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使用Python AIML搭建聊天機器人的方法示例

發布時間:2020-08-25 21:23:03 來源:腳本之家 閱讀:170 作者:標點符 欄目:開發技術

AIML全名為Artificial Intelligence Markup Language(人工智能標記語言),是一種創建自然語言軟件代理的XML語言,是由RichardS. Wallace 博士和Alicebot開源軟件組織于1995-2000年間發明創造的。AIML是一種為了匹配模式和確定響應而進行規則定義的 XML 格式。

AIML的設計目標如下:

  1. AIML應當為大眾所易學易會。
  2. AIML應當使最小的概念得以編碼使之基于L.I.C.E支持一種刺激-響應學科系統組件。
  3. AIML應當兼容XML。
  4. 書寫AIML可處理程序文件應當簡單便捷。
  5. AIML對象應當對人而言具有良好的可讀性和清晰度。
  6. AIML的設計應當正式而簡潔。
  7. AIML應當包含對其他語言的依附性。

關于AIML詳細的初級讀物,可翻閱Alice Bot's AIML Primer。你同樣可以在AIML Wikipedia page了解更多 AIML 的內容以及它能夠做什么。借助 Python 的 AIML 包,我們很容易實現人工智能聊天機器人。

1、安裝Python aiml庫

pip install aiml

2、獲取alice資源

Python aiml安裝完成后在Python安裝目錄下的 Lib/site-packages/aiml下會有alice子目錄,這個是系統自帶的一個簡單的語料庫。

3、Python下加載alice

取得alice資源之后就可以直接利用Python aiml庫加載alice brain了。

# -*- coding: utf-8 -*-
import aiml
import sys
import os
 
 
def get_module_dir(name):
  path = getattr(sys.modules[name], '__file__', None)
  if not path:
    raise AttributeError('module %s has not attribute __file__' % name)
  return os.path.dirname(os.path.abspath(path))
 
 
alice_path = get_module_dir('aiml') + '/alice'
#切換到語料庫所在工作目錄
os.chdir(alice_path)
 
alice = aiml.Kernel()
alice.learn("startup.xml")
alice.respond('LOAD ALICE')
 
while True:
print alice.respond(raw_input("Enter your message >> "))

上述流程非常的簡單,接下來我們要自己從0開始創建自己的機器人。

創建標準啟動文件

標準的做法是,創建一個名為std-startup.xml的啟動文件,作為加載AIML文件的主入口點。在這個例子中,我們將創建一個基礎的文件,它匹配一個模式,并且返回一個相應。我們想要匹配模式load aiml b,然后讓它加載我們的aiml大腦作為響應。我們將在一步內創建basic_chat.aiml文件。

<aiml version="1.0.1" encoding="UTF-8">
  <!-- std-startup.xml -->
 
  <!-- Category是一個自動的AIML單元 -->
  <category>
 
    <!-- Pattern用來匹配用戶輸入 -->
    <!-- 如果用戶輸入 "LOAD AIML B" -->
    <pattern>LOAD AIML B</pattern>
 
    <!-- Template是模式的響應 -->
    <!-- 這里學習一個aiml文件 -->
    <template>
      <learn>basic_chat.aiml</learn>
      <!-- 你可以在這里添加更多的aiml文件 -->
      <!--<learn>more_aiml.aiml</learn>-->
    </template>
 
  </category>
 
</aiml>

創建一個AIML文件

在上面,我們創建的AIML文件只能處理一個模式:load aiml b。當我們向機器人輸入那個命令時,它將會嘗試加載basic_chat.aiml。除非我們真的創建了它,否則無效。下面是你可以寫進basic_chat.aiml的內容。我們將匹配兩個基本的模式和響應。

<aiml version="1.0.1" encoding="UTF-8">
<!-- basic_chat.aiml -->
<aiml>
 
  <category>
    <pattern>HELLO</pattern>
    <template>
      Well, hello!
    </template>
  </category>
 
  <category>
    <pattern>WHAT ARE YOU</pattern>
    <template>
      I'm a bot, silly!
    </template>
  </category>
 
</aiml>

隨機響應

你也可以像下面這樣添加隨機響應。它將在接受到一個以”One time I”開頭的消息的時候隨機響應。*是一個匹配任何東西的通配符。

  <category>
    <pattern>ONE TIME I *</pattern>
    <template>
      <random>
        <li>Go on.</li>
        <li>How old are you?</li>
        <li>Be more specific.</li>
        <li>I did not know that.</li>
        <li>Are you telling the truth?</li>
        <li>I don't know what that means.</li>
        <li>Try to tell me that another way.</li>
        <li>Are you talking about an animal, vegetable or mineral?</li>
        <li>What is it?</li>
      </random>
    </template>
  </category>

使用已存在的AIML文件

編寫你自己的AIML文件是一個很有趣的事,但是它將花費很大的功夫。我覺得它需要大概10,000個模式才會開始變得真實起來。幸運的是,ALICE基金會提供了大量免費的AIML文件。在Alice Bot website上瀏覽AIML文件。

測試新建的機器人

目前為止,所有 XML 格式的 AIML 文件都準備好了。作為機器人大腦的組成部分,它們都很重要,不過目前它們只是信息(information)而已。機器人需要活過來。你可以借助任何語言定制 AIML。這里還是使用Python。

# -*- coding: utf-8 -*-
import aiml
import os
 
 
mybot_path = './mybot'
#切換到語料庫所在工作目錄
os.chdir(mybot_path)
 
mybot = aiml.Kernel()
mybot.learn("std-startup.xml")
mybot.respond('load aiml b')
 
while True:
  print mybot.respond(raw_input("Enter your message >> "))

這是我們可以開始的最簡單的程序。它創建了一個aiml對象,學習啟動文件,然后加載剩余的aiml文件。然后,它已經準備好聊天了,而我們進入了一個不斷提示用戶消息的無限循環。你將需要輸入一個機器人認識的模式。這個模式取決于你加載了哪些AIML文件。我們將啟動文件作為一個單獨的實體創建,這樣,我們之后可以向機器人添加更多的aiml文件,而不需要修改任何程序源碼。我們可以在啟動xml文件中添加更多的可供學習的文件。

加速Brain加載

當你開始擁有很多AIML文件時,它將花費很長的時間來學習。這就是brain文件從何而來。在機器人學習所有的AIML文件后,它可以直接將它的大腦保存到一個文件中,這個文件將會在后續的運行中動態加速加載時間。

# -*- coding: utf-8 -*-
import aiml
import os
 
 
mybot_path = './mybot'
#切換到語料庫所在工作目錄
os.chdir(mybot_path)
 
mybot = aiml.Kernel()
 
if os.path.isfile("mybot_brain.brn"):
  mybot.bootstrap(brainFile="mybot_brain.brn")
else:
  mybot.bootstrap(learnFiles="std-startup.xml", commands="load aiml b")
  mybot.saveBrain("mybot_brain.brn")
 
while True:
  print mybot.respond(raw_input("Enter your message >> "))

記住,如果你使用了上面寫的brain方法,在運行的時候加載并不會將新增改變保存到brain中。你將需要刪除brain文件以便于它在下一次啟動的時候重建,或者需要修改代碼,使得它在重新加載后的某個時間點保存brain。

增加Python命令

如果你想要為你的機器人提供一些特殊的運行Python函數的命令,那么,你應該為機器人捕獲輸入消息,然后在將它發送給mybot.respond()之前處理它。在上面的例子中,我們從raw_input中獲得了用戶的輸入。然而,我們可以從任何地方獲取輸入。可能是一個TCP socket,或者是一個語音識別源碼。在它進入到AIML之前處理這個消息。你可能想要在某些特定的消息上跳過AIML處理。

while True:
  message = raw_input("Enter your message >> ")
  if message == "quit":
    exit()
  elif message == "save":
    mybot.saveBrain("bot_brain.brn")
  else:
    bot_response = mybot.respond(message)
    # Do something with bot_response

會話與斷言

通過指定一個會話,AIML可以為不同的人剪裁不同的會話。例如,如果某個人告訴機器人,他的名字是Alice,而另一個人告訴機器人他的名字是Bob,機器人可以區分不同的人。為了指定你所使用的會話,將其作為第二個參數傳給respond()

sessionId = 12345
mybot.respond(raw_input(">>>"), sessionId)

這對于為每一個客戶端定制個性化的對話是很有幫助的。你將必須以某種形式生成自己的會話ID,并且跟蹤它。注意,保存brain文件不會保存所有的會話值。

  sessionId = 12345
 
  # 會話信息作為字典獲取. 包含輸入輸出歷史,
  # 以及任何已知斷言
  sessionData = mybot.getSessionData(sessionId)
 
  # 每一個會話ID需要時一個唯一值。
  # 斷言名是機器人在與你的會話中了解到的某些/某個名字 
  # 機器人可能知道,你是"Billy",而你的狗的名字是"Brandy"
  mybot.setPredicate("dog", "Brandy", sessionId)
  clients_dogs_name = mybot.getPredicate("dog", sessionId)
 
  mybot.setBotPredicate("hometown", "127.0.0.1")
  bot_hometown = mybot.getBotPredicate("hometown")

在AIML中,我們可以使用模板中的set響應來設置斷言

<aiml version="1.0.1" encoding="UTF-8">
  <category>
   <pattern>MY DOGS NAME IS *</pattern>
   <template>
     That is interesting that you have a dog named <set name="dog"><star/></set>
   </template> 
  </category> 
  <category>
   <pattern>WHAT IS MY DOGS NAME</pattern>
   <template>
     Your dog's name is <get name="dog"/>.
   </template> 
  </category> 
</aiml>

使用上面的AIML,你可以告訴機器人:

My dogs name is Max

而機器人會回答你:

That is interesting that you have a dog named Max

然后,如果你問機器人:

What is my dogs name?

機器人將會回答:

Your dog's name is Max.

aiml可以用來實現對話機器人,但是用于中文有以下問題:

  • 中文規則庫較少。規則庫相當于對話機器人的“大腦”,一般來說,規則庫越豐富,對話機器人的應對就更像人。目前英文的規則庫已經很豐富,涵蓋面很廣,而且是公開可獲取的。但公開的中文規則庫就基本沒有。
  • AIML解釋器對中文支持不好。實際上,Python下的Pyaiml模塊(解析器)已經能比較好的支持中文,但是也存在以下問題:英文單詞間一般都有空格或標點區分,因此具備一種“自然分詞”特性,由于中文輸入沒有以空格分隔的習慣,以上會在實踐中造成一些不便。比如要實現有/無空格的輸入匹配,就需要在規則庫中同時包含這兩種模式。

解決方案:

  • 自己搭建語料庫(比如從字幕文件中獲取訓練)
  • 自己中文分詞工具(如jieba)

相關開源項目:

https://github.com/leo108/aliceCN
https://github.com/messense/wechat-bot
https://github.com/Program-O/Program-O

參考資料:

http://www.w3ii.com/aiml/aiml_introduction.html
http://www.devdungeon.com/content/ai-chat-bot-python-aiml
http://www.alicebot.org/documentation/aiml-reference.html

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持億速云。

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