自然语言理解讲义第三讲汇总78页PPT

自然语言理解所需的相关知识 语音知识：词如何与语音相关以及如何实现语音。 词法知识：词的构成方法，词的不同形式对句法和语义的影响。 句法知识：词如何排列成句。 语义知识：词的意义是什么，词义如何组合成句子的意义。这 里所讲的语义是上下文无关的。 语用知识：句子如何运用于不同的场合，以及在不同场合的运 用对句子解释的影响。 篇章知识：刚分析的句子如何影响下一句的解释(分析)。这对 名词、代词的处理非常重要。 世界(环境)知识：语言使用者为理解篇章(或维持对话)所必须 具有的关于世界(或环境)与世界结构的一般知识。通常，一个 语言使用者必须知道其他使用者的信念和目标。
I saw a woman in a car with a red telescope. (a red telescope修饰saw或woman)
发现敌人的哨兵、修理自行车的师傅、修理自行车的轮胎
语言分析的不同层次(5)
语用的选择作用：同一意义，可以用多种句法形
式来表达。言语者根据要达到的语言交际效果选择所 需的句法形式，这种选择就是语用。 句子的语用成分选择
基本研究方法(2)
理性主义与经验主义方法的哲学分野之二：研 究对象的差异
理性主义方法：研究人的语言知识结构(语言能 力，language competence)，实际的语言数 据(语言行为，language performance)只提 供了这种内在知识的间接证据。
经验主义方法：直接研究这些实际的语言数据。
马文才害死了梁山伯 梁山伯被马文才害死了 A *B ，欺骗了祝英台。 句子的省略、指代和照应 张三i把他j出卖了。 张三i把他i,j的朋友出卖了。
基本研究方法(1)
目前自然语言处理与自然语言理解的研究从大的角度可分为两类 方法：理性主义与经验主义方法，下面对这两种方法作一些介绍 和对比分析。

《大自然的语言》ppt课件
汇报人：某某 2023-12-26
目录
CONTENTS
• 课程介绍与目标 • 大自然中的声音 • 大自然中的色彩 • 大自然中的形态 • 大自然中的气息 • 人类与大自然的互动 • 课程总结与展望
01
CHAPTER
课程介绍与目标
课程背景与意义
01
自然科学教育的重要性
自然科学教育是培养学生科学素养和创新精神的重要途径，有助于学生
植物生长声
植物生长过程中会发出微弱的声音 ，这种声音虽然难以被人类直接听 到，但却是大自然中不可或缺的一 部分。
自然界的其他声音
风雨雷电声
风声、雨声、雷声等天气现象发 出的声音，这些声音有时激昂、 有时轻柔，给大自然增添了丰富
的音响效果。
水流声
溪流、瀑布等水流发出的声音， 这些声音让人感到宁静而放松， 也是大自然中治愈心灵的声音之
一。
地壳运动声
地震、火山喷发等地壳运动发出 的声音，这些声音虽然不常见且 带有一定的危险性，但也是大自
然力量的一种展现。
03
CHAPTER
大自然中的色彩
四季的色彩变化
春季
以绿色为主，代表新生 和希望，展现万物复苏
的景象。
夏季
色彩鲜艳，以红色、黄 色等暖色调为主，代表
热情和活力。
秋季
以黄色、橙色等暖色调 为主，代表丰收和成熟 ，展现落叶纷飞的景象
更好地理解和应对自然环境和人类活动对地球生态系统的影响。
02 03
大自然的语言的内涵
大自然的语言是指自然界中各种生物和非生物所传递的信息，包括声音 、形态、色彩、气味等多种方式，人类可以通过观察和解读这些信息来 更好地了解自然。

• 从20世纪50年代开始到20世纪60年代前半期，机 器翻译研究呈不断上升的趋势。
• 这个时期机器翻译虽然刚刚处于开创阶段，但已 经进入了乐观的繁荣期。
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5
受挫期（1964-1975）
• 1964年，为了对机器翻译的研究进展作出评价，美国 科学院成立了语言自动处理咨询委员会(Automatic Language Processing Advisory Committee，简称ALPAC 委员会)，开始了为期两年的综合调查分析和测试。
• 1966年11月，该委员会公布了一个题为《语言与机器》 的报告（简称ALPAC报告） ，该报告全面否定了机器 翻译的可行性，并建议停止对机器翻译项目的资金支 持。这一报告的发表给了正在蓬勃发展的机器翻译当 头一棒，机器翻译研究陷入了近乎停滞的僵局。无独 有偶，在此期间，中国爆发了“十年文革” ，基本上 这些研究也停滞了。机器翻译步入萧条期。
多知识源信息综合中对不知信息的处理。 来自互 联网
• By knowing the names of the group and what they worked on, people on the periphery may connect to ask questions and gain valuable insight into this largely untapped knowledge source.
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1
自然语言处理
• 是计算机科学领域与人工智能领域中的一个重要方向。
• 它研究能实现人与计算机之间用自然语言进行有效通 信的各种理论和方法。
• 自然语言处理是一门融语言学、计算机科学、数学于 一体的科学。
• 这一领域的研究将涉及自然语言，即人们日常使用的 语言，所以它与语言学的研究有着密切的联系，但又 有重要的区别。

• Perhaps I could learn to get along with my mother. （也许我可以学会如何和 我母亲相处。）
• My mother takes care of me.（我母亲照顾我。）
• My father.（我父亲。） • You are like my father in
层次。
例如：
She read me a story 和 A story was read to me
的表层结构不一样，但它们的深层结构则是一样的。再如，主动句和被动句
也只是表层结构不同，其深层结构则是相同的。
在变换文法中，句子深层结构和表层结构之间的变换是通过变换规则实
现的。 句子
句子
名词短语1 动词短语
发展时期
• 20世纪60年代和70年代，对自然语言理解对话系 统的研究取得进展。
• 60年代：拉法勒（B.Raphael）在麻省理工学院完 成的信息检索系统SIR；韦森鲍姆在麻省理工学院 的ELIZA。
• 70年代：伍兹(Woods)的LUNAR系统、威诺甘德 (Winogand)的SHRDLU系统和香克(Schank)的 MARGIE系统等。
book
句法规则的表示方法——上下文无关法
上下文无关文法(Context-free Grammars)是乔姆斯基提出的一种对自 然语言语法知识进行形式化描述的方法。在这种文法中，语法知识是 用重写规则表示的。作为例子，下面给出了一个英语的很小的子集。
语句 → 句子 终标符
句子 → 名词短语 动词短语
动词短语 → 动词 名词短语
名词短语 → 冠词 名词
名词短语 → 专用名词
冠词 → the
名词 → professor

大自然语言在生态保护与可持续发展中的应用
生物多样性保护
通过解读大自然语言，了解生物多样 性的分布和动态变化，为生物多样性 保护提供科学依据。
生态系统恢复与重建
利用大自然语言指导生态系统恢复和 重建工作，提高生态系统的稳定性和 可持续性。
应对气候变化
大自然语言可以帮助我们预测和应对 气候变化，制定适应性管理策略。
仿生建筑
仿生建筑是模仿生物形态和结构的建筑设计理念，可以创 造出具有独特美感和实用性的建筑作品，如模仿蜂巢结构 的建筑可以具有良好的隔热和承重性能。
仿生材料
通过模仿生物体的形态和结构，可以研发出具有优异性能 的新型材料，如模仿贝壳结构的复合材料可以具有高强度 和轻量化的特点。
05 大自然的气味语言
大自然的语言种类
01
生物语言
动植物通过声音、行为、化学信号等方式进行信息传递 和交流，如鸟鸣、虫鸣、动物求偶行为等。
03
02
非生物语言
自然界中的风、雨、雷、电等现象，以及地震、火山喷 发等自然灾害，都是大自然通过非生物语言传递信息的 方式。
人为语言
人类通过文字、图像、音频、视频等方式记录和传播自 然界的信息，成为大自然语言的一种扩展形式。
种子传播
吸引传粉昆虫
植物释放芳香气味吸引蜜蜂、蝴蝶等传粉昆 虫，促进繁殖。
某些植物的果实散发出诱人气味，吸引动物 食用并帮助传播种子。
02
01
植物间相互作用
植物通过地下根系释放化学物质传递信息， 实现植物间的相互合作或竞争。
04
03
气味语言在生态系统中的作用
A
维持生态平衡
气味语言在食物链中起到关键作用，帮助捕食 者和猎物之间保持平衡。

应用实践
大自然的语言研究可以为仿生学、 生物工程学等领域提供灵感和创新 思路。
02
大自然中的声音语言
动物声音交流方式昆Fra bibliotek的鸣叫昆虫通过翅膀振动、摩擦身体 部位等方式发出声音，用于吸 引配偶、警告同类或防御敌害。
鸟类的歌唱
鸟类通过歌唱来标记领地、吸 引伴侣或驱赶竞争者，不同种 类的鸟类有着独特的歌声和旋 律。
其他植物建立合作关系。
化学语言在生物防御与攻击中的应用
生物毒素
许多生物能分泌毒素来防御捕食者或攻击敌人，如毒蛇的毒液、 毒蕈的毒素等。
化学伪装
一些生物能释放特殊化学物质来掩盖自己的气味，从而躲避捕食 者的追踪。
化学武器
某些生物能通过喷射化学物质来攻击敌人或捕食者，如喷火鱼喷 射的燃烧物质、放屁甲虫喷射的恶臭液体等。
科学研究
研究大自然的语言有助于揭示自然界的奥秘，为生物 学、生态学等学科提供重要依据。
研究大自然语言的目的
80%
理解自然
通过研究大自然的语言，人类可以 更深入地理解自然界的运行规律和 生物间的相互关系。
100%
保护生态
了解大自然的语言有助于制定更有 效的生态保护措施，促进人与自然 的和谐共生。
80%
应对气候变化
借助大自然语言的研究成果，预测和应对气候变 化对自然生态系统的影响，提出适应性管理策略。
THANK YOU
感谢聆听
求偶信号
雄性动物常通过鲜艳的色彩或独特 的体色吸引雌性，展示自身的健康 与繁殖能力，如孔雀开屏时的多彩 羽毛。
植物色彩吸引传粉者
01
02
03
花色吸引
植物通过花朵的鲜艳色彩 吸引昆虫等传粉者，促进 花粉传播和受精过程，如 蝴蝶兰的美丽紫色花朵。

依存关系
词语之间的依赖关系，包括主谓关系、 动宾关系等。
语义分析
语义分析
理解句子所表达的实际意义，涉 及词义消歧、句义理解等方面。
词义消歧
确定多义词在具体语境中的意义。
句义理解
理解整个句子的意义，涉及句子的 主旨、意图等。
语境理解
语境理解
结合上下文信息，理解当前词语 或句子的意义。
上下文信息
当前词语或句子之前的文本信息， 用于推断当前词语或句子的意义。
自然语言理解的重要性
提高人机交互的效率和体验
自然语言理解技术使得人机交互更加自然、便捷，提高了用户体 验。
推动人工智能技术的进步
自然语言理解技术的发展对于人工智能技术的进步具有重要意义， 是人工智能技术发展的重要方向之一。
促进跨语言交流
自然语言理解技术可以帮助不同语言和文化背景的人们进行交流， 促进跨文化交流和理解。
语境效应
上下文信息对当前词语或句子意 义的改变效果。
04 自然语言理解的技术挑战 与解决方案
数据稀疏性问题
总结词
数据稀疏性是指训练数据不足或数据分布不均匀，导致模型难以学习到有用的特征和模式 。
详细描述
在自然语言处理任务中，数据稀疏性是一个常见问题。由于语言本身的复杂性和多样性， 很难收集到足够丰富和多样的训练数据。此外，不同领域和场景的数据分布也可能存在很 大差异，导致模型在某些情况下表现不佳。
语境理解问题
总结词
语境理解问题是指模型需要理解句子或段落之间的逻辑关系和语义联系，以推断出正确的意义。
详细描述
在自然语言处理中，语境理解是非常重要的。一个词或句子的含义往往需要结合上下文才能确定。例如，“他是一名 医生”这句话在不同的语境下可能有不同的含义，可能是指他是医生这个职业，也可能是指他正在扮演医生的角色。

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15
语料库 （Corpus-Based）的机译系统
• 不同于基于规则的机译系统由词典和语法规则库 构成翻译知识库，基于语料库的机译系统是以语 料的应用为核心，由经过划分并具有标注的语料 库构成知识库。
• 基于统计（Statistics-based）的方法
• 基于实例（Example-based）的方法
自然语言（ natural
language）
• 自然语言通常是指一种自然地随文化演化的语言， 是人类交流和思维的主要工具。
• 英语、汉语、日语为自然语言的例子，而世界语 则为人造语言，即是一种由人蓄意为某些特定目 的而创造的语言。
• 不过，有时所有人类使用的语言（包括上述自然 地随文化演化的语言，以及人造语言）都会被视 为“自然”语言，以相对于如编程语言等为计算机 而设的“人造”语言。这一种用法可见于自然语言 处理一词中。
• 从20世纪50年代开始到20世纪60年代前半期，机 器翻译研究呈不断上升的趋势。
• 这个时期机器翻译虽然刚刚处于开创阶段，但已 经进入了乐观的繁荣期。
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5
受挫期（1964-1975）
• 1964年，为了对机器翻译的研究进展作出评价，美国 科学院成立了语言自动处理咨询委员会(Automatic Language Processing Advisory Committee，简称ALPAC 委员会)，开始了为期两年的综合调查分析和测试。
通过数据挖掘技术将计算实例提炼出来，作为一种
知识源参与到设计优化过程中去，将CAE从设计验
证层次提升到设计驱动层次。
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20
标注 Lebal
• As it is quite time-consuming to label text documents on a large scale, a kind of text classification with a few labeled data is needed．Thus, semi—supervised text classification emerges and develops rapidly．Different from traditional classification, semi—supervised text classification only requires a small set of 1abeled data and a large set of unlabeled data to train a classifier．The small set of labeled data is used to initialize the classification model in most cases. Its rationality will affect the performance of the final classifier.

自然语言是科学探索的重要工具，科 学家们通过阅读、撰写和发表科学论 文和报告，来交流研究成果和思想。
数据分析与可视化
自然语言在数据分析中也有广泛应用 ，例如文本发掘和情感分析等，同时 还可以结合可视化技术，将数据以更 直观的方式呈现出来。
艺术创作
歌词创作
自然语言在歌词创作中发挥着重 要作用，通过文字的排列组合和 押韵等技能，可以创作出富有感 染力和美感的歌词。
将文化遗产传递给下一代。
04
自然语言应用领域
文学创作
诗歌、小说、散文等文学作品
自然语言是人类文学创作的重要工具，通过文字的排列组合，可以表达出丰富 的情感和思想。
文学批评与解读
自然语言在文学批评和解读中也发挥着重要作用，通过对文本的分析和解读， 可以深入理解作品的主题、风格和意义。
科学探索
科学论文与报告
智能评估
利用自然语言处理技术对学生的作业、考试等学习成果进行自动评 估和反馈，提高教学效率和质量。
智能答疑
通过自然语言处理技术实现智能答疑和辅导，帮助学生解决学习中 遇到的问题和困难。
自然语言在医疗领域应用
1 2
病历分析
利用自然语言处理技术对病历资料进行自动分析 和分类，提高医生诊断的准确性和效率。
05
自然语言研究方法
文献研究法
收集和分析关于自然语言的各种文献，包括学术论文、书籍、期刊等，以了解自然 语言研究的现状、历史和发展趋势。
通过查阅文献，可以深入研究自然语言的各种特征和规律，并对其做出公道的解释 和预测。
文献研究法是一种相对被动的研究方法，需要研究者具备较高的文献检索和阅读能 力。
语言习得
人类具有天生的语言习得能力，通 过与环境的互动和经验积累，逐渐 学会理解和使用语言。

❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
自然语言理解讲义
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
谢谢你的阅读