(yīng)答校內(nèi)各類個性化查詢，如消費(fèi)、晨練打卡、成績、課表等。

（4）具有“搜一搜”功能，能夠通過資源API接口快速查詢業(yè)務(wù)系統(tǒng)及站群內(nèi)容等動態(tài)資源。

（5）具有自我學(xué)習(xí)的能力，將群體普遍關(guān)注較多的內(nèi)容優(yōu)先推送，能夠?qū)τ脩舻淖稍冃袨檎归_聯(lián)想，推送更準(zhǔn)確的答案，且能夠邊交互邊訓(xùn)練[7，8]。

校園服務(wù)應(yīng)答機(jī)器人自推出以來，累計答復(fù)用戶咨詢一百多萬條，受到了廣大師生的喜愛和歡迎。在工作、學(xué)習(xí)乃至生活中的事都可以問一問應(yīng)答機(jī)器人，不再出現(xiàn)不知道怎么辦、不知道找誰的問題，或者需要等到特定的時間才能咨詢和處理，真正成為校園服務(wù)小幫手。

4? ?結(jié)論（Conclusion）

將對話機(jī)器人應(yīng)用于校園服務(wù)本身便是一個全新的案例，輔助管理的同時更重要的是拓展了服務(wù)的領(lǐng)域和深度，在提高學(xué)校服務(wù)水平的基礎(chǔ)上，對學(xué)校教學(xué)、科研也能夠起到促進(jìn)作用，從而進(jìn)一步提升學(xué)校的辦學(xué)水平。

在今后的應(yīng)用實(shí)踐中，需要進(jìn)一步深挖校園服務(wù)機(jī)器人在用戶咨詢推薦引導(dǎo)、建立個性化用戶服務(wù)以及提供用戶心理趨向等方面的功能。另外，將在如何快速準(zhǔn)確地獲取知識，如何更好地展現(xiàn)圖文、網(wǎng)頁等消息以增強(qiáng)其知識表達(dá)能力等方面加以研究。

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作者簡介：

陳? ?鳳（1980-），女，碩士，高級工程師.研究領(lǐng)域：數(shù)據(jù)倉庫，人工智能.

朱? ?峰（1985-），男，本科，工程師.研究領(lǐng)域：大數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)挖掘.