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Interactive Machine Learning for Compositional Models of Natural Language

Descrizione del progetto

Aiutare i computer a comprendere il linguaggio umano

La comprensione del linguaggio naturale (Natural language understanding, NLU) è una branca dell’intelligenza artificiale (IA) che utilizza un software informatico per comprendere gli input in forma di frasi in formato scritto o parlato. Pensate a Siri che risponde a una domanda sul traffico della mattina o ad Alexa a cui avete chiesto le previsioni del tempo per la vostra città. In altre parole, l’NLU assimila un testo umano, lo traduce in linguaggio informatico e produce un output in linguaggio umano. Le applicazioni NLU hanno esigenze informative uniche che richiedono grandi raccolte di dati annotati per raggiungere buoni risultati. Il progetto INTERACT, finanziato dall’UE, svilupperà nuovi algoritmi di apprendimento interattivo (ILA), motivati da applicazioni in NLU. Unirà l’apprendimento della rappresentazione e l’apprendimento attivo dei modelli compositivi dello stato latente (compositional latent-state models, CLSM), poiché il linguaggio naturale è ricco, complesso e compositivo.

Obiettivo

INTERACT will develop new Interactive Learning Algorithms (ILA), motivated by applications in Natural Language Understanding (NLU). The main assumptions behind supervised approaches are unrealistic because most NLU applications have unique information needs, and large collections of annotated data are necessary to achieve good performance. INTERACT follows a collaborative machine learning paradigm that breaks the distinction between annotation and training. We focus on compositional latent-state models (CLSMs) because natural language is rich, complex and compositional. To reduce the amount of human feedback necessary for learning CLSMs we must eliminate annotation redundancy. We argue that to achieve this in the context of CLSMs we must combine: (1) An optimal human feedback strategy, with (2) inducing a latent structure of parts in the compositional domain. Annotation effort will be minimized because the method will only request representative feedback from each latent class. INTERACT marries representation learning (i.e. of parts) and active learning for CLSMs.

Our approach goes beyond classical active learning where the ILA asks labels for samples chosen from a pool of unlabeled data. We empower the ILA with the ability to ask for labels for any complete or partial structure in the domain, i.e. the ILA will be able to generate samples.

We work under the framework of spectral learning of weighted automata and grammars and use ideas from query learning. A key idea is reducing the problem of interactive learning of CLSMs to a form of interactive low-rank matrix completion. Our concrete goals are: (1) Develop ILAs for CLSMs based on spectral learning techniques; and (2) Investigate optimal strategies to leverage human feedback, taking into account what is optimal for the ILA and what is easy for the teacher.

We will experiment with NLU tasks of increasing complexity, from sequence and tree classification to parsing problems where the outputs are trees.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

ERC-STG - Starting Grant

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2019-STG

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Istituzione ospitante

UNIVERSITAT POLITECNICA DE CATALUNYA
Contributo netto dell'UE
€ 1 499 375,00
Indirizzo
CALLE JORDI GIRONA 31
08034 BARCELONA
Spagna
Regione
Este Cataluña Barcelona
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 499 375,00

Beneficiari (1)