ارتقای زبان به کمک مدلهای ریاضی

محققان موسسه ماکس پلانگ، یک مدل ریاضی طراحی کرده‌اند که می‌تواند به طرز قابل ملاحظه‌ای فرآیند پردازش خودکار و تشخیص زبان محاوره‌ای را ارتقا بخشد.

در آینده این الگوریتم‌ها که مکانیزم‌های انجام شده در مغز انسان را تقلید می‌کنند می‌توانند به ماشین‌ها برای درک آنچه در دنیای اطرافشان می‌گذرد، کمک کنند.

بسیاری از افراد مشکلات مربوط به‌کارگیری رایانه‌‌ها و ماشین در برقراری ارتباط با زبان محاوره‌ای را از نزدیک حس کرده‌اند؛ مثلا افرادی که با سیستم‌های جدید ارتباطی اتومات سر و کار دارند می‌دانند باید بسیار صبور باشند. اگر اندکی سریع‌تر یا کندتر صحبت کنند یا کلمات را بدرستی تلفظ نکنند یا نویزی در خطوط ارتباطی وجود داشته باشد این سیستم‌ها به شکل مناسب کار نمی‌کنند.

علت این است که الگوریتم‌های رایانه‌ای استفاده شده بر پایه پردازش‌هایی کار می‌کنند که بشدت نسبت به اختلال و آشفتگی حساس هستند. هنگام پردازش یک زبان توسط رایانه‌ها،‌ عمدتا تلاش روی شناخت ویژگی‌ها براساس فرکانس‌های صدا به منظور تشخیص کلمات بوده است.

در این مورد احتمالا مغز از فرآیند جداگانه‌ای استفاده می‌کند. محققان فکر می‌کنند رشته‌های موقتی نقش مهمی در این قضیه دارند. بسیاری از محرک‌های ادراکی در محیط اطراف ما می‌توانند به عنوان رشته‌ای موقتی تعبیر شوند؛ مثلا موزیک و زبان محاوره‌ای شامل رشته‌هایی با طول متفاوت هستند که به شکل سلسله مراتبی مرتب شده‌اند. محققان بر این باورند که مغز سیگنال‌های مختلف از کوچک‌ترین اجزا با تغییرپذیری سریع تا بزرگ‌ترین اجزا با تغییرپذیری کند را طبقه‌بندی می‌کند.

مغز دائما در جستجوی ساختارهای موقتی در محیط اطراف به منظور نتیجه‌گیری و استنباط اتفاقی است که قرار است در ادامه بیفتد. بر این اساس، مغز می‌تواند کلمات بعدی را پیش‌بینی کند. مثلا وقتی در مورد گرمای تابستان صحبت می‌کنیم «خو...» به احتمال بسیار زیاد شروع کلمه «خورشید» است تا کلمه «خواب‌آلود.»

به منظور آزمایش این قضیه، محققان مدل ریاضی‌ای را طراحی کرده‌اند تا فرآیند عصبی که هنگام درک مکالمه در مغز اتفاق می‌افتد به ساده‌ترین شکل تقلید کند. این الگوریتم تک‌تک صداها و هجاها (سیلاب) را تشخیص می‌دهد.

در مقایسه با دیگر ابزارهای مصنوعی تشخیص گفتار، این الگوریتم قادر به پردازش رشته‌های گفتاری با سرعت بالاست. بعلاوه دارای قابلیت تشخیص کلمه بعدی است که منحصر به مغز است.

نکته مهمی که از منظر علم عصب‌شناسی قابل توجه است این که عکس‌العمل‌های این مدل ریاضی بسیار شبیه به چیزی است که در مغز انسان مشاهده شده است.

این تحقیق نشان داد این مدل قادر به ارائه فرآیندهایی است که در مغز صورت می‌گیرد.

مترجم: آتنا حسن‌آبادی
منبع: physorg