陳鍾誠

實作：中文版 Eliza 聊天程式

Eliza 是最早出現的聊天程式之一，該程式曾經成功的欺騙過不少人，讓人們以為他們聊天的對象是真人。

前言

在 1950 年時『資訊科學領域的開山始祖』「艾倫、圖靈」(Alan Turing) 就曾經提出一個稱為「圖靈測試」 (Turing Test) 的測驗，用來檢驗「一台電腦是否具有智慧」這件事情，其方法很容易理解，現代的讀者可以想像當有個陌生人連進來與你做 MSN 或 facebook 訊息的交談時，您必須判斷對方到底是一個真人，或者只是一支「聊天程式」，假如有個程式厲害到讓人判斷不出來，那麼這個程式就通過了「圖靈測試」。

在 Alan Turing 想出「圖靈測試」這個檢驗方法之後，很多人就開始想如何才能做出這樣一台有智慧的電腦，一支有智慧的程式呢？這個問題在 1964 被 MIT 的 Joseph Weizenbaum 用一個非常投機取巧的方式，設計出了一支稱為 Eliza 的聊天程式，不算完整的解決了「圖靈測試」這個問題。

事實上、Eliza 可以說是一支很擅長呼攏欺騙的程式，如果翻譯成中文來看，他其實幾乎都用那些寒暄招呼語，以及模擬兩可的用語在與人對談，例如「你好嗎？」、「請繼續」…，另外、如果你談到「父母兄弟姊妹…」，他就說「可以多和我聊聊有關你家人的事情嗎？」之類的泛用語， Eliza 甚至會利用樣式比對取出你的一些話後來回答你，例如你如果說：「我心情不好！」，Eliza 就會回答說：「為何你心情不好？」，其中的 (心情不好) 這幾個字是從你的問句中用「我 * 」的方式取出來的。

使用畫面

以下是筆者自己與聊天程式對談的一個聊天過程的畫面，當您輸入完每一句後請按下「enter 鍵」或「送出鈕」，等待程式回答。

圖、與本聊天程式對談的畫面

原始程式碼：talkto.htm

這個程式的運作原裏很簡單，程式裏的 qaList 變數是一個 Q&A 陣列，當某個 Q 欄位中的詞彙 (或樣式) 出現在使用者輸入的文句中時，就會被觸發，然後程式會從 A 欄位隨機選出一個答案，來回答使用者。舉例而言，當您輸入：

我不開心

這句話時，程式就會比對 qaList 中的樣式，發現以下 QA 物件中的「不」出現在「我不開心」這個句子裏，於是就觸發了這個規則

{ Q:“不”, A:“為何不*?|所以你不*?”},

接著程式會用比對到問句的那個項目，也就是「不」字，去比對「我不開心」，於是比對結果為「我(不)開心」，然後將句尾的「開心」取出，並設定 tail = “開心”。

接著程式會從 A 欄位的「為何不*?」、「所以你不*?」這兩個可能的回答中，隨機選出一個進行回答，如果選到的是「為何不*?」，那就會將其中的 * 取代成「開心」兩個字，因此作出「為何不開心?」這樣的回答。

但是，有時使用者輸入的句子當中有「你」或「我」的對話角色用語，在回答時就必須將兩者倒過來，例如：假如使用者輸入

我不喜歡你

這時候比對結果是「我(不)喜歡你」，如果直接取出句尾替換，應該回答

為何不喜歡你?

但是這樣的答案顯然很不恰當，因此若將「你」與「我」的角色對換，就會變成：

為何不喜歡我？

這樣的答案在角色上就比較對，所以程式中的下列段落，就是在處理這種情況。

tail = tail.replace("我", "#").replace("你", "我").replace("#", "你");

以下是整個「中文版 Eliza」，也就是 talkto.htm 這個程式的完整原始碼，請讀者參考：

<html>
<head>
  <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8"/>
</head>
<body onload="onRuleLoaded()">
  <div>
   請輸入問題：
   <input id="say" name="say" type="text" value="" size="80" onkeydown="keyin(event)"/> <!-- 按 enter 時呼叫 keyin() 回答 --> 
   <input type="submit" value="送出" onclick="say()"/> <!-- 當送出按鈕按下，就呼叫 say() 函數回答 --> 
  </div>
  <BR/>
  <div id="dialogBox" style="width:95%; height:80%; overflow:auto; border:ridge 1px #888888; ">
>> 您好，我的朋友! 有心事嗎 ?<BR/>  
  </div>
  <script type="text/javascript">  
/* 以下為本程式回答問題時使用的 Q&A 規則，例如對於以下 Q&A 規則物件

 { Q:"想 | 希望", A:"為何想*呢?|真的想*?|那就去做阿?為何不呢?"},

代表的是，當您輸入的字串中有「想」或「希望」這樣的詞彙時，
程式就會從 A: 欄位中的回答裏隨機選出一個來回答。

回答語句中的 * 代表比對詞彙之後的字串，舉例而言、假如您說：

    我想去巴黎

那麼我們的程式從這四個可能的規則中隨機挑出一個來產生答案，產生的答案可能是：

為何想去巴黎呢?
真的想去巴黎?
那就去做阿?
為何不呢?

Eliza 就是一個這麼簡單的程式而已。*/
// Q&A 陣列宣告
var qaList = [
{ Q:"謝謝", A:"不客氣!"},
{ Q:"對不起 | 抱歉 | 不好意思", A:"別說抱歉 !|別客氣，儘管說 !"},
{ Q:"可否 | 可不可以", A:"你確定想*?"},
{ Q:"我想", A:"你為何想*?"},
{ Q:"我要", A:"你為何要*?"},
{ Q:"你是", A:"你認為我是*?"},
{ Q:"認為 | 以為", A:"為何說*?"},
{ Q:"感覺", A:"常有這種感覺嗎?"},
{ Q:"為何不", A:"你希望我*!"},
{ Q:"是否", A:"為何想知道是否*?"},
{ Q:"不能", A:"為何不能*?|你試過了嗎?|或許你現在能*了呢?"},
{ Q:"我是", A:"你好，久仰久仰!"},
{ Q:"甚麼 | 什麼 | 何時 | 誰 | 哪裡 | 如何 | 為何 | 因何", A:"為何這樣問?|為何你對這問題有興趣?|你認為答案是甚麼呢?|你認為如何呢?|你常問這類問題嗎?|這真的是你想知道的嗎?|為何不問問別人?|你曾有過類似的問題嗎?|你問這問題的原因是甚麼呢?"},
{ Q:"原因", A:"這是真正的原因嗎?|還有其他原因嗎?"}, 
{ Q:"理由", A:"這說明了甚麼呢?|還有其他理由嗎?"},
{ Q:"你好 | 嗨 | 您好", A:"你好，有甚麼問題嗎?"},
{ Q:"或許", A:"你好像不太確定?"},
{ Q:"不曉得 | 不知道", A:"為何不知道?|在想想看，有沒有甚麼可能性?"},
{ Q:"不想 | 不希望", A:"有沒有甚麼辦法呢?|為何不想*呢?|那你希望怎樣呢?"}, 
{ Q:"想 | 希望", A:"為何想*呢?|真的想*?|那就去做阿?為何不呢?"},
{ Q:"不", A:"為何不*?|所以你不*?"},
{ Q:"請", A:"我該如何*呢?|你想要我*嗎?"},
{ Q:"你", A:"你真的是在說我嗎?|別說我了，談談你吧!|為何這麼關心我*?|不要再說我了，談談你吧!|你自己*"},
{ Q:"總是 | 常常", A:"能不能具體說明呢?|何時?"},
{ Q:"像", A:"有多像?|哪裡像?"},
{ Q:"對", A:"你確定嗎?|我了解!"},
{ Q:"朋友", A:"多告訴我一些有關他的事吧!|你認識他多久了呢?"},
{ Q:"電腦", A:"你說的電腦是指我嗎?"}, 
{ Q:"難過", A:"別想它了|別難過|別想那麼多了|事情總是會解決的"},
{ Q:"高興", A:"不錯ㄚ|太棒了|這樣很好ㄚ"},
{ Q:"是阿|是的", A:"甚麼事呢?|我可以幫助你嗎?|我希望我能幫得上忙!"},
{ Q:"", A:"我了解|我能理解|還有問題嗎 ?|請繼續說下去|可以說的更詳細一點嗎?|這樣喔! 我知道!|然後呢? 發生甚麼事?|再來呢? 可以多說一些嗎|接下來呢? |可以多告訴我一些嗎?|多談談有關你的事，好嗎?|想多聊一聊嗎|可否多告訴我一些呢?"}
];  
  
    function random(n) { // 從 0 到 n-1 中選一個亂數
      return Math.floor(Math.random()*n);
    }
    
    function say() { // 當送出鍵按下時，會呼叫這個函數進行回答動作
      append(document.getElementById("say").value); // 先將使用者輸入的問句放到「對話區」顯示。
      answer(); // 然後回答使用者的問題。
    }
    
    function keyin(event) { // 當按下 enter 鍵時，會呼叫此函數進行回答
      var keyCode = event.which; // 取出按下的鍵
      if (keyCode == 13) say(); // 如果是換行字元 \n ，就進行回答動作。
    }
    
    function append(line) { // 將 line 放到「對話區」顯示。
      var dialogBox = document.getElementById("dialogBox"); // 取出對話框 
      dialogBox.innerHTML += line+"<BR/>\n"; // 加入 line 這行文字，並加入換行 <BR/>\n
      dialogBox.scrollTop = dialogBox.scrollHeight; // 捲動到最下方。
    }

    function answer() { // 回答問題
      setTimeout(function () { // 停頓 1 到 3 秒再回答問題 (因為若回答太快就不像人了，人打字需要時間)
        append(">> "+getAnswer());
      }, 1000+random(2000));
    }
    
    function getAnswer() {
      var say = document.getElementById("say").value; // 取得使用者輸入的問句。
      for (var i in qaList) { // 對於每一個 QA 
       try {
        var qa = qaList[i];
        var qList = qa.Q.split("|"); // 取出 Q 部分，分割成一個一個的問題字串 q
        var aList = qa.A.split("|"); // 取出回答 A 部分，分割成一個一個的回答字串 q
        for (var qi in qList) { // 對於每個問題字串 q
          var q = qList[qi].trim();
          if (q=="") // 如果是最後一個「空字串」的話，那就不用比對，直接任選一個回答。
            return aList[random(aList.length)]; // 那就從答案中任選一個回答
          var r = new RegExp("(.*)"+q+"([^?.;]*)", "gi"); // 建立正規表達式 (.*) q ([^?.;]*)
          if (say.match(r)) { // 比對成功的話
            tail = RegExp.$2; // 就取出句尾
            // 將問句句尾的「我」改成「你」，「你」改成「我」。
            tail = tail.replace("我", "#").replace("你", "我").replace("#", "你");
            return aList[random(aList.length)].replace(/\*/, tail); // 然後將 * 改為句尾進行回答
          }
        }
       } catch (err) {}
      }
      return "然後呢？"; // 如果發生任何錯誤，就回答「然後呢？」來混過去。
    }   
  </script>
</body>
</html>

結語

雖然 Eliza 的運作原理非常簡單，但是卻成功的欺騙了不少人，讓人們可以與程式聊天，這是人工智慧史上一個重要的進展，雖然這個程式並不是真的很有「智慧」，或者說根本就是在「欺騙」人，但是卻能達成與人聊天這麼困難的任務，實在是一個非常令人驚訝的小程式。

如果讀者曾經用過 Apple iPhone 上的 Siri，那麼應該可以體會到這種程式的用途。當然、Siri 比 Eliza 還要聰明一些，但事實上也沒有聰明太多，只要我們加入一些特殊的規則，Eliza 也可以輕易的被擴充成類似 Siri 的功能，例如看到「上市公司名稱」加上「價錢描述」，我們就猜測使用者是想查該公司的股票價格，於是就顯示「該公司的股價走勢」。

這種方法其實在某種程度上抓到了使用者的意圖，因此在自然語言處理領域，透過規則比對其實是最容易撰寫與使用的一種方法，很多所謂的智慧型交談系統，其實都是這樣做出來的喔！

參考

Wikipedia:Turing Test – http://en.wikipedia.org/wiki/Turing_test
維基百科：圖靈測試 – http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%BE%E7%81%B5%E6%B5%8B%E8%AF%95
Wikipedia:Eliza – http://en.wikipedia.org/wiki/ELIZA
陳鍾誠的網站:自然語言處理：Eliza – http://ccckmit.wikidot.com/nlp:eliza
自己動手設計交談機器人 (Eliza 中文版) - 使用 Java – http://ccckmit.wikidot.com/code:eliza

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