汉语认知加工机制与计算模型研究

Natural language is one of the basic means for human communication. The cognitive mechanism of natural language is the key to understand how human brain works, and can provide theoretical basis for natural language understanding research. In this project, in the perspective of cognitive science, linguistics and information science, according to the neurological differences of different groups of people for understanding the Chinese sentence (including its pronunciation, shapes, and meaning), we conduct research in the following four dimensions: the brain cognitive process of Chinese; the cognitive representation model of Chinese; the language computation model of Chinese; and the verification platform for above research. Specifically, we investigate the following language cognition questions: How brain represents and processes Chinese? How people cognizes the structure and the semantic of complicated Chinese sentences? And how context and background knowledge will influence the cognition of Chinese sentences? Start from the answer of the above questions, we will study the representation of Chinese language knowledge. Then we will construct Chinese computation model, design joint structure and semantic parsing algorithms for Chinese sentences, and investigate how to understand a sentence using the information from multi-sources. Finally we will verify the effectiveness of the proposed model using an automatic question answering system. This project will be useful for understanding Chinese cognitive processing mechanism, and can promote the Chinese language computing with a cognitive theoretical basis, and will also be useful in verifying the cognitive model from the perspective of language computing.

语言是人类沟通和交流的基本手段。语言认知机制研究是破解人类大脑之谜的钥匙，是自然语言理解技术取得突破的关键。本项目从认知科学、语言学和信息科学协同的角度，针对不同群体在汉语（音、形、义）理解过程中的神经表现差异，拟从汉语的脑认知加工机制、汉语认知表示模型、类人汉语计算模型、验证平台等四个层面来开展研究工作。探索汉语在人脑中的表征和加工方式、汉语复杂句子结构和语义的认知加工机制、语境和背景信息对汉语结构和语义加工的影响；提出了一种符合认知机制、能够表征多层次汉语知识的表示框架；提出了一种汉语结构和语义的一体化分析方法；在此基础上，构建新的类人汉语计算模型，实现基于多源信息关联的句子理解；最后通过问答系统，验证模型的有效性。本项目的开展有助于破解人脑的汉语认知加工机制，有助于从认知的角度构建语言计算模型，有助于从语言计算的角度验证认知模型。

语言认知机制研究是自然语言理解技术取得突破的关键。语言认知机制与计算的探索受到研究者的广泛关注。本项目从认知科学、语言学和信息科学协同的角度，探索汉语在人脑中的表征和加工方式、汉语复杂句子结构和语义的认知加工机制、语境和背景信息对汉语结构和语义加工的影响；探索符合认知机制、能够表征多层次汉语知识的表示框架；在此基础上，构建类人汉语计算模型，设计高性能的汉语结构与语义一体化分析算法，实现基于多源信息关联的句子理解；最后通过问答系统，验证模型的有效性。具体地，在理论与技术研究方面，研究了语言的大脑表征、加工和认知机制，构建了符合认知机制的多层次汉语知识，提出了类人汉语计算模型；在自然语言处理、人工智能、认知科学等领域重要国际会议和期刊上发表论文75篇；专著3部，译著1部；申请专利5项；软件著作权2项。在资源和工具方面，构建了汉语认知词汇知识库，为汉语认知和计算相关研究提供资源支撑；在融入生成词库物性角色的基础上，针对名词、动词和形容词提出了具有理性义、语法义和社会义的汉语词汇认知知识表示体系及资源，词汇量达2万条，是目前最大的建模上述认知知识的汉语词汇知识库；研发的中文知识库自动构建工具在美国NIST组织的国际权威评测KBP 2017中获得单项第一名，总体第三名。在原型示范系统方面，分别构建了汉语脑认知机制验证系统和汉语语义理解与知识问答原型系统，项目组研发的相关技术以项目合作的方式转让于多家企事业单位。本项目的研究有助于从认知的角度构建语言计算模型，从计算的角度验证语言认知模型。