การเขียนโปรแกรมภาษาธรรมชาติ

การเขียนโปรแกรมภาษาธรรมชาติ ( NLP ) เป็น วิธี การเขียนโปรแกรม โดยใช้ ออนโทโลยีช่วยโดยใช้ประโยคภาษาธรรมชาติ เช่น ภาษาอังกฤษ^{[ 1 ]}เอกสารที่มีโครงสร้างพร้อมเนื้อหา ส่วนต่างๆ และส่วนย่อยสำหรับคำอธิบายประโยค ก่อให้เกิดเอกสาร NLP ซึ่งแท้จริงแล้วคือโปรแกรมคอมพิวเตอร์การเขียนโปรแกรมภาษาธรรมชาติไม่ควรสับสนกับการเชื่อมต่อภาษาธรรมชาติหรือการควบคุมด้วยเสียง ซึ่งโปรแกรมจะถูกเขียนขึ้นก่อนแล้วจึงสื่อสารผ่านภาษาธรรมชาติโดยใช้อินเทอร์เฟซที่เพิ่มเข้ามา ใน NLP ฟังก์ชันการทำงานของโปรแกรมจะถูกจัดระเบียบเพื่อกำหนดความหมายของประโยคเท่านั้น ตัวอย่างเช่น NLP สามารถใช้เพื่อแสดงความรู้ทั้งหมดของหุ่นยนต์อัตโนมัติ เมื่อทำเช่นนั้นแล้ว ผู้ใช้สามารถเขียนสคริปต์งานของหุ่นยนต์เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถดำเนินการได้อย่างอิสระในขณะที่ปฏิบัติตามกฎพฤติกรรมที่กำหนดไว้ตามที่ผู้ใช้หุ่นยนต์กำหนด หุ่นยนต์ดังกล่าวเรียกว่าหุ่นยนต์โปร่งใส^{[ 2 ]}เนื่องจากเหตุผลของหุ่นยนต์นั้นโปร่งใสต่อผู้ใช้และสิ่งนี้สร้างความไว้วางใจในหุ่นยนต์ การใช้ภาษาธรรมชาติและอินเทอร์เฟซผู้ใช้ภาษาธรรมชาติได้แก่Inform 7ซึ่งเป็นภาษาการเขียนโปรแกรมธรรมชาติสำหรับการสร้างนิยายเชิงโต้ตอบShakespeareซึ่งเป็น ภาษาการเขียนโปรแกรมธรรมชาติ เฉพาะกลุ่มในรูปแบบของบทละครของวิลเลียม เชกสเปียร์และWolfram Alphaซึ่งเป็นเครื่องมือความรู้เชิงคำนวณที่ใช้การป้อนข้อมูลภาษาธรรมชาติ วิธีการบางอย่างสำหรับการสังเคราะห์โปรแกรมนั้นอิงตามการเขียนโปรแกรมภาษาธรรมชาติ^{[ 3 ]}

หน่วยที่เล็กที่สุดของข้อความใน NLP คือประโยค แต่ละประโยคเขียนขึ้นโดยใช้แนวคิดจากออนโทโลยีพื้นฐาน คุณลักษณะในออนโทโลยีนั้น และวัตถุที่มีชื่อเขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ในข้อความ NLP ทุกประโยคจะถูกแปลงเป็นคำสั่งเรียกใช้ในภาษาโปรแกรมระดับสูง พื้นฐาน เช่นMATLAB , Octave , SciLab , Pythonเป็นต้น อย่างชัดเจน

ภาษาเชิงสัญลักษณ์ เช่นWolfram Languageสามารถประมวลผลการตีความคำถามโดยใช้ประโยคได้ ซึ่งช่วยให้สามารถร้องขอแบบโต้ตอบได้ เช่นเดียวกับการใช้งานในWolfram Alpha [ ^{4 ] [ 5 ] ความ}แตกต่างระหว่างสิ่งเหล่านี้กับ NLP คือ NLP สร้างโปรแกรมเดียวหรือไลบรารีของรูทีนที่เขียนโปรแกรมผ่านประโยคภาษาธรรมชาติโดยใช้ออนโทโลยีที่กำหนดโครงสร้างข้อมูลที่มีอยู่ในภาษาโปรแกรมระดับสูง

ตัวอย่างข้อความจากโปรแกรมประมวลผลภาษาธรรมชาติภาษาอังกฤษมีดังนี้:

ถ้า U_ คือ 'smc01-control' ให้ดำเนินการดังต่อไปนี้ กำหนดค่าน้ำหนักพื้นผิว Alpha เป็น "[0.5, 0.5]" กำหนดค่าเริ่มต้นให้เมทริกซ์ Phi เป็น 'เมทริกซ์เอกลักษณ์' กำหนดให้ J เป็น 'เมทริกซ์ความเฉื่อย' ของ Spc01 คำนวณเมทริกซ์ J2 เป็นเมทริกซ์ผกผันของ J คำนวณค่าความคลาดเคลื่อนของความเร็วตำแหน่ง Ve และค่าความคลาดเคลื่อนของความเร็วเชิงมุม Oe จากสถานะไดนามิก X และค่าอ้างอิงการนำทาง Xnow กำหนดพื้นผิวเลื่อนข้อต่อ G2 จากค่าความคลาดเคลื่อนของความเร็วตำแหน่ง Ve และค่าความคลาดเคลื่อนของความเร็วเชิงมุม Oe โดยใช้ค่าน้ำหนักพื้นผิว Alpha คำนวณฟังก์ชันสัญญาณเรียบ SG2 จากพื้นผิวเลื่อนข้อต่อ G2 ด้วยเกณฑ์สัญญาณ 0.01 คำนวณแรงไดนามิกพิเศษ F จากสถานะไดนามิก X และค่าน้ำหนักพื้นผิว Alpha คำนวณแรงบิดควบคุม T และแรงควบคุม U จากเมทริกซ์ J2 ค่าน้ำหนักพื้นผิว Alpha แรงไดนามิกพิเศษ F และฟังก์ชันสัญญาณเรียบ SG2 เสร็จสิ้นการดำเนินการตามเงื่อนไข

ซึ่งกำหนดรูปแบบการควบคุมป้อนกลับโดยใช้วิธี การควบคุมแบบสไลด์โหมด

การเขียนโปรแกรมด้วยภาษาธรรมชาติเป็นวิธีการเขียนซอฟต์แวร์แบบจากบนลงล่าง โดยมีขั้นตอนดังต่อไปนี้:

• นิยามของออนโทโลยี  – อนุกรมวิธาน – ของแนวคิดที่จำเป็นในการอธิบายงานในหัวข้อที่กล่าวถึง แต่ละแนวคิดและคุณลักษณะทั้งหมดจะถูกกำหนดด้วยคำพูดในภาษาธรรมชาติ ออนโทโลยีนี้จะกำหนดโครงสร้างข้อมูลที่ NLP สามารถใช้ในประโยคได้
• นิยามประโยคระดับสูงสุดอย่างน้อยหนึ่งประโยคโดยใช้แนวคิดจากออนโทโลยี ประโยคเหล่านี้จะถูกนำไปใช้ในภายหลังเพื่ออ้างถึงกิจกรรมที่สำคัญที่สุดในหัวข้อนั้น ๆ
• การกำหนดความหมายของประโยคระดับบนสุดแต่ละประโยคโดยพิจารณาจากลำดับของประโยค
• กำหนดความหมายของประโยคระดับล่างแต่ละประโยคโดยใช้ประโยคอื่นหรือโดยใช้ประโยคง่ายๆ ในรูปแบบ"เรียกใช้โค้ด "..."โดยที่ ... หมายถึงโค้ดในภาษาโปรแกรมระดับสูงที่เกี่ยวข้อง
• ทำซ้ำขั้นตอนก่อนหน้าจนกว่าจะไม่มีประโยคใดที่ยังไม่ได้กำหนดความหมาย ในระหว่างกระบวนการนี้ แต่ละประโยคสามารถจัดประเภทให้เป็นส่วนหนึ่งของเอกสารที่จะสร้างเป็นรูปแบบ HTML หรือ Latex เพื่อสร้างโปรแกรมภาษาธรรมชาติฉบับสุดท้ายได้
• ทดสอบความหมายของแต่ละประโยคโดยการเรียกใช้โค้ดโดยใช้ตัวอย่างทดสอบ
• จัดเตรียมคลังคำสั่งเรียกใช้ฟังก์ชัน (ในภาษาโปรแกรมระดับสูงพื้นฐาน) ซึ่งจำเป็นในการกำหนดความหมายของประโยคระดับต่ำบางประโยค
• ระบุชื่อเรื่อง ข้อมูลผู้แต่ง และเรียบเรียงประโยคเหล่านั้นลงในไฟล์HTMLหรือLaTeX
• เผยแพร่โปรแกรมภาษาธรรมชาติในรูปแบบเว็บเพจบนอินเทอร์เน็ต หรือในรูปแบบ ไฟล์ PDFที่สร้างจากเอกสาร LaTeX

โปรแกรมภาษาธรรมชาติ (NLP) คือ คำอธิบาย ที่เป็นทางการและ แม่นยำ ของกระบวนการบางอย่างที่ผู้สร้างได้สร้างขึ้น โปรแกรมนี้อ่านได้โดยมนุษย์ และยังสามารถอ่านได้โดยโปรแกรมช่วยอ่านที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น หน้าเว็บในรูปแบบ NLP สามารถอ่านได้โดยโปรแกรมช่วยอ่านส่วนบุคคลให้กับบุคคล และบุคคลนั้นสามารถขอให้โปรแกรมช่วยอ่านดำเนินการบางประโยค เช่น ทำงานบางอย่าง หรือตอบคำถามได้ มีโปรแกรมช่วยอ่านสำหรับแปลเอกสาร NLP ที่ใช้ HTML เป็นพื้นฐานเป็นภาษาอังกฤษ ซึ่งบุคคลสามารถใช้งานบนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ของตน ได้

คลาสออนโทโลยีคือโปรแกรมภาษาธรรมชาติที่ไม่ใช่แนวคิดในความหมายที่มนุษย์ใช้กัน แนวคิดใน NLP คือตัวอย่าง (ตัวอย่างย่อย) ของแนวคิดทั่วไปของมนุษย์ แต่ละประโยคในโปรแกรมภาษาธรรมชาติจะเป็น (1) การระบุความสัมพันธ์ในแบบจำลองโลก หรือ (2) การดำเนินการในสภาพแวดล้อม หรือ (3) การดำเนินการตามขั้นตอนการคำนวณ หรือ (4) การเรียกใช้กลไกการตอบคำถาม

ชุดประโยค NLP ที่มีออนโทโลยีที่กำหนดไว้ สามารถใช้เป็นรหัสเทียม (pseudo code ) ที่ไม่แสดงรายละเอียดในภาษาโปรแกรมระดับสูงใดๆ ในแอปพลิเคชันดังกล่าว ประโยคที่ใช้จะกลายเป็นนามธรรมระดับสูง (แนวคิด) ของกระบวนการคำนวณที่ไม่ขึ้นอยู่กับภาษาคอมพิวเตอร์หรือเครื่องจักร

นักวิจัยได้เริ่มทดลองกับสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรมภาษาธรรมชาติที่ใช้ข้อความแจ้งเป็นภาษาธรรมดา จากนั้นใช้ AI (โดยเฉพาะแบบจำลองภาษาขนาดใหญ่) เพื่อแปลงภาษาธรรมชาติให้เป็นรหัสที่เป็นทางการ ตัวอย่างเช่น Spatial Pixel ได้สร้างสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรมภาษาธรรมชาติเพื่อแปลงภาษาธรรมชาติให้เป็นรหัส P5.js ผ่าน API ของ OpenAI ในปี 2021 OpenAI ได้พัฒนาสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรมภาษาธรรมชาติสำหรับแบบจำลองภาษาขนาดใหญ่สำหรับการเขียนโปรแกรมของพวกเขาที่เรียกว่า Codex

• ภาษาธรรมชาติที่ถูกควบคุม
• ภาษาที่ไม่ขึ้นกับบริบท
• ภาษาเฉพาะโดเมน (หรือ DSL)
• การเขียนโปรแกรมสำหรับผู้ใช้ปลายทาง
• การนำเสนอความรู้
• การประมวลผลภาษาธรรมชาติ
• การสร้างซอร์สโค้ด
• ภาษาโปรแกรมระดับสูงมาก
• ไวบ์โค้ดดิ้ง (Vibe coding)คือวิธีการเขียนโปรแกรมภาษาธรรมชาติโดยใช้แบบจำลองภาษาขนาดใหญ่

• แอปเปิลสคริปต์
• ความพยายามในการควบคุมภาษาอังกฤษ
• โคบอล
• เคลียร์ทอล์ค
• ฟลอว์-มาติก
• ไฮเปอร์ทอล์ค
• แจ้ง 7
• จอสส์
• เซนส์ทอล์ค
• ซอฟต์แวร์ เอจี
• ถอดความ
• ภาษาการสอบถามเชิงโครงสร้าง (หรือ SQL)
• xTalk

• ภาษาโปรแกรมที่ไม่ใช้ภาษาอังกฤษเป็นพื้นฐาน

หนังสือ

• การเขียนโปรแกรมภาษาธรรมชาติสำหรับเอเจนต์และอุปกรณ์หุ่นยนต์: การเผยแพร่สำหรับเอเจนต์และมนุษย์เป็นภาษาอังกฤษโดย SM Veres, ISBN 978-0-9558417-0-5ลอนดอน มิถุนายน 2551
• ไดจ์กสตรา, เอ็ดสเกอร์ ดับเบิลยู. (1979). "เกี่ยวกับความไร้สาระของ "การเขียนโปรแกรมภาษาธรรมชาติ"" การสร้างโปรแกรม . บันทึกการบรรยายในวิทยาการคอมพิวเตอร์. เล่มที่ 69. หน้า  51–53 . doi : 10.1007/bfb0014656 . ISBN 3-540-09251-X.
• Lieberman, Henry; Liu, Hugo (2006). "การศึกษาความเป็นไปได้สำหรับการเขียนโปรแกรมด้วยภาษาธรรมชาติ"การ พัฒนา โดยผู้ใช้ปลายทาง ชุดปฏิสัมพันธ์ ระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ เล่มที่ 9 หน้า  459–473 doi : 10.1007/1-4020-5386-x_20 ISBN 978-1-4020-4220-1.
• Halpern, Mark (1990). "ภาษาธรรมชาติและความซ้ำซ้อนในการเขียนโปรแกรม". Binding Time: Six Studies in Programming Technology & Milieu . ชุด Ablex ในสาขาวิทยาศาสตร์การคำนวณ. Intellect Books. ISBN 9780893916916.

บทความที่นำเสนอในการประชุม

• Veres, SM; Molnar, L. (2010). "เอกสารสำหรับเอ เจนต์อัจฉริยะในภาษาอังกฤษ" ปัญญาประดิษฐ์และการประยุกต์ใช้ doi : 10.2316 /p.2010.674-122 ISBN 978-0-88986-817-5.
• การควบคุมแบบสไลด์โหมดของยานอวกาศอัตโนมัติ (เขียนเป็นภาษาอังกฤษครึ่งหนึ่ง) โดย SM Veres และ NK Lincoln, Proc. TAROS'2008, Towards Autonomous Robotic Systems , เอดินบะระ, 1–3 กันยายน 2008
• Veres, Sandor M. ( 2010). "ระบบควบคุมอัตโนมัติที่สามารถปฏิบัติภารกิจได้ในมหาสมุทร ในอากาศ และในอวกาศ" เทคโนโลยีสารสนเทศที่ได้รับแรงบันดาลใจจากสมองการศึกษาด้านปัญญาประดิษฐ์เชิงคำนวณ เล่มที่ 266 หน้า  1–10 doi : 10.1007/978-3-642-04025-2_1 ISBN 978-3-642-04024-5.
• Pulido-Prieto, Oscar; Juárez-Martínez, Ulises (2017). "การสำรวจเทคโนโลยีการเขียนโปรแกรมเชิงธรรมชาติ". ACM Computing Surveys . 50 (5): 1– 35. doi : 10.1145/3109481 . S2CID  2078759 .

การสังเคราะห์โปรแกรมจากข้อกำหนดภาษาธรรมชาติ

• Raza, Mohammad, Sumit Gulwani และ Natasa Milic-Frayling. " การสังเคราะห์โปรแกรมเชิงองค์ประกอบจากภาษาธรรมชาติและตัวอย่าง " IJCAI. 2015.
• กรีน, คอร์เดลล์. " บทสรุปของระบบสังเคราะห์โปรแกรม PSI " IJCAI. เล่มที่ 5. 1977.

• สคริปต์ภาษาอังกฤษ (หยุดใช้งานตั้งแต่ปี 2016)
• การเขียนโปรแกรมด้วยภาษาอังกฤษแบบง่ายๆภาษาโปรแกรมที่ใช้ประโยคภาษาอังกฤษในรูปแบบ ASCII
• SEMPRE  – ชุดเครื่องมือสำหรับฝึกฝนตัวแยกวิเคราะห์ความหมาย
• sysbrain.com  – โปรแกรมแก้ไขภาษาอังกฤษในภาษา C++/ROS สำหรับการเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์เพื่อพัฒนาหุ่นยนต์โปร่งใส
• wy-lang.org  – "ภาษาโปรแกรมสำหรับชาวจีนโบราณ"
• อินเทอร์เฟซที่เป็นธรรมชาติควรมีความเป็นธรรมชาติมากแค่ไหน?  – ข้อคิดเกี่ยวกับความ "เป็นธรรมชาติ" ของ อินเทอร์เฟซ Ubiquity (ซึ่งหยุดพัฒนาไปตั้งแต่ปี 2009)
• Metafor แปลงภาษาอังกฤษเป็นโค้ด (หยุดใช้งานตั้งแต่ปี 2005)
• รูปแบบ ระบบ วิธีการ และแอปพลิเคชันการแสดงความรู้ด้วยคอมพิวเตอร์  – สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาเกี่ยวกับการเชื่อมโยงไปยังไฟล์ XML .who/what/where/when/how ที่ฝังความรู้ภาษาธรรมชาติ