认知处理信号可用于改善自然语言处理(NLP)任务。但是,目前尚不清楚这些信号如何与语言信息相关。在神经语言学中,人类语言处理和语言特征之间的桥接通常通过具有高度控制的刺激的单可变控制实验,广泛研究。这些方法不仅损害了自然读数的真实性,而且耗时且昂贵。在本文中,我们提出了一种数据驱动方法来研究认知处理信号与语言特征之间的关系。具体而言,我们提出了一种统一的注意力框架,它由嵌入,注意,编码和预测层组成,以选择性地将认知处理信号映射到语言特征。我们将映射过程定义为桥接任务,并为词汇,句法和语义特征开发12个桥接任务。所提出的框架仅需要在自然读数下记录的认知处理信号作为输入,并且可用于检测具有单个认知数据集的广泛的语言特征。实验结果的观察结果与以前的神经科学结果共鸣。除此之外,我们的实验还揭示了许多有趣的发现,例如语境上跟踪特征与句子时态之间的相关性。
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苏黎世认知语言处理语料库(Zuco)提供了来自两种读取范例,正常读取和特定任务读数的眼跟踪和脑电图信号。我们分析了机器学习方法是否能够使用眼睛跟踪和EEG功能对这两个任务进行分类。我们使用聚合的句子级别功能以及细粒度的单词级别来实现模型。我们在主题内和交叉对象评估方案中测试模型。所有模型都在Zuco 1.0和Zuco 2.0数据子集上进行测试,其特征在于不同的记录程序,因此允许不同的概括水平。最后,我们提供了一系列的控制实验,以更详细地分析结果。
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[目的]要理解句子的含义,人类可以专注于句子中的重要单词,这反映了我们的眼睛在不同的凝视时间或时间保持在每个单词上。因此,一些研究利用眼睛跟踪值来优化深度学习模型中的注意力机制。但是这些研究缺乏解释这种方法的合理性。需要探索注意力机制是否具有人类阅读的这一特征。 [设计/方法/方法]我们进行了有关情感分类任务的实验。首先,我们从两个开源的眼睛追踪语料库中获得了令人眼前一亮的值,以描述人类阅读的特征。然后,从情感分类模型中学到了每个句子的机器注意值。最后,进行了比较以分析机器注意值和眼睛跟踪值。 [发现]通过实验,我们发现注意机制可以集中在重要词,例如形容词,副词和情感词,这些单词对于判断情感分类任务的句子情感很有价值。它具有人类阅读的特征,重点是阅读时的句子中的重要单词。由于注意力机制的学习不足,有些单词被错误地集中了。眼睛跟踪值可以帮助注意机制纠正此错误并改善模型性能。 [原创性/价值]我们的研究不仅为使用眼睛追踪值的研究提供了合理的解释来优化注意力机制,而且还为注意力机制的解释性提供了新的灵感。
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阅读理解是一个复杂的认知过程,涉及许多人类大脑活动。大量作品研究了在信息检索相关方案中阅读理解的模式和注意力分配。但是,关于阅读理解过程中人脑中发生的事情以及这些认知活动如何影响信息检索过程,知之甚少。此外,随着脑成像技术(例如脑电图(EEG))的进步,几乎可以实时收集大脑信号,并探索是否可以用作反馈来促进信息获取性能。在本文中,我们仔细设计了一项基于实验室的用户研究,以调查阅读理解过程中的大脑活动。我们的发现表明,神经反应随着不同类型的阅读内容而变化,即可以满足用户信息需求和无法无法满足的内容的内容。我们建议在阅读理解过程中以微观时间量表以微观时间量表来支持各种认知活动,例如认知负载,语义主题理解和推论处理。从这些发现中,我们说明了一些有关信息检索任务的见解,例如排名模型构建和界面设计。此外,我们建议有可能检测主动现实世界系统的阅读理解状态。为此,我们为基于脑电图的阅读理解建模(UERCM)提出了一个统一的框架。为了验证其有效性,我们基于脑电图特征进行了大量的实验,以进行两项阅读理解任务:回答句子分类和回答提取。结果表明,通过大脑信号提高两个任务的性能是可行的。
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对于许多下游任务(例如,情感分析,关系检测等),脑电图(EEG)和语言已被广泛探索。研究这两个领域的多模式方法尚未得到很好的探索,即使近年来,多模式学习被认为比单峰对应物更强大。在这项研究中,我们希望探索脑电图与语言之间的关系和依赖性,即一个领域如何反映和代表另一个领域。为了研究表示级别的关系,我们引入了MTAM(一种多模式变压器对准模型),以观察两种模式之间的协调表示,因此采用了转换表示来进行下游应用。我们使用各种关系对齐的寻求对准技术,例如规范相关性分析和Wasserstein距离,作为转化低级语言的损失函数,并将EEG特征转化为高级转化的特征。在下游应用程序,情感分析和关系检测上,我们在两个数据集(Zuco和k-emocon)上实现了新的最新结果。我们的方法在K-Emocon的情感分析中获得了16.5%的F1得分提高,对Zuco的情感分析的26.6%,以及对Zuco的关系检测的31.1%。此外,我们通过以下方式提供对性能改进的解释:(1)可视化原始特征分布和变换的特征分布,显示对齐模块发现和编码脑电图与语言之间的关系的有效性; (2)可视化单词级别和句子级的脑电图对齐权重,显示不同语言语义和脑电图频率特征的影响; (3)可视化大脑地形图,以提供有关大脑区域中脑电图和语言反应的连通性的直观演示。
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基于变压器的语言模型最近在许多自然语言任务中取得了显着的结果。但是,通常通过利用大量培训数据来实现排行榜的性能,并且很少通过将明确的语言知识编码为神经模型。这使许多人质疑语言学对现代自然语言处理的相关性。在本文中,我介绍了几个案例研究,以说明理论语言学和神经语言模型仍然相互关联。首先,语言模型通过提供一个客观的工具来测量语义距离,这对语言学家很有用,语义距离很难使用传统方法。另一方面,语言理论通过提供框架和数据源来探究我们的语言模型,以了解语言理解的特定方面,从而有助于语言建模研究。本论文贡献了三项研究,探讨了语言模型中语法 - 听觉界面的不同方面。在论文的第一部分中,我将语言模型应用于单词类灵活性的问题。我将Mbert作为语义距离测量的来源,我提供了有利于将单词类灵活性分析为方向过程的证据。在论文的第二部分中,我提出了一种方法来测量语言模型中间层的惊奇方法。我的实验表明,包含形态句法异常的句子触发了语言模型早期的惊喜,而不是语义和常识异常。最后,在论文的第三部分中,我适应了一些心理语言学研究,以表明语言模型包含了论证结构结构的知识。总而言之,我的论文在自然语言处理,语言理论和心理语言学之间建立了新的联系,以为语言模型的解释提供新的观点。
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Eye movements are known to reflect cognitive processes in reading, and psychological reading research has shown that eye gaze patterns differ between readers with and without dyslexia. In recent years, researchers have attempted to classify readers with dyslexia based on their eye movements using Support Vector Machines (SVMs). However, these approaches (i) are based on highly aggregated features averaged over all words read by a participant, thus disregarding the sequential nature of the eye movements, and (ii) do not consider the linguistic stimulus and its interaction with the reader's eye movements. In the present work, we propose two simple sequence models that process eye movements on the entire stimulus without the need of aggregating features across the sentence. Additionally, we incorporate the linguistic stimulus into the model in two ways -- contextualized word embeddings and manually extracted linguistic features. The models are evaluated on a Mandarin Chinese dataset containing eye movements from children with and without dyslexia. Our results show that (i) even for a logographic script such as Chinese, sequence models are able to classify dyslexia on eye gaze sequences, reaching state-of-the-art performance, and (ii) incorporating the linguistic stimulus does not help to improve classification performance.
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最先进的脑部到文本系统通过使用神经网络直接从脑信号直接取得了巨大的成功。然而,目前的方法仅限于小封闭词汇,远远超过自然通信。此外,大多数高性能方法都需要来自侵入性设备的数据(例如,ECOG)。在本文中,我们将问题扩展到打开词汇脑电图(EEG)-To文本序列到序列解码和自然读取任务的零击句情感分类。我们假设人类大脑用作特殊文本编码器,并提出了一种利用预先训练的语言模型(例如,BART)的新颖框架。我们的模型在EEG-to text解码中实现了40.1%的BLE-1分数,并获得了55.6%的基于eEG的Ternary情绪分类的F1分数,这显着优于受监管基线。此外,我们表明我们所提出的模型可以处理来自各种科目和源的数据,显示出高性能开放词汇脑到文本系统的巨大潜力,一旦提供足够的数据
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Future work sentences (FWS) are the particular sentences in academic papers that contain the author's description of their proposed follow-up research direction. This paper presents methods to automatically extract FWS from academic papers and classify them according to the different future directions embodied in the paper's content. FWS recognition methods will enable subsequent researchers to locate future work sentences more accurately and quickly and reduce the time and cost of acquiring the corpus. The current work on automatic identification of future work sentences is relatively small, and the existing research cannot accurately identify FWS from academic papers, and thus cannot conduct data mining on a large scale. Furthermore, there are many aspects to the content of future work, and the subdivision of the content is conducive to the analysis of specific development directions. In this paper, Nature Language Processing (NLP) is used as a case study, and FWS are extracted from academic papers and classified into different types. We manually build an annotated corpus with six different types of FWS. Then, automatic recognition and classification of FWS are implemented using machine learning models, and the performance of these models is compared based on the evaluation metrics. The results show that the Bernoulli Bayesian model has the best performance in the automatic recognition task, with the Macro F1 reaching 90.73%, and the SCIBERT model has the best performance in the automatic classification task, with the weighted average F1 reaching 72.63%. Finally, we extract keywords from FWS and gain a deep understanding of the key content described in FWS, and we also demonstrate that content determination in FWS will be reflected in the subsequent research work by measuring the similarity between future work sentences and the abstracts.
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While the brain connectivity network can inform the understanding and diagnosis of developmental dyslexia, its cause-effect relationships have not yet enough been examined. Employing electroencephalography signals and band-limited white noise stimulus at 4.8 Hz (prosodic-syllabic frequency), we measure the phase Granger causalities among channels to identify differences between dyslexic learners and controls, thereby proposing a method to calculate directional connectivity. As causal relationships run in both directions, we explore three scenarios, namely channels' activity as sources, as sinks, and in total. Our proposed method can be used for both classification and exploratory analysis. In all scenarios, we find confirmation of the established right-lateralized Theta sampling network anomaly, in line with the temporal sampling framework's assumption of oscillatory differences in the Theta and Gamma bands. Further, we show that this anomaly primarily occurs in the causal relationships of channels acting as sinks, where it is significantly more pronounced than when only total activity is observed. In the sink scenario, our classifier obtains 0.84 and 0.88 accuracy and 0.87 and 0.93 AUC for the Theta and Gamma bands, respectively.
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英语研究文章(RAS)是学术界的重要类型,因此在过去的二十年中,雇用NLP的企图雇用NLP的发展得到了相当大的关注。然而,没有研究采用特征工程技术来研究不同学术影响的RA的语言特征(即,在高/中等冲击因子期刊上发表的高/中等引用时间的论文)。本研究试图利用特征工程方法提取高和中度冲击轴颈RA中的微观语言特征。我们通过特征选择方法从英语期刊文章中提取25个高度相关的功能。所有论文都与Covid-19医学实证研究协议。然后通过监督机器学习方法在一致性和准确性方面验证所选功能。结果表明,24个语言特征,如相邻句子之间的内容词重叠,使用第三人称代词,辅助动词,时态,情绪词汇提供了对具有不同学术影响的期刊文章的一致和准确的预测。最后,随机森林模型被证明是适合这24个特征与期刊文章之间的关系的最佳模型,以及具有高和中等的冲击。这些调查结果可用于通知学术写作课程,并为L2研究生开发自动评估系统的基础。
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早期发现焦虑症对于减少精神障碍患者的苦难并改善治疗结果至关重要。基于MHealth平台的焦虑筛查在提高筛选效率和降低筛查成本方面具有特殊实用价值。实际上,受试者的身体和心理评估中移动设备的差异以及数据质量不均匀的问题和现实世界中数据的少量数据量使现有方法无效。因此,我们提出了一个基于时空特征融合的框架,用于非触发焦虑。为了降低数据质量不平衡的影响,我们构建了一个基于“ 3DCNN+LSTM”的特征提取网络,并融合了面部行为和非接触式生理学的时空特征。此外,我们设计了一种相似性评估策略,以解决较小的数据样本量导致模型准确性下降的问题。我们的框架已通过现实世界中的机组数据集进行了验证,并且两个公共数据集UBFC-Phys和Swell-KW。实验结果表明,我们框架的总体性能要比最新的比较方法更好。
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People constantly use language to learn about the world. Computational linguists have capitalized on this fact to build large language models (LLMs) that acquire co-occurrence-based knowledge from language corpora. LLMs achieve impressive performance on many tasks, but the robustness of their world knowledge has been questioned. Here, we ask: do LLMs acquire generalized knowledge about real-world events? Using curated sets of minimal sentence pairs (n=1215), we tested whether LLMs are more likely to generate plausible event descriptions compared to their implausible counterparts. We found that LLMs systematically distinguish possible and impossible events (The teacher bought the laptop vs. The laptop bought the teacher) but fall short of human performance when distinguishing likely and unlikely events (The nanny tutored the boy vs. The boy tutored the nanny). In follow-up analyses, we show that (i) LLM scores are driven by both plausibility and surface-level sentence features, (ii) LLMs generalize well across syntactic sentence variants (active vs passive) but less well across semantic sentence variants (synonymous sentences), (iii) some, but not all LLM deviations from ground-truth labels align with crowdsourced human judgments, and (iv) explicit event plausibility information emerges in middle LLM layers and remains high thereafter. Overall, our analyses reveal a gap in LLMs' event knowledge, highlighting their limitations as generalized knowledge bases. We conclude by speculating that the differential performance on impossible vs. unlikely events is not a temporary setback but an inherent property of LLMs, reflecting a fundamental difference between linguistic knowledge and world knowledge in intelligent systems.
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Deep Learning and Machine Learning based models have become extremely popular in text processing and information retrieval. However, the non-linear structures present inside the networks make these models largely inscrutable. A significant body of research has focused on increasing the transparency of these models. This article provides a broad overview of research on the explainability and interpretability of natural language processing and information retrieval methods. More specifically, we survey approaches that have been applied to explain word embeddings, sequence modeling, attention modules, transformers, BERT, and document ranking. The concluding section suggests some possible directions for future research on this topic.
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本地语言识别(NLI)是培训(通过监督机器学习)的任务,该分类器猜测文本作者的母语。在过去的十年中,这项任务已经进行了广泛的研究,多年来,NLI系统的性能稳步改善。我们专注于NLI任务的另一个方面,即分析由\ emph {Aupplable}机器学习算法培训的NLI分类器的内部组件,以获取其分类决策的解释,并具有获得的最终目标,即获得最终的目标。深入了解语言现象````赋予说话者''的母语''。我们使用这种观点来解决NLI和(研究得多的)伴侣任务,即猜测是由本地人还是非本地人说的文本。使用三个不同出处的数据集(英语学习者论文的两个数据集和社交媒体帖子的数据集),我们研究哪种语言特征(词汇,形态学,句法和统计)最有效地解决了我们的两项任务,即,最大的表明说话者的L1。我们还提出了两个案例研究,一个关于西班牙语,另一个关于意大利英语学习者,其中我们分析了分类器对发现这些L1最重要的单个语言特征。总体而言,我们的研究表明,使用可解释的机器学习可能是TH的宝贵工具
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我们使用不同的语言支持特征预处理方法研究特征密度(FD)的有效性,以估计数据集复杂性,这又用于比较估计任何训练之前机器学习(ML)分类器的潜在性能。我们假设估计数据集复杂性允许减少所需实验迭代的数量。这样我们可以优化ML模型的资源密集型培训,这是由于可用数据集大小的增加以及基于深神经网络(DNN)的模型的不断增加的普及而成为一个严重问题。由于训练大规模ML模型引起的令人惊叹的二氧化碳排放量,不断增加对更强大的计算资源需求的问题也在影响环境。该研究是在多个数据集中进行的,包括流行的数据集,例如用于培训典型情感分析模型的Yelp业务审查数据集,以及最近的数据集尝试解决网络欺凌问题,这是一个严重的社会问题,也是一个严重的社会问题一个更复杂的问题,形成了语言代表的观点。我们使用收集多种语言的网络欺凌数据集,即英语,日语和波兰语。数据集的语言复杂性的差异允许我们另外讨论语言备份的单词预处理的功效。
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The long-distance agreement, evidence for syntactic structure, is increasingly used to assess the syntactic generalization of Neural Language Models. Much work has shown that transformers are capable of high accuracy in varied agreement tasks, but the mechanisms by which the models accomplish this behavior are still not well understood. To better understand transformers' internal working, this work contrasts how they handle two superficially similar but theoretically distinct agreement phenomena: subject-verb and object-past participle agreement in French. Using probing and counterfactual analysis methods, our experiments show that i) the agreement task suffers from several confounders which partially question the conclusions drawn so far and ii) transformers handle subject-verb and object-past participle agreements in a way that is consistent with their modeling in theoretical linguistics.
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随着信息技术的快速发展,在线平台已经产生了巨大的文本资源。作为一种特定形式的信息提取(即),事件提取(EE)由于其自动从人类语言提取事件的能力而增加了普及。但是,事件提取有限的文献调查。现有审查工作要么花费很多努力,用于描述各种方法的细节或专注于特定领域。本研究提供了全面概述了最先进的事件提取方法及其从文本的应用程序,包括闭域和开放式事件提取。这项调查的特点是它提供了适度复杂性的概要,避免涉及特定方法的太多细节。本研究侧重于讨论代表作品的常见角色,应用领域,优势和缺点,忽略各个方法的特殊性。最后,我们总结了常见问题,当前解决方案和未来的研究方向。我们希望这项工作能够帮助研究人员和从业者获得最近的事件提取的快速概述。
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随着文献资源的丰富,研究人员面临着信息爆炸和知识过载的不断增长的问题。为了帮助学者检索文学并成功获得知识,澄清学术文学中内容的语义结构已成为基本的研究问题。在识别学术文章中章节的结构功能的研究中,只有几项研究使用了深度学习模型,并探索了特征输入的优化。这限制了研究任务深度学习模型的应用,优化潜力。本文将ACL会议的文章作为语料库。我们采用传统的机器学习模型和深度学习模型,基于各种特征输入构建分类器。实验结果表明,(1)与章节内容相比,章节标题更有利于识别学术文章的结构功能。 (2)相对位置是建立传统模型的有价值的功能。 (3)受到(2)的启发,本文进一步将上下文信息引入深度学习模型,取得了显着的结果。同时,我们的模型在包含200个采样的非训练样本的开放式测试中显示出良好的迁移能力。近五年我们还基于表演模型的最佳实践,并对整体语料库进行了时间序列分析,近五年注释了ACL主要会议文件。这项工作通过多个比较实验探索并总结了此任务的实际功能和模型,并为相关文本分类任务提供了参考。最后,我们表示当前模型的局限性和缺点以及进一步优化的方向。
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社交媒体网络已成为人们生活的重要方面,它是其思想,观点和情感的平台。因此,自动化情绪分析(SA)对于以其他信息来源无法识别人们的感受至关重要。对这些感觉的分析揭示了各种应用,包括品牌评估,YouTube电影评论和医疗保健应用。随着社交媒体的不断发展,人们以不同形式发布大量信息,包括文本,照片,音频和视频。因此,传统的SA算法已变得有限,因为它们不考虑其他方式的表现力。通过包括来自各种物质来源的此类特征,这些多模式数据流提供了新的机会,以优化基于文本的SA之外的预期结果。我们的研究重点是多模式SA的最前沿领域,该领域研究了社交媒体网络上发布的视觉和文本数据。许多人更有可能利用这些信息在这些平台上表达自己。为了作为这个快速增长的领域的学者资源,我们介绍了文本和视觉SA的全面概述,包括数据预处理,功能提取技术,情感基准数据集以及适合每个字段的多重分类方法的疗效。我们还简要介绍了最常用的数据融合策略,并提供了有关Visual Textual SA的现有研究的摘要。最后,我们重点介绍了最重大的挑战,并调查了一些重要的情感应用程序。
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