使用四值逻辑的定制交互式语言学习系统技术方案

一种定制的交互式语言学习系统通过交互式形象和故事向用户教授个性化的词汇单词集合。通过具有对象和关系的语义网络和神经网络中的概率规则来对交互进行建模。对话和叙述是使用实现四值逻辑系统的短语改写规则和神经网络基于交互式故事模型的状态而动态生成的，在该四值逻辑系统中，对象和关系的真值在单个存储器阵列中被编码为真、假、已定义和未定义。已定义和未定义。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用四值逻辑的定制交互式语言学习系统


[0001]本公开涉及语言指导领域，特别涉及一种用于通过用黑板架构建模的交互式故事向学生教授新词汇单词以获取主语言和次语言的系统，该黑板架构结合用四值逻辑系统实现的神经网络实现语义网络。

技术介绍

[0002]语言学习程序是用于教授学生新词汇单词或者甚至全新语言的有价值的工具。然而，大多数现有的程序以相同的方式向每个学生教授相同的单词。例如，这样的教学程序通常从通用词汇单词的预定义列表中进行教学。当它们包括视听演示时，它们通常被预先录制或针对每个学生使用相同的脚本。
[0003]学生(尤其是幼儿)通常最好通过交互式场景进行学习。然而，许多现有程序要么是完全预定义的，要么对于学生来说存在有限的选项来与演示进行交互以询问问题或者获得关于他们正在看什么或听什么的更多信息。
[0004]此外，大多数系统没有将被教授的单词列表定制到每个学生的特定学术水平。这会限制学生对目标语言的理解。例如，仅从目标语言中的最常见单词的固定列表中进行教学可能导致学生不能理解更能代表该语言在实践中如何使用的较不常见的单词，这是因为语言的说话流利者并不将他们自己仅限于该语言中的最常见单词。
[0005]所需要的是一种这样的语言学习系统，其以优化学生学习的方式呈现交互式故事，交互式故事包括要学习的新单词。该系统应使用针对每个学生个性化的词汇表向学生呈现交互式对话。交互式故事应在语义网络和使用四值逻辑系统的神经网络中建模，所以当生成对话时或者当学生询问关于故事的问题时，系统可生成令人信服的答案。
附图说明
[0006]图1示出了语言学习系统的实施例。
[0007]图2示出了可将数据添加到语言学习系统的黑板、修改黑板上的数据和/或访问存储在黑板上的数据的知识源的非限制性示例。
[0008]图3示出了用于利用文本分析器生成词汇表的过程的非限制性示例。
[0009]图4示出了示出根据从随机分区函数创建的类构造的希普
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赫丹(Heap
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Herdan)定律的示图的非限制性示例。
[0010]图5A示出了用于四值逻辑系统中的否定运算的逻辑表。
[0011]图5B示出了用于四值逻辑系统中的合取运算的逻辑表。
[0012]图5C示出了用于四值逻辑系统中的析取运算的逻辑表。
[0013]图6A示出了语义网络中的3元素数据三元组。
[0014]图6B示出了语义网络中的2元素数据三元组。
[0015]图7示出了使用单个存储器阵列对与特定对象或关系相关联的多个真值进行编码的示例。
[0016]图8示出了短语改写规则的模型。
[0017]图9示出了基于特定变元来评估短语改写规则的左手侧以确定是否应当应用短语改写规则的方法。
[0018]图10示出了可用于基于输入变元三元组生成目标语言语句的短语改写规则列表的示例性实施例。
[0019]图11示出了各种示例性短语改写规则的右手侧上的单元之间的特征分配的示例。
[0020]图12示出了用于利用语言学习系统对交互式故事的状态进行建模的过程。
[0021]图13示出了来自古斯塔夫
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赫丹(Gustav Herdan)的“语言作为选择或机会的高级理论(The Advanced Theory Of Language As Choice Or Chance)”第324页的词汇比率C的非限制性示例，其中随机分区函数被设置为五。
具体实施方式
[0022]图1示出了语言学习系统100的实施例。语言学习系统100可通过能够向用户教授词汇单词的音频和/或视觉内容来向用户呈现动态生成的交互式故事。
[0023]语言学习系统100可包括一个或更多个输入组件102、一个或更多个输出组件104和处理系统，处理系统包括黑板106、控制模块108、音频处理器110、图形处理器112以及一个或更多个知识源114。黑板106可以是可由语言学习系统100的其他组件访问的数据库或其他中央存储器位置。
[0024]输入组件102可以是用户能够通过其将数据输入到黑板106中的部件，诸如相机、麦克风、触摸屏、键盘、鼠标或者用于将图像、音频或其他数据输入到黑板106中的任何其他部件。作为非限制性示例，语言学习系统100可包括能够在用户与语言学习系统100交互时拍摄用户的图像和/或视频的相机，和/或能够记录用户所说的单词的音频的麦克风。
[0025]输出组件104可以是用户能够通过其感知由语言学习系统100生成的图像和/或音频的部件，诸如视觉显示器和扬声器。在一些实施例中，用于所生成的图像的输出组件104可以是投影仪，诸如二维或立体3D投影仪。在其他实施例中，用于所生成的图像的输出组件104可以是全息显示器、3D电视或监视器、2D电视或监视器、增强和/或虚拟现实头戴式设备或者任何其他类型的显示器或到外部显示器的连接。
[0026]在一些实施例中，可通过输出组件104来呈现视觉内容，输出组件104使视觉内容对用户呈现沉浸式，这可增加用户参与交互式故事的机会，因此更好地学习被教授的语言。在一些实施例中，沉浸式视觉内容可通过虚拟现实头戴式设备或其他头戴式显示器来呈现，而在其他实施例中，全息显示器、3D电视或3D投影仪可向用户呈现沉浸式视觉内容。作为非限制性示例，一些虚拟现实头戴式设备有年龄限制或指引，因此在一些实施例中，语言学习系统可使用3D投影仪通过沉浸式视觉内容向幼儿呈现交互式故事。
[0027]在输出组件104是立体3D投影仪的实施例中，可为观看者的左眼投影一个图像，同时为观看者的右眼投影另一个图像。观看者可佩戴相应的3D眼镜，例如立体影片3D眼镜、偏光3D眼镜或快门式3D眼镜。3D眼镜可阻挡或过滤光，使得观看者的左眼看到投影的左眼图像并且观看者的右眼看到投影的右眼图像。当左眼图像和右眼图像从按照人眼之间的距离间隔开的不同视点描绘同一场景时，观看者可三维地感知该场景。
[0028]黑板106可以是语言学习系统100的其他组件可访问的中央存储器位置，使得其他
组件可向黑板106添加数据、访问存储在黑板106上的数据和/或修改存储在黑板106上的数据。如下面将进一步讨论的，黑板106可存储表示语义网络116和/或神经网络119和/或短语改写规则120的数据，以使用四值逻辑系统118来分析数据或对数据进行建模。作为非限制性示例，语义网络116和/或神经网络119和/或短语改写规则120可对由语言学习系统100呈现的交互式故事的状态进行建模，其中使用四值逻辑系统118使交互式故事的状态随时间改变。
[0029]控制模块108可包括链接到黑板106的一个或更多个中央处理器(CPU)或其他处理器。如下面将进一步讨论的，控制模块108可对存储在黑板106中的数据执行操作，和/或激活其他组件以执行这样的操作或帮助黑板106。
[0030]一个或更多个音频处理器110可链接到黑板106。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种语言教授处理方法，包括：使用具有一个对象和一个关系、两个对象和一个关系或者一个对象和两个关系的三元组来对用于动态的、交互式故事生成的交互式形象进行语义网络和神经网络进行建模，其中，使用四值逻辑系统来表达与真值相关联的对象、关系和三元组，所述四值逻辑系统使用单个存储器阵列来对真值、假值、已定义值和未定义值进行编码；定义接受输入三元组作为变元的一组短语改写规则；在以下情况下，将特定的短语改写规则应用于特定的变元：在所述变元中将通过所述短语改写规则预期为真的元素设定为真，在所述变元中将通过所述短语改写规则预期为假的元素设定为假，以及在所述变元中将通过所述短语改写规则预期为量化的元素设定为已定义；当应用所述短语改写规则时，将来自所述特定的短语改写规则的右手侧的语法单元替换为左手侧，将其变元的元素继承到右手侧的语法单元，并将继承的变元的特征从指定的语法单元分配到右手侧的其他语法单元；通过从词汇表中选择单词以表达通过应用的短语改写规则或使用神经网络生成的语法单元，来生成目标语言的语句；以及将所述语句可听地和/或可视地呈现给用户。2.根据权利要求1所述的语言教授处理方法，还包括经由3D投影仪显示表示所述交互式故事的状态的视觉内容。3.根据权利要求1所述的语言教授处理方法，还包括通过概率规则和用户交互，随时间更新所述语义网络和神经网络中的所述对象和/或关系的状态。4.根据权利要求1所述的语言教授处理方法，其中，使用单个存储器阵列对与每个对象和/或关系相关联的真值进行编码，其中使用所述单个存储器阵列的两个比特位置的值指示编码的真值、编码的假值、编码的已定义值或编码的未定义值。5.根据权利要求4所述的语言教授处理方法，其中，在与所述变元的元素相关联的存储器阵列中编码的真值和变量的条件测试和量化检查中，在常数O(C)时间中确定是否要应用短语改写规则，或者如果忽略计算机字大小，则简单地在时间O(1)中确定是否要应用短语改写规则。6.根据权利要求1所述的语言教授处理方法，还包括：使用古德
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图灵重复率、词汇比率C和随机分区，基于一个或更多个源文本来生成词汇图，以用于用户引导的文本选择；将所述词汇图细分为目标比率线；基于所述目标比率线中的单词，将新单词添加到所述词汇表；以及基于所修改的词汇表的语法形式和概率来定义或修改所述一组短语改写规则。7.根据权利要求1所述的语言教授处理方法，还包括：接收由麦克风捕获的用户的语音记录；根据马尔可夫模型或神经网络识别所记录的用户输入中的所说单词；确定所述交互式故事的与所识别的所说单词相关的状态；利用所述短语改写规则和神经网络生成对所述所说单词的响应；以及向用户呈现所述响应。
8.根据权利要求7所述的语言教授处理方法，还包括：显示表示所述交互式故事的状态的视觉内容；接收由相机捕获的用户的图像；识别用户在所述图像中执行的手势；确定由用户的手势指向的所述视觉内容的指定区域，并且使用所述指定区域处的视觉内容来确定当生成对所述所说单词的响应时用户所说单词在所述语义网络中指代的对象。9.一种语言学习系统，包括：黑板存储器区域，用于中央控制和命令，所述黑板存储器区域存储数据，所述数据表示：四值逻辑系统，允许真值、假值、已定义值和未定义值；语义网络，对四值命题逻辑进行编码；神经网络，对四值命题逻辑进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰，
申请(专利权)人：罗杰，
类型：发明
国别省市：