译自英文

SHRDLU是特里·温诺格拉德于1968至1970年间在麻省理工学院开发的一个早期自然语言理解程序,它允许用户通过英语命令与虚拟积木世界进行交互。该程序展示了上下文感知的解析与推理能力,对后续的人工智能研究产生了影响。

SHRDLU是一个早期的自然语言理解计算机程序,由Terry Winograd于1968年至1970年在MIT开发。它允许用户用英语与计算机对话,在一个简化的“积木世界”(一个包含积木、锥体和球的虚拟盒子)中操作对象。该程序结合了语言解析、记忆和基础物理来模拟理解,并使用Micro Planner和Lisp编写,运行在DEC PDP-6计算机上,配有DEC图形终端。后来在犹他大学的补充增加了世界的完整3D渲染。其名称源自ETAOIN SHRDLU,即Linotype机器上按英语使用频率排序的字母排列。

功能

SHRDLU的核心是一个语言解析器,处理用户关于积木世界的指令和查询。世界被刻意简化,词汇量约为50个单词:如“block”和“cone”等名词,“place on”和“move to”等动词,以及“big”和“blue”等形容词。这种简单性使程序能够可靠地解析句子并执行操作。

其关键特性是记忆,它提供了上下文。用户可以引用之前提到的对象,而无需重复完整描述。例如,在“把绿色锥体放在红色积木上”之后,后续的“把锥体拿下来”会正确识别出绿色锥体。SHRDLU还能回答关于其历史的问题,如“你在锥体之前拿起过什么吗?”

程序包含关于世界物理的基本规则,使其能够推理可能性。它可以推断积木可以堆叠,但锥体不能,基于其经验。这使它能够回答“金字塔能支撑金字塔吗?”这样的问题,答案是“我不知道”,或“堆起两个金字塔”时回答“我不能”。

SHRDLU还允许用户定义新术语。例如,可以说“尖塔是一个包含两个绿色立方体和一个金字塔的堆叠”,SHRDLU随后会理解并回答关于尖塔的问题,甚至按请求构建新的尖塔。

一个典型会话(如Winograd的工作中所述)展示了程序处理复杂指令、解析代词指代并解释其行为。例如,当被问“你为什么要清空那个立方体?”时,它回答“为了把它放在一个大的绿色立方体上”,展示了推理链。

影响

SHRDLU被认为是人工智能(AI)研究中的一个里程碑式成功,展示了自然语言理解的潜力。其表现让AI研究人员感到乐观,他们认为扩展此类系统可以实现通用智能。然而,当后来的系统面临现实世界的歧义和复杂性时,这种乐观情绪消退,而SHRDLU的控制环境避免了这些问题。

该程序影响了后续在Artificial intelligenceNatural language processing领域的工作,尽管它没有直接导致现代方法如Machine learningLarge language model。Winograd在MIT CSAIL(当时的MIT AI实验室)的工作为该领域的基础概念做出了贡献,包括上下文和世界知识在语言理解中的重要性。

技术细节

SHRDLU运行在DEC PDP-6计算机上,这是当时的大型机,并使用DEC图形终端进行显示。软件用Micro Planner(一种规划语言)和Lisp(一种在AI研究中流行的编程语言)编写。程序的架构集成了句法解析器、语义解释和操作积木世界的问题解决组件。

积木世界本身是一个模拟环境,包含积木、金字塔和球等对象,放置在桌子或盒子中。程序跟踪对象的位置、大小、颜色和关系,使其能够回答空间查询并执行操作命令。

遗产

SHRDLU仍然是早期AI的经典例子,常在教科书和历史记录中被引用。其对上下文敏感对话和规划的演示在当时是超前的,尽管其局限性也具有启发性。程序依赖手工规则和受限领域,与后来的数据驱动方法如Deep learningNeural network形成鲜明对比。

Winograd后来转到斯坦福大学,继续研究人机交互。SHRDLU这个名称本身成为趣闻,源自Linotype机器的键序,有时在计算领域用作术语。

尽管年代久远,SHRDLU的原则,,如利用记忆提供上下文和推理物理约束,,仍与现代AI系统相关,尽管现在实现方式不同。程序的成功和随后乐观情绪的消退,凸显了实现稳健语言理解的挑战,这一目标至今仍被研究人员追求。

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