A flexible and reusable framework for dialogue and action management in multi-party discourse

Abstract

This thesis describes a model for goal-directed dialogue and activity control in real-time for multiple conversation participants that can be human users or virtual characters in multimodal dialogue systems and a framework implementing the model. It is concerned with two genres: task-oriented systems and interactive narratives. The model is based on a representation of participant behavior on three hierarchical levels: dialogue acts, dialogue games, and activities. Dialogue games allow to take advantage of social conventions and obligations to model the basic structure of dialogues. The interactions can be specified and implemented using reoccurring elementary building blocks. Expectations about future behavior of other participants are derived from the state of active dialogue games; this can be useful for, e. g., input disambiguation. The knowledge base of the system is defined in an ontological format and allows individual knowledge and personal traits for the characters. The Conversational Behavior Generation Framework implements the model. It coordinates a set of conversational dialogue engines (CDEs), where each participant is represented by one CDE. The virtual characters can act autonomously, or semi-autonomously follow goals assigned by an external story module (Narrative Mode). The framework allows combining alternative specification methods for the virtual characters'; activities (implementation in a general-purpose programming language, by plan operators, or in the specification language Lisa that was developed for the model). The practical viability of the framework was tested and demonstrated via the realization of three systems with different purposes and scope.

Diese Arbeit beschreibt ein Modell für zielgesteuerte Dialog- und Ablaufsteuerung in Echtzeit für beliebig viele menschliche Konversationsteilnehmer und virtuelle Charaktere in multimodalen Dialogsystemen, sowie eine Softwareumgebung, die das Modell implementiert. Dabei werden zwei Genres betrachtet: Task-orientierte Systeme und interaktive Erzählungen. Das Modell basiert auf einer Repräsentation des Teilnehmerverhaltens auf drei hierarchischen Ebenen: Dialogakte, Dialogspiele und Aktivitäten. Dialogspiele erlauben es, soziale Konventionen und Obligationen auszunutzen, um die Dialoge grundlegend zu strukturieren. Die Interaktionen können unter Verwendung wiederkehrender elementarer Bausteine spezifiziert und programmtechnisch implementiert werden. Aus dem Zustand aktiver Dialogspiele werden Erwartungen an das zukünftige Verhalten der Dialogpartner abgeleitet, die beispielsweise für die Desambiguierung von Eingaben von Nutzen sein können. Die Wissensbasis des Systems ist in einem ontologischen Format definiert und ermöglicht individuelles Wissen und persönliche Merkmale für die Charaktere. Das Conversational Behavior Generation Framework implementiert das Modell. Es koordiniert eine Menge von Dialog-Engines (CDEs), wobei jedem Teilnehmer eine CDE zugeordet wird, die ihn repräsentiert. Die virtuellen Charaktere können autonom oder semi-autonom nach den Zielvorgaben eines externen Storymoduls agieren (Narrative Mode). Das Framework erlaubt die Kombination alternativer Spezifikationsarten für die Aktivitäten der virtuellen Charaktere (Implementierung in einer allgemeinen Programmiersprache, durch Planoperatoren oder in der für das Modell entwickelten Spezifikationssprache Lisa). Die Praxistauglichkeit des Frameworks wurde anhand der Realisierung dreier Systeme mit unterschiedlichen Zielsetzungen und Umfang erprobt und erwiesen.