مرا به خاطر بسپار

پردازش زبان‌های طبیعی چیست؟

بازدید: 280 آخرین به‌روزرسانی: 17 تیر 1403

مقدمه

احتمالاً با ChatGPT آشنا هستید و از آن به‌طور گسترده‌ای استفاده می‌کنید. نحوه عملکرد این سیستم مطمئناً برای شما جالب خواهد بود.
ChatGPT  یک الگوریتم پردازش زبان طبیعی (Natural Language Processing) است که توانایی درک و تولید مستقل زبان طبیعی را دارد. پردازش زبان طبیعی (NLP) حوزه‌ای از هوش مصنوعی (AI) است که بر تعامل بین رایانه و زبان‌های انسانی تمرکز دارد. هدف پردازش زبان طبیعی این است که ماشین‌ها را به درک، تفسیر و تولید متن شبیه به انسان قادر سازد و شامل طیف وسیعی از روش‌ها برای رسیدن به این هدف است. در این مقاله به مرور کلی نحوه عملکرد پردازش زبان طبیعی می‌پردازیم.

پردازش زبان طبیعی چیست؟

پردازش زبان طبیعی برای درک ساختار و معنای زبان انسانی با تجزیه و تحلیل جنبه‌های مختلف مانند نحو یا معناشناسی استفاده می‌شود. سپس، علم کامپیوتر این دانش زبانی را به الگوریتم‌های یادگیری ماشین تبدیل می‌کند که می‌تواند مسائل خاص را حل کند و وظایف مورد نظر را انجام دهد.
 
برای مثال Gmail را در نظر بگیرید. NLP با قابلیتی به نام استخراج کلمه کلیدی، ایمیل‌ها را به طور خودکار به عنوان تبلیغات، اجتماعی یا اولیه دسته‌بندی می‎کند. با خواندن کلمات در خطوط موضوع و مرتبط کردن آن‌ها با برچسب‌های از پیش تعیین شده، ماشین‌ها به طور خودکار یاد می‌گیرند که کدام دسته را به ایمیل‌ها اختصاص دهند.
امروزه سازمان‌ها، حجم زیادی از داده‌های صوتی و متنی را از کانال‌های ارتباطی مختلف مانند ایمیل، پیام‌های متنی، اخبار رسانه‌های اجتماعی، ویدیو و صدا دریافت میکنند. آن‌ها از نرم‌افزار NLP برای پردازش خودکار این داده‌ها، تجزیه و تحلیل هدف یا احساسات موجود در پیام استفاده می‌کنند و در زمان واقعی به ارتباطات انسانی پاسخ می‌دهند. برویم به مهم‌ترین سوال شما که پردازش زبان طبیعی چگونه کار می‌کند پاسخ دهیم.

پردازش زبان طبیعی چگونه کار می‌کند؟

پردازش زبان طبیعی، زبان‌شناسی محاسباتی (Computational Linguistics)، یادگیری ماشین و مدل‌های یادگیری عمیق را برای پردازش زبان انسانی ترکیب می‌کند.
  • زبان‌شناسی محاسباتی، علم درک و ساختن مدل‌های زبان انسانی با رایانه و ابزارهای نرم‌افزاری است. محققان از روش‌های زبان‌شناسی محاسباتی، مانند تحلیل نحوی و معنایی، برای ایجاد چارچوب‌هایی استفاده می‌کنند که به ماشین‌ها کمک می‌کند تا زبان مکالمه انسان را بفهمند. ابزارهایی مانند مترجم زبان، مبدل‌های متن به گفتار و نرم‌افزارهای تشخیص گفتار بر اساس زبان‌شناسی محاسباتی هستند.
  • یادگیری ماشین، فناوری‌ای است که رایانه‌ را با داده‌های نمونه آموزش می‌دهد تا کارایی آن را بهبود بخشد. زبان انسان دارای چندین ویژگی مانند طعنه، استعاره، تغییرات در ساختار جمله، به علاوه دستور زبان و استثناها است که یادگیری آن‌ها سال‌ها طول می‌کشد. برنامه‌نویسان از روش‌های یادگیری ماشین برای آموزش برنامه‌های پردازش زبان طبیعی برای شناسایی و درک دقیق این ویژگی‌ها از همان ابتدا استفاده می‌کنند.
  • یادگیری عمیق یک زمینه خاص از یادگیری ماشین است که به رایانه‌ها یاد می‌دهد که مانند انسان‌ها فکر کنند. این حوزه شامل یک شبکه عصبی است که متشکل از گره‌های پردازش داده است که ساختاری شبیه به مغز انسان دارد. با یادگیری عمیق، رایانه‌ها، الگوهای پیچیده را در داده‌های ورودی تشخیص می‌دهند، طبقه‌بندی و به هم مرتبط می‌کنند. بیایید تا مراحل اجرای یک پردازش زبان طبیعی را یاد بگیریم:

مراحل اجرای پردازش زبان طبیعی

به طور معمول، پیاده‌سازی پردازش زبان طبیعی با جمع‌آوری و آماده‌سازی داده‌های متنی یا گفتاری بدون ساختار از منابعی مانند انباره‌های داده ابری، نظرسنجی‌ها، ایمیل‌ها یا برنامه‌های داخلی فرآیند تجاری آغاز می‌شود.
  • پیش-پردازش (Pre-Processing)
نرم‌افزار NLP از روش‌های پیش‌پردازش مانند توکن‌سازی (Tokenization)، ریشه‌یابی (Stemming)، واژه‌سازی (Lemmatization) و حذف کلمه توقف (Stop Word Removal) استفاده می‌کند تا داده‌ها را برای برنامه‌های مختلف آماده کند.
در اینجا شرحی از این روش‌ها آورده شده است:
  • توکن‌سازی؛ یک جمله را به واحدهای جداگانه کلمات یا عبارات می‌شکند.
  • ریشه‌یابی و واژه‌سازی؛ کلمات را به شکل ریشه‌ای ساده می‌کند. برای مثال، این فرآیندها کلمه "نوشته‌اند" را به "نوشت" تبدیل می‌کنند. یا در انگلیسی کلمه “running” را به “run” تبدیل می‌کنند.
  • حذف کلمه توقف؛ تضمین می‌کند که کلماتی که معنی قابل توجهی به جمله اضافه نمی‌کنند، مانند "برای" و "با" حذف شوند.
  • آموزش
محققان از داده‌های از پیش پردازش شده و یادگیری ماشین برای آموزش مدل‌های NLP برای اجرای برنامه‌های کاربردی خاص بر اساس اطلاعات متنی ارائه شده استفاده می‌کنند. آموزش الگوریتم‌های NLP مستلزم تغذیه نرم‌افزار با نمونه‌های بزرگ داده است تا دقت الگوریتم‌ها افزایش یابد. به این معنا که برای آموزش موفق یک مدل NLP باید حجم زیادی از داده‌های متنی در اختیار مدل قرار گیرد. این داده‌ها به عنوان ورودی برای آموزش استفاده می‌شوند و به مدل کمک می‌کنند تا الگوها و روابط موجود در زبان را یاد بگیرد. هرچه تعداد و تنوع این نمونه‌های داده بیشتر باشد، مدل می‌تواند دقت بالاتری در انجام وظایف خاصی مانند ترجمه، تحلیل احساسات، یا پاسخگویی به سوالات داشته باشد. الگوریتم‌های مختلفی مانند شبکه‌های عصبی عمیق، ماشین‌های بردار پشتیبانی (Support Vector Machine)، و مدل‌های مبتنی بر درخت تصمیم‌گیری (Decision Tree-based models) می‌توانند برای آموزش استفاده شوند.
  • استقرار و استنتاج
پس از آموزش مدل، کارشناسان یادگیری ماشین، مدل را در محیط عملیاتی مستقر می‌کنند. این می‌تواند شامل بارگذاری مدل در یک سرور، تنظیمات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری برای اجرای مدل و تضمین سازگاری آن با سیستم‌های موجود باشد. در این مرحله مدل باید به گونه‌ای پیکربندی شود که قادر به پردازش داده‌های ورودی و تولید خروجی‌های صحیح باشد. مدل با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری که در طول فرآیند آموزش داده شده است، ورودی‌ها را پردازش می‌کند. بر اساس این پردازش، مدل خروجی‌هایی را پیش‌بینی می‌کند که برای کاربر نهایی مفید هستند. این خروجی‌ها می‌توانند شامل ترجمه‌های متنی، تحلیل احساسات، خلاصه‌سازی متون، یا پاسخ‌های خودکار به سوالات باشند.
مدل می‌تواند به صورت زنده بر روی داده‌های جدید اجرا شود و نتایج فوری ارائه دهد. این قابلیت به سیستم‌های NLP امکان می‌دهد تا در محیط‌های دنیای واقعی مانند خدمات مشتری، تجزیه و تحلیل نظرات کاربران، یا ترجمه ماشینی به کار گرفته شوند.

پردازش زبان طبیعی

کاربرد پردازش زبان طبیعی

برخی از توابعی که الگوریتم‌های پردازش زبان طبیعی انجام می‌دهند شامل موارد زیر است:
طبقه‌بندی متن: این تابع برچسب‌هایی را به متون اختصاص می‌دهد تا آن‌ها را دسته‌بندی کند. این امر می‌تواند برای تجزیه و تحلیل احساسات مفید باشد، که به الگوریتم پردازش زبان طبیعی کمک می‌کند تا احساسات را در پشت متن تعیین کند. به عنوان مثال، هنگامی که نام تجاری A در تعداد X از متون ذکر می‌شود، الگوریتم می‌تواند تعیین کند که چه تعداد از آن جملات مثبت و چه تعداد منفی بوده است. همچنین می‌تواند برای تشخیص نیت نویسنده مفید باشد، که به پیش‌بینی آنچه که گوینده یا نویسنده ممکن است بر اساس متنی که تولید می‌کند، انجام دهد، کمک می‌کند.
استخراج متن: این تابع به طور خودکار، متن را خلاصه می‌کند و بخش‌های مهم داده را پیدا می‌کند. یکی از نمونه‌های آن، استخراج کلمه کلیدی است که مهمترین کلمات را از متن بیرون می‌کشد و می‌تواند برای بهینه‌سازی موتورهای جستجو مفید باشد. انجام این کار با پردازش زبان طبیعی نیاز به برنامه نویسی دارد و در واقع کاملاً خودکار نیست. با این حال، بسیاری از ابزارهای ساده استخراج کلمات کلیدی وجود دارد که بیشتر فرآیند را خودکار می کند و کاربر فقط متغیرها را در برنامه تنظیم می‌کند. به عنوان مثال، یک ابزار ممکن است پرکاربردترین کلمات را در متن بیرون بکشد. مثال دیگر شناسایی موجودیت است که نام افراد، مکان ها و سایر موجودات را از متن استخراج می‌کند.
ترجمه ماشینی: در این فرآیند، کامپیوتر بدون دخالت انسان، متن را از یک زبان مانند انگلیسی به زبان دیگری مانند فرانسوی ترجمه می‌کند.
تولید زبان طبیعی: این فرآیند از الگوریتم‌های پردازش زبان طبیعی برای تجزیه و تحلیل داده‌های بدون ساختار استفاده می‌کند و به طور خودکار محتوا را بر اساس آن داده‌ها تولید می‌کند. یکی از نمونه‌های آن در مدل‌های زبانی مانند (GPT-3) است که می‌تواند متن بدون ساختار را تجزیه و تحلیل کند و سپس بر اساس آن متن، مقالاتی را تولید کند.
توابع ذکر شده در بالا در انواع برنامه‌های کاربردی دنیای واقعی از جمله موارد زیر استفاده می شود:
تجزیه و تحلیل بازخورد مشتری: ابزارهایی که از هوش مصنوعی استفاده می‌کنند می‌توانند بررسی‌های رسانه های اجتماعی را تجزیه و تحلیل کنند و نظرات و پرس و جوهای یک شرکت را فیلتر کنند.
خودکارسازی خدمات مشتری: دستیارهای صوتی در یک خط تلفن خدمات مشتری می‌توانند از تشخیص گفتار برای درک آنچه مشتری می‌گوید استفاده کنند تا بتواند تماس او را به درستی هدایت کند.
ترجمه خودکار: ابزارهایی مانند Google Translate، Bing Translator و Translate Me می‌توانند متن، صدا و اسناد را به زبان دیگری ترجمه کنند.
تحقیق و تحلیل دانشگاهی: ابزارهایی که از هوش مصنوعی استفاده می‌کنند می‌توانند حجم عظیمی از مطالب دانشگاهی و مقالات تحقیقاتی را بر اساس فراداده متن و همچنین خود متن تجزیه و تحلیل کنند.
تجزیه و تحلیل و طبقه‌بندی سوابق مراقبت‌های بهداشتی: ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند از بینش‌ها (اطلاعات و دانش حاصل از بررسی و تحلیل داده‌ها) برای پیش‌بینی و در حالت ایده‌آل، پیشگیری از بیماری استفاده کنند.
تشخیص سرقت ادبی: ابزارهایی مانند Copyleaks و Grammarly از فناوری هوش مصنوعی برای اسکن اسناد و تشخیص مطابقت متن و سرقت ادبی استفاده می‌کنند.
پیش‌بینی سهام و بینش در معاملات مالی: ابزار پردازش زبان طبیعی می‌تواند تاریخچه بازار و گزارش‌های سالانه‌ای را که حاوی خلاصه‌های جامعی از عملکرد مالی یک شرکت است، تجزیه و تحلیل کند.
جذب استعداد در منابع انسانی: سازمان‌ها می‌توانند از ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی برای کاهش زمان استخدام با خودکار کردن فرآیند منبع‌یابی و غربالگری نامزدها استفاده کنند.
خودکارسازی دعاوی معمول: ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند تحقیقات انجام دهند، مسائل احتمالی را شناسایی کرده و پرونده‌ها را سریعتر از وکلای انسانی خلاصه کنند.
تشخیص هرزنامه: ابزارهای فعال پردازش زبان طبیعی را می‌توان برای طبقه‌بندی متن برای شناسایی هرزنامه استفاده کرد. برای مثال، ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی می‌توانند دستور زبان بد، نام‌های غلط املایی، فراخوان‌های فوری و عبارات تهدیدآمیز را شناسایی کنند.

جمع‌بندی

پردازش زبان طبیعی (NLP) یکی از سریع‌ترین شاخه‌های در حال رشد هوش مصنوعی است که به رایانه‌ها توانایی درک و تفسیر زبان انسانی را می‌دهد. با بهره‌گیری از الگوریتم‌ها و مدل‌های یادگیری ماشین، این فناوری به تحلیل و پردازش متون و گفتار می‌پردازد و کاربردهای متنوعی همچون ترجمه ماشینی، تشخیص گفتار، تولید محتوا، تجزیه و تحلیل احساسات و بهینه‌سازی موتورهای جستجو دارد. پیشرفت‌های چشمگیر اخیر در مدل‌های زبانی مبتنی بر شبکه‌های عصبی عمیق، دقت و کارایی سیستم‌های NLP را به سطوح بی‌سابقه‌ای رسانده است. با ادامه توسعه و نوآوری در این حوزه، پردازش زبان طبیعی نقشی محوری در تحول تعامل انسان و کامپیوتر و بهبود بسیاری از جنبه‌های زندگی روزمره از بهینه‌سازی خدمات مشتریان گرفته تا نوآوری در زمینه‌های علمی و تحقیقاتی ایفا خواهد کرد.

سوالات متداول

  1. نقش داده‌ها در پردازش زبان طبیعی چیست؟
داده‌ها به عنوان منبع اصلی آموزش مدل‌های پردازش زبان طبیعی عمل می‌کنند و کیفیت و حجم داده‌ها تاثیر زیادی بر عملکرد مدل‌ها دارد.
 
  1. چالش‌های اصلی در پردازش زبان طبیعی چیست؟
درک معنایی عمیق، مدیریت زبان‌های مختلف و پردازش متون طولانی و پیچیده.
 
  1. پردازش زبان طبیعی چگونه به بهبود تعامل انسان و رایانه کمک می‌کند؟
با ارائه پاسخ‌های دقیق‌تر و طبیعی‌تر در سیستم‌های گفتگو، بهینه‌سازی موتورهای جستجو و بهبود خدمات مشتریان.
  1. آینده پردازش زبان طبیعی چگونه پیش‌بینی می‌شود؟
پیش‌بینی می‌شود که پردازش زبان طبیعی نقش مهم‌تری در حوزه‌های مختلف از جمله خدمات مشتریان، آموزش، و تحقیقاتی ایفا کند. برای مثال بازار جهانی پردازش زبان طبیعی در سال 2020 حدود 11.6 میلیارد دلار ارزش‌گذاری شده بود و پیش‌بینی می‌شود که این بازار تا سال 2026 به حدود 35.1 میلیارد دلار با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) حدود 20.3% در دوره پیش‌بینی برسد.
تا چه حد این مطلب برای شما مفید بود؟
بر اساس رای 0 نفر

اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

ثبت نظر

نظر دادن