胡昌龍 馮橙橙 王舒帆

摘 要：當(dāng)今社會(huì)快速發(fā)展，人們承受著多方壓力，如何解決人們由此產(chǎn)生的諸多心理問題是社會(huì)各界一直以來不斷探索的課題?；诮陙砣斯ぶ悄艿娘w速發(fā)展，本課題研究針對(duì)心理咨詢需求，借助AI技術(shù)構(gòu)建聊天機(jī)器人模型，使用智能對(duì)話技術(shù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，并使用百度UNIT技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和知識(shí)圖譜技術(shù)不斷提高智能聊天機(jī)器人的性能。構(gòu)建一套完整的能夠在心理學(xué)領(lǐng)域提供人工智能幫助的解決方案，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶之間的交互式智能對(duì)話，通過智能對(duì)話、語音識(shí)別分析，進(jìn)行心理情況分析，推薦相關(guān)心理自我測(cè)評(píng)以及治療等功能。

關(guān)鍵詞：心理咨詢;人工智能;聊天機(jī)器人;智能對(duì)話;語音識(shí)別;知識(shí)圖譜

1.背景

在國內(nèi)，雖然我國的心理測(cè)評(píng)起步較晚，但隨著科技的快速發(fā)展，我國心理測(cè)評(píng)的理論和技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的線下測(cè)評(píng)發(fā)展到了使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，即使用線上的APP來服務(wù)用戶的模式。聊天機(jī)器人是在開放域?qū)υ捴?，根?jù)提問者的問題給出合適回復(fù)的程序，應(yīng)用場(chǎng)景的豐富性和信息交互的有效性將使得聊天機(jī)器人在心理學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用在未來的生活中越來越普遍，因此對(duì)于心理資訊聊天機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的研究是有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值的。將聊天機(jī)器人與心理測(cè)評(píng)結(jié)合的新模式出現(xiàn)和發(fā)展必將帶動(dòng)很多相應(yīng)技術(shù)的快速發(fā)展。

所以本文針對(duì)以上問題，設(shè)計(jì)了基于人工智能聊天機(jī)器人的心理咨詢數(shù)據(jù)的采集處理，借助智能對(duì)話和語音識(shí)別技術(shù)分析用戶心理情況推送相關(guān)心理建議的方案。

2.方案介紹

2.1技術(shù)框架

人工智能心理咨詢聊天機(jī)器人是一個(gè)集采集數(shù)據(jù)，智能對(duì)話，百度UNIT技術(shù)，大數(shù)據(jù)分析于一體的解決方案。主要包括：語音識(shí)別，語音合成，語義分析處理，知識(shí)圖譜，大數(shù)據(jù)分析。

語音識(shí)別模塊。語音識(shí)別模型是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)端到端模型，主要是通過編碼器將輸入的用戶音頻，按照序列壓縮為低維的向量表示，再通過解碼器將低維向量表示展開為文本符號(hào)序列。即將用戶的語音信息轉(zhuǎn)換為文本信息。

語音合成模塊。將輸入文本序列轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的音頻波形。采用參數(shù)合成方法和拼接合成方法生成語音波形，在此采用多層雙向循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使得信息連詞成句，在句子層面更有效地學(xué)習(xí)韻律模型，將我們所想提供給用戶的信息，轉(zhuǎn)換為更加真實(shí)的語音輸出。

語音分析模塊。采用基于統(tǒng)一特征框架的可定制的聯(lián)合詞法分析模型。首先基于聯(lián)合序列標(biāo)注模型進(jìn)行詞語切分、詞性標(biāo)注和粗粒度實(shí)體識(shí)別，然后利用來自大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行細(xì)粒度實(shí)體識(shí)別，使得整個(gè)分析系統(tǒng)更簡潔、高效。

語義表示和匹配模塊。采用基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的語義表示方法，將文本單位和數(shù)據(jù)對(duì)象均表示為特定維度的向量，通過對(duì)向量在語義空間中的距離測(cè)度實(shí)現(xiàn)語義匹配?；谏顚咏换サ奈谋酒ヅ淠Ｐ蛷?qiáng)調(diào)待匹配兩端更充分的交互以及基于交互基礎(chǔ)上的全方位匹配。該模型首先為文本中每個(gè)詞語獲得能夠表達(dá)一定的全局信息的表示，然后對(duì)兩段文本以詞語為單位進(jìn)行交互以構(gòu)建兩段文本之間的匹配矩陣?；诖诵畔⑹褂镁矸e操作來提取更高層級(jí)的匹配特征，最后得出匹配得分。進(jìn)行對(duì)用戶的聊天信息語義分析匹配。

語義理解模塊。采用基于給定知識(shí)圖譜的深度語義解析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜開放文本語義的深度理解，包括標(biāo)注、知識(shí)推理、計(jì)算等。在心理咨詢聊天機(jī)器人的對(duì)話系統(tǒng)中。首先對(duì)應(yīng)主動(dòng)對(duì)話場(chǎng)景，借助知識(shí)圖譜中有關(guān)心理知識(shí)的聯(lián)系，通過心理咨詢的相關(guān)推薦等策略實(shí)現(xiàn)對(duì)話過程的主動(dòng)引導(dǎo)。然后是對(duì)應(yīng)問答型對(duì)話系統(tǒng)，在此將知識(shí)圖譜視為答案信息來源，通過對(duì)話理解將用戶問題轉(zhuǎn)化為對(duì)知識(shí)圖譜的查詢，得到用戶關(guān)心問題的答案。

大數(shù)據(jù)分析模塊。收集綜合用戶的海量聊天數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)集成。并將分析處理后的數(shù)據(jù)形成知識(shí)圖譜，用于優(yōu)化智能機(jī)器人服務(wù)性能并進(jìn)行個(gè)性化解決方案推薦，便于通過用戶易于接受的方式，對(duì)其負(fù)面情緒進(jìn)行緩解。

2.2方案流程

人工智能心理咨詢聊天機(jī)器人需要對(duì)用戶在APP的瀏覽信息，聊天數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，進(jìn)行智能對(duì)話，并對(duì)其心理測(cè)評(píng)結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合分析，給用戶提供解決方案。使用人工智能對(duì)話能有效提高獲取信息效率，同時(shí)計(jì)算機(jī)不僅能對(duì)用戶信息進(jìn)行存儲(chǔ)，進(jìn)行更加深層次的數(shù)據(jù)挖掘，選擇最優(yōu)的解決方案提供給用戶，并根據(jù)用戶個(gè)人偏好，提供個(gè)性化的備選方案。

本方案最大的特點(diǎn)就是對(duì)用戶隱私數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的保密，使用語音語義分析處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互，進(jìn)行智能對(duì)話，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，解決用戶的心理咨詢問題。

本方案的實(shí)現(xiàn)主要分為以下三個(gè)階段：

首先，信息的采集。聊天機(jī)器人利用語音識(shí)別，將其轉(zhuǎn)換為文本獲取用戶聊天信息。在此，考慮到消除周圍雜音，采用遠(yuǎn)場(chǎng)識(shí)別技術(shù)，提高語音識(shí)別準(zhǔn)確度，同時(shí)在訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中，加入大量方言數(shù)據(jù)，形成方言詞典，以便拉近與用戶的關(guān)系。同時(shí)通過SDK或者服務(wù)端采集到的用戶行為，都是以獨(dú)立用戶進(jìn)行跟蹤，心理咨詢聊天機(jī)器人會(huì)展現(xiàn)每一個(gè)用戶的訪問歷史和行為歷史，獲取用戶行為數(shù)據(jù)。將以上用戶數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合整理，為下一步的數(shù)據(jù)分析做基礎(chǔ)。

第二步，數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行智能型對(duì)話。使用到百度UNIT技術(shù)，通過Taskflow進(jìn)行對(duì)話數(shù)據(jù)流管理。標(biāo)注對(duì)話數(shù)據(jù)，細(xì)致標(biāo)注對(duì)話系統(tǒng)的內(nèi)容，讓構(gòu)建的聊天機(jī)器人學(xué)到更多的對(duì)話知識(shí)，提高對(duì)話的精準(zhǔn)度和契合度?；贒NN的語義相似度匹配策略，以及融合字面和DNN等多維度特征的相似度匹配策略進(jìn)行語義索引和匹配，可在UNIT進(jìn)行對(duì)話訓(xùn)練與驗(yàn)證。對(duì)于搭建好的對(duì)話系統(tǒng)把場(chǎng)景配置、對(duì)話樣本、對(duì)話模板等在系統(tǒng)里訓(xùn)練生成模型。然后把模型放到沙盒里，與自己的定制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)話測(cè)試。自動(dòng)地訓(xùn)練需求理解模型。此外，在UNIT中還可進(jìn)行知識(shí)接入，集成心理咨詢知識(shí)庫，提高對(duì)話的心理專業(yè)水平。

最后，語音合成形成關(guān)鍵詞圖譜。統(tǒng)計(jì)聊天中的詞語頻率，加上大數(shù)據(jù)技術(shù)，分析用戶喜好，形成用戶畫像，推送對(duì)用戶進(jìn)行相關(guān)的心理知識(shí)內(nèi)容推薦，實(shí)現(xiàn)心理咨詢知識(shí)的精準(zhǔn)高效發(fā)送，提高用戶使用效率，滿足用戶的個(gè)性化心理需求。

3.總結(jié)

借助當(dāng)前快速發(fā)展的人工智能技術(shù)，為解決人們的心理狀況問題提供助力。本方案利用AI人工智能，語音處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析等技術(shù)，將人工智能和心理咨詢結(jié)合起來，為用戶提供心理測(cè)評(píng)和心理治療服務(wù)，使得人工智能成為心理咨詢與診療的一個(gè)輔助技術(shù)。盡管目前人工智能技術(shù)并沒有在心理學(xué)領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用，但隨著AI技術(shù)和智能對(duì)話技術(shù)的發(fā)展，聊天機(jī)器人能夠更加人性化，并且緩解心理疾病患者因治療費(fèi)用高昂和病恥感拒絕治療的現(xiàn)狀，能夠在當(dāng)前我國心理咨詢師缺乏的情況下，為心理學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 廖衛(wèi)華，彭小孟.人工智能在線心理咨詢方式的研究[J].贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（03）：66-68.

[2] 李建坤.面向?qū)W生的智能聊天機(jī)器人[J].電子制作，2019（16）：37-40.

[3] 董昊.聊天機(jī)器人信息推送機(jī)制研究[J].中國新，2018，20（18）：146-147.

[4] 張林.虛擬環(huán)境下的智能語音聊天機(jī)器人設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程2019，47（10）：2617-2621+2644.

[5] 李翠、羅小妮. 基于語音識(shí)別技術(shù)的智能對(duì)話機(jī)器人的設(shè)計(jì)[J]. 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2015 年第 1 期（總第 108 期）

作者簡介：

胡昌龍，男，漢。湖北武漢，1977年2月，碩士，講師，大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用

馮橙橙，女，漢。湖北孝感，1999年5月，本科，學(xué)生，信息管理與信息系統(tǒng)

項(xiàng)目編號(hào)：201810500043

項(xiàng)目名稱：人工智能聊天機(jī)器人