generadores automaticos y gramatica funcional inglesa

1. INTRODUCCIN

El desarrollo de gramticas computacio-nales con diferentes fines y aplicaciones esun campo muy activo de trabajo en la actua-lidad, tanto desde el punto de vista de la in-vestigacin lingstica como desde el mbitode las aplicaciones comerciales. Algunas delas tareas para las que se han utilizado tradi-cionalmente las gramticas computacionaleshan sido el anlisis sintctico, la traduccinautomtica y la generacin del lenguaje natu-ral (GLN). Esta ltima puede definirse comoaquella rea de la Lingstica Computacionalque se ocupa de la construccin de sistemasinformticos capaces de producir textos apartir de una representacin no-lingstica dela informacin. Una definicin ms concisade este campo la ofreci uno de sus ms im-portantes investigadores, D. McDonald(1992), quien la defini como el proceso de

construccin de textos con el fin de satisfacerpropsitos comunicativos. Entre las motiva-ciones ms importantes para la generacindestaca principalmente una de carcter te-rico, como es la creacin de modelos psico-lingsticos de produccin del lenguaje, yotra de carcter prctico, y que constituyeuno de los principales objetivos para su desa-rrollo, es decir, la construccin de sistemasinformticos que produzcan textos coheren-tes en una o ms lenguas. As, en la actuali-dad existen sistemas que generan automti-camente informes meteorolgicos (Kittredgeet al, 1986), cartas en respuesta a peticionesde clientes (Springer et al, 1991; Coch et al,1995), programas para la produccin de do-cumentacin tcnica (Reiter et al, 1995; Rs-ner y Stede, 1994), textos conteniendo ins-trucciones (Not y Stock, 1994; Lavid 1995,1996; Paris et al, 1995), informacin y edu-cacin sanitaria del paciente (Cawsey et al,

GENERADORES AUTOMTICOS Y GRAMTICA FUNCIONALINGLESA: UNA EXPERIENCIA DE INTEGRACIN

EN EL AULA VIRTUAL

Julia Lavid [email protected]

Juan Rafael Zamorano [email protected]

Facultad de Filologa - UCM

Palabras clave: Generacin automtica; Gramtica inglesa; Aula virtual

El propsito de este trabajo es describir una experiencia de integracin en el aula virtual de un sis-tema computacional de desarrollo de gramticas para la generacin automtica (Komet Penman Mul-tilingual, KPML), tpicamente utilizado para la investigacin, como base para la exploracin din-mica de la gramtica funcional inglesa. La experiencia se desarroll como parte de las actividadesdidcticas de la asignatura de Lingstica Computacional dentro del plan de estudios de Filologa In-glesa, y que actualmente se ofrece como parte de la oferta de asignaturas virtualizadas en el CampusVirtual UCM.

07. GENERADORES 11/10/05 08:36 Pgina 327

1995; DiMarco et al, 1995), informes mdi-cos (Li et al, 1986), e interfaces de lenguajenatural a bases de datos, entre otros.

En general, aunque la mayora de las aplica-ciones prcticas de la GLN se ha centrado en elmonlogo, el mbito de aplicaciones se ha am-pliado tambin al dilogo, siendo actualmenteun componente importante en sistemas tutoria-les para la enseanza asistida por ordenador, sis-temas de ayuda o de explicacin de sistemas ex-pertos, o en sistemas de informacin y reservade viajes, entre otros (Lavid, en prensa)1.

A pesar de esta variedad de aplicacionesde la GLN, su potencial como herramienta pe-daggica est an por explotar, existiendo enla actualidad algunas propuestas en esta direc-cin (vase Zamorano, 2002).

Este trabajo describe una experiencia pi-loto de integracin en el aula virtual de un sis-tema computacional de desarrollo de gramti-cas para la generacin automtica (KometPenman Multilingual, KPML), tpicamenteutilizado para la investigacin, como basepara la exploracin dinmica de la gramticainglesa. La experiencia se desarroll comoparte de las actividades didcticas de la asig-natura de Lingstica Computacional, optativade segundo ciclo dentro del plan de estudiosde Filologa Inglesa, y fue programada comoparte de las tareas de virtualizacin de dichaasignatura dentro de un proyecto de innova-cin docente de la Universidad Complutense(vase la seccin de agradecimientos).

El trabajo se estructura como sigue: en laseccin 2 se ofrece una descripcin generalde los sistemas de generacin basados en ras-gos, y se justifica la eleccin del generadorKPML para la presente experiencia didc-tica. La seccin 3 explica cmo se planificla experiencia y el procedimiento para su im-plementacin en el aula virtual. La seccin 4presenta los resultados de la actividad reali-zada con los alumnos comentando los puntosms destacables desde el punto de vista di-dctico. Finalmente la seccin 5 resume los

puntos ms destacables del trabajo y presentaunas conclusiones preliminares.

2. KPML Y LOS SISTEMAS BASADOSEN RASGOS

Los diferentes sistemas de generacinexistentes utilizan diversos mtodos de gene-racin, caracterizados por su menor o mayorgrado de sofisticacin: desde el mtodo mssimple basado en la tcnica del texto enlatadohasta la generacin basada en rasgos (feature-based systems). En estos sistemas cada rasgorepresenta una alternativa posible de expre-sin: por ejemplo, la oracin que deseamosgenerar puede ser positiva o negativa, impera-tiva o indicativa, en tiempo presente o pasado.Segn este mtodo cada expresin lingsticapuede caracterizarse por un conjunto de ras-gos. Si deseamos generar una oracin espec-fica, el sistema recopilar los rasgos apropia-dos correspondientes a dicha oracin hastaque est completamente determinada.

La ventaja de la generacin basada en ras-gos radica en la simplicidad y elegancia en suconcepcin. El problema principal est en la di-ficultad de mantener interrelaciones de rasgos ycontrol de su seleccin. Entre los sistemas msavanzados que utilizan este mtodo destacan elsistema PENMAN (Mann, 1983) y su sucesorKPML (Bateman y Matthiessen, 1991; Bate-man, 1997), COMMUNAL (Fawcett, 1990),FUF/Surge (Elhadad y Robin, 1997), y POPEL(Reiter, 1990). Mientras los tres primeros utili-zan gramticas sistmicas para el proceso derealizacin lingstica, los dos segundos uti-lizan gramticas de unificacin.

Para la experiencia docente que se des-cribe en este trabajo se escogi el sistemaKPML (Komet Penman Multilingual) porlas siguientes razones:

1. El sistema forma parte de un entorno dedesarrollo de gramticas que lo hacenespecialmente interesante para la explo-racin dinmica de los aspectos funcio-nales de la lengua.

2. Est equipado con herramientas grfi-cas que permiten estudiar diferentes re-

II JORNADA CAMPUS VIRTUAL UCM328

1 Vase el captulo 4 de Lavid (2005) para un desa-rrollo detallado de los diferentes componentes y procesosde generacin as como los mtodos principales.


giones de la gramtica o de la estruc-tura de la oracin generada.

3. Contiene no slo una gramtica compu-tacional de la lengua inglesa (Nigel), de-sarrollada en el proyecto Pen-man y basada en el modelosistmico-funcional de Halli-day (Mann y Matthiessen,1985), siendo posible obtenertambin gramticas completaso parcialmente desarrolladaspara otras lenguas tales como elalemn, el holands, el blgaroy el espaol, algunas de ellas enproceso de construccin (vaseLavid et al, 2002; Lavid, 2003).

A continuacin se describe la ac-tividad realizada destacando, en pri-mer lugar, la planificacin y, en se-gundo lugar, los resultados de laactividad de generacin conjunta conlos alumnos.

3. PLANIFICACIN DE LA ACTIVIDAD

3.1. ASPECTOS PRELIMINARES

El propsito de la actividad planificada enel Campus Virtual fue ofrecer a los estudian-tes la oportunidad de estudiar y observar lalengua en su aspecto dinmico, permitindo-les interactuar de manera directa con la gram-tica de la lengua. La actividad fue integrada enla clase de la asignatura de Lingstica Compu-tacional (lengua inglesa) como puesta en prc-tica de diversos aspectos tericos sobre compo-nentes y mtodos de generacin automtica, ascomo de gramticas funcionales adaptadas parala generacin.

3.2. PROCEDIMIENTO

El procedimiento fue el siguiente: en pri-mer lugar se hizo a los estudiantes una de-mostracin en la que se mostraron los compo-nentes fundamentales de KPML (las partes deuna gramtica computacional, los datos de en-

trada para la generacin, etc.) y cmo estoscomponentes se relacionan entre s durante elproceso de generacin. La figura 1 ilustra losprincipales componentes de este sistema:

Esta demostracin finaliz con la creacinde manera conjunta con los alumnos del for-malismo necesario para la generacin de unaoracin simple que sirviera de ejemplo. Di-chos formalismos reciben el nombre de SPL.La figura 2 ilustra un ejemplo de SPL para laoracin The dog swam across the river.

INVESTIGACIN Y CAMPUS VIRTUAL 329

Figura 1. Componentes internos del sistema KPML.

Figura 2. Ejemplo de SPL.

(in-package KPML)

(in-language :languages :ENGLISH)

(EXAMPLE:NAME place_prep-1:TARGETFORM The dog swam across

the river.:LOGICALFORM(x / nondirected-action):ACTOR

(dog / dog :determiner the)

:nonparallel-extent(nin / empty :lex riverdeterminer the)

:LEX swim:tense past )

:SET-NAME examples )


Dicho SPL, al ser introducido como da-tos de entrada en el generador y cruzarsecon los recursos lingsticos de la lenguainglesa, da lugar a la oracin deseada. La fi-gura 3 muestra el resultado generado por elprograma, indicando mediante un diagramade rbol la estructura de la oracin:

La actividad de los alumnos se centr en lacreacin de formalismos de SPL para la genera-cin de diez oraciones con el sistema KPML. Larazn fundamental para concentrarse en esta ac-tividad fue que cada SPL constituye de hecho unanlisis de tipo funcional de la oracin que sepretende generar. As, a la hora de disear unSPL los alumnos deben llevar a cabo un anlisispreliminar de los rasgos semnticos funcionalesde la oracin que se pretende generar, tales comoel tipo de proceso que representa la oracin, losparticipantes involucrados en dicho proceso, lascircunstancias asociadas, etc. Dicho anlisis,adems, est basado en los principos de la gra-mtica funcional, teora con la que los alumnosestn bastante familiarizados por estar presenteen un buen nmero de las asignaturas que ofertanuestro Departamento de Filologa Inglesa.

A pesar del conocimiento lingstico queposeen la mayora de los participantes en elcurso, fue necesaria la creacin de un tutorial enlnea en el que se explicaron los comandos ne-cesarios para especificar los rasgos semntico-funcionales en los SPL objeto del ejercicio. Di-cho tutorial se integr como parte de la unidad3 del curso virtual de la asignatura de Lings-

tica Computacional, de forma que los alumnospudieran consultarlo en lnea y formular dudasy preguntas a los docentes mediante las herra-mientas de comunicaciones que ofrece la plata-forma WebCT del Campus Virtual UCM.

Adems, el tutorial en lnea se dividi endiferentes secciones para facilitar la consultapor parte de los alumnos. La figura 4 muestrala seccin introductoria de dicho tutorial en elque se definen los conceptos esenciales para lacreacin de formalismos SPL y los comandosprincipales para la generacin de oraciones.

Las principales secciones del tutorial son: laseccin introductoria, la seccin que explica laspropiedades de las oraciones, y tres seccionesexplicativas de los principales tipos de proce-sos, participantes y circunstancias asociadas. Lafigura 5 ofrece una vista parcial de la seccinexplicativa de las propiedades oracionales:


Figura 4. Seccin introductoria del tutorial en lnea.

Figura 5. Seccin explicativa de las propiedadesoracionales.

Figura 3. Estructura de la oracin generadaautomticamente The dog swam across the river.


Por su parte, la figura 6 muestra la seccinexplicativa de los tipos de procesos necesariospara generar diferentes tipos de oraciones.

Adems se cre un archivo con los ejerci-cios de generacin de oraciones que tenanque preparar los alumnos, tal y como muestrala figura 7:

El archivo de ejercicios consisti en unalista de oraciones para las cuales deban disearlos formalismos SPL correspondientes. Comoya se ha sealado anteriormente, la tarea de di-sear el SPL para la generacin de una oracindeterminada equivale de hecho a realizar unanlisis de dicha oracin. Adems, para mayorcomodidad de los estudiantes, se les propor-cion un archivo con diez SPL uno por cadaoracin que deban generar con el fin de que

los alumnos slo tuvieran que editar las partesrelevantes para la actividad (tipo de proceso,participantes, etc.), y evitar as en lo posible loserrores debidos a factores ms relacionados conla computacin.

4. DESCRIPCIN DE RESULTADOS

Despus de dos semanas de trabajo engrupo con ayuda del material suministrado,los alumnos trajeron a clase sus formalismosSPL almacenados en un nico archivo. Dichoarchivo fue cargado en el sistema KPML conel propsito de generar a partir de las especi-ficaciones que contena y observar el resul-tado obtenido por los distintos grupos paracada oracin de la lista.

Durante la sesin presencial se realiz unaactividad de aprendizaje cooperativo comen-tando las generaciones resultantes con los estu-diantes. En los casos en que dichas generacio-nes fueron las correctas, no fue necesario, por logeneral, ningn trabajo o comentario adicional.Pero los casos ms interesantes desde un puntode vista pedaggico fueron aquellos en los quela generacin obtenida result incorrecta.

En ocasiones el problema se debi a merascausas tcnicas: los alumnos, a pesar de lasprecauciones tomadas en este sentido, habanescrito de manera incorrecta un comando ohaban hecho un uso errneo de los smbolospropios del formalismo, en especial los parn-tesis, los espacios o los dos puntos. Estos ca-sos fueron resueltos en clase con la ayuda delprofesor sin ms comentario.

En otras ocasiones, sin embargo, el error enla generacin era consecuencia directa de unanlisis incorrecto por parte del alumno de laoracin a generar. Fue entonces cuando el con-traste entre la forma obtenida y la forma de-seada result especialmente til para explicar alos estudiantes cul era el origen del error. En-tre los errores ms comunes que creemos con-tribuyeron a mejorar el conocimiento de losfundamentos de anlisis lingstico por parte delos estudiantes destacamos los siguientes:

a) Un agrupamiento equivocado de losconstituyentes a la hora de disear el


Figura 6. Seccin explicativa de los tiposde procesos.

Figura 7. Archivo de ejercicios.


SPL de la oracin a generar. Por ejem-plo, cuando los alumnos intentaron obte-ner la frase The weather in Madrid issunny, algunos se encontraron con el re-sultado The weather is sunny in Madrid.Al examinar la estructura resultante de laoracin generada con KPML fue fcilhacer comprender a los alumnos que enla oracin objetivo el constituyente inMadrid dependa del participante Theweather, y no del conjunto de la oracin,como haban hecho en su SPL los alum-nos que obtuvieron una generacin fa-llida. Las figuras 8 y 9 muestran los dis-tintos SPL diseados por los alumnos,donde se aprecia la diferente posicinque dieron al constituyente in Madriddentro de la oracin.

Y en las figuras 10 y 11 se observa la di-ferente estructura que genera KPML apartir de ambos SPL.

b) Una especificacin poco precisa acercadel tipo de proceso que apareca en laoracin o las caractersticas semnticasde alguno de los participantes. Porejemplo, algunos alumnos clasificaronel proceso en Mary forgot the namescomo mental. Esta clasificacin es

acertada, desde luego, pero a la hora degenerar, el programa requera una in-formacin ms especfica. Ms concre-tamente, necesitaba saber qu tipo deproceso mental contena la oracin ob-jetivo. Como consecuencia de esto, elproceso de generacin era interrum-pido y el generador ofreca un men alos estudiantes con las tres opcionesposibles, dentro del marco de la gram-tica sistmico funcional, para un pro-ceso mental: proceso de reaccin, cog-nitivo o de percepcin. El que losalumnos decidiesen correctamente en-tre estas tres opciones conducira lgi-camente a una generacin correcta oincorrecta. Este hecho result de inte-rs pedaggico por dos razones; en pri-mer lugar reforzaba los conocimientos


Figura 11. Estructura de The weather is sunnyin Madrid.

:LOGICALFORM (x / property-ascription

:domain (p1 / weather :determiner the) :range (p2 / sunny):three-d-location (p3 / madrid)

)

Figura 8. SPL que genera la oracin The weatheris sunny in Madrid.

:LOGICALFORM (x / property-ascription

:domain (p1 / weather :determiner the:three-d-location (p3 / madrid)

) :range (p2 / sunny)

)

Figura 9. SPL que genera la oracin The weatherin Madrid is sunny.

Figura 10. Estructura de The weather in Madridis sunny.


tericos de los alumnos acerca de laclasificacin de los diferentes tipos deproceso segn el modelo sistmico fun-cional, tratado en un buen nmero delas asignaturas de la carrera. En se-gundo lugar ofreca a los estudiantes laoportunidad de involucrarse de maneradirecta y activa en el proceso de selec-cin de rasgos de la gramtica y la ge-neracin de un resultado. Esto supusoclaramente un elemento adicional demotivacin ausente en las clases en lasque se practica el modo tradicional deanlisis gramtical, en el que los alum-nos tienen un papel mucho ms pasivo.La figura 12 muestra el men que elprograma presentaba a los estudiantes.

c) Una especificacin incorrecta de los par-ticipantes en relacin con el tipo de pro-ceso de la oracin. As, un grupo dealumnos defini el proceso en la oracinHe told the truth como verbal, lo cual escorrecto. Sin embargo, definieron el par-ticipante the truth como actee, cuandoeste tipo de participante slo se da enprocesos materiales. La consecuencia esque el programa ignoraba dicho partici-pante por ser inesperado en un procesode tipo verbal, siendo el resultado gene-

rado He told. La generacin correcta seobtuvo al reemplazar el trmino acteepor saying, participante este ltimo ques va normalmente asociado a los proce-sos verbales.

d) Debido a las caractersticas de las gra-mticas de generacin, es posible obte-ner el resultado deseado a partir de msde una especificacin semntica. Dichode otro modo, se puede dar lugar a unaoracin que formalmente es idntica ala que se desea generar siguiendo dis-tintos senderos en la gramtica. A lolargo de nuestro experimento esto su-cedi en varias ocasiones, aunque aqucomentaremos el caso de la oracinThere was a problem with the compu-ter. Aqu el participante computer po-da ser especificado como un circuns-tancial de compaa o de instrumento.En ambos casos el SPL correspon-diente generaba la oracin deseada, almenos desde un punto de vista formal.No obstante, la utilizacin de distintaespecificacin semntica por parte delos alumnos llev a un debate sobrequ opcin era la ms correcta desde elpunto de vista semntico.

e) Finalmente se dieron casos de errorespor omisin que el alumno reconocainmediatamente. En el caso de KPML,adems, estos errores tenan conse-cuencias evidentes en el resultado ge-nerado, lo cual les mova inmediata-mente a rectificar su anlisis. Ejemplosde tales errores son olvidar que un sus-tantivo est en plural y no singular, queuna oracin est en tiempo pasado opolaridad negativa, o bien que un parti-cipante determinado es la persona a laque dirigimos el mensaje y no cual-quier individuo en tercera persona.Esto constituye otro ejemplo de cmoel hecho de que el anlisis oracionalcreado por el alumno d lugar a un re-sultado tangible fomenta la reflexinsobre la lengua y permite a los alumnosdetectar errores que son slo productodel descuido, la falta de atencin o in-ters.


Figura 12. Men de eleccin en el sistemade tipo de proceso mental.



5. RESUMEN Y CONCLUSIONES

La experiencia de integracin de un gene-rador automtico, tpicamente utilizado confines investigadores o de desarrollo por diferen-tes grupos en Europa, como base para la ense-anza de la gramtica funcional de la lenguaen el aula virtual abre una serie de perspecti-vas innovadoras en el mbito docente que nohaban sido exploradas hasta el momento ennuestra Universidad.

Los beneficios de esta experiencia puedenresumirse en los siguientes puntos:

1. La creacin de un tutorial en lnea, dis-tribuido en diferentes secciones comoparte de una de las unidades del cursovirtual de la asignatura de LingsticaComputacional permiti a los alumnosconsultar la informacin necesaria paracomplementar las explicaciones y lademostracin que se realiz durante lassesiones presenciales.

2. La creacin de un archivo de ejerciciosdirigidos a la exploracin del funciona-miento de un generador automtico, ydisponible en lnea en todo momento es-timul el aprendizaje activo y participa-tivo de los estudiantes.

3. La integracin de un generador auto-mtico como parte de la experienciade aprendizaje ha supuesto un cambiomuy significativo en la percepcin delos aspectos funcionales de la lengua,como un mecanismo dinmico, msque como un conjunto esttico de re-glas.

4. El hecho de que los anlisis oracionalesde los alumnos sean probados medianteun programa informtico supone un es-tmulo adicional, ya que el alumno re-cibe como premio una coincidenciaplena entre la oracin deseada y la ge-nerada por el programa.

5. Asimismo, las generaciones incorrec-tas llaman la atencin del alumno so-bre los detalles del anlisis oracional yhacen evidente las diferencias a nivelestructural entre distintas oraciones dela lengua.

6. La correccin conjunta en clase de losejercicios de generacin estimul los as-pectos cooperativos y sociales quecaracterizan el aprendizaje de calidad,aumentando el grado de implicacin delos estudiantes en su propio aprendi-zaje, y agudizando su capacidad deanlisis (vase Lavid, 2004).

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos al Vicerrectorado de Inno-vacin, Organizacin y Calidad de la Univer-sidad Complutense de Madrid la concesindel proyecto titulado NTIC aplicadas al estu-dio funcional de la lengua: materiales parauna docencia de calidad en el Campus Vir-tual que ha hecho posible la realizacin deeste trabajo. Tambin agradecemos a losalumnos de la clase de Lingstica Computa-cional (lengua inglesa) del presente curso suparticipacin en esta experiencia.

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