1、计算机学院 秦向红 移动平台开发移动平台开发课题名称：智能聊天机器人学 院：专 业：学 号：姓 名：指导老师：赵慧杰日 期：2014 年 11 月计算机学院 秦向红 移动平台开发目 录前言 .1第一章 Android 系统及开发环境的安装与配置 .11.1 Android 系统及开发环境的安装与配置 .11.1.1 Android 的由来 .11.1.2 Android 系统的优点 .11.1.3 Android 系统的现状及展望 .21.2 开发环境的安装与配置 .31.2.1 操作系统及准备工作 .31.2.2 开发环境的安装 .3第二章 需求分析 .62.1 可行性分析 .62.1.1
2、智能聊天机器人的发展史 .62.1.2 智能聊天机器人的现状及发展 .72.2 设计的需求与概述 .72.2.1 设计环境 .72.2.2 设计概述 .72.2.3 设计的特点 .9第三章 程序的设计与实现 .133.1 系统流程图 .133.2 程序设计 .13第四章 程序的运行与测试 .164.1 程序的安装 .164.2 程序的运行与测试 .21第五章 设计总结 .24致 谢 .25参考文献 .26附代码 .27计算机学院 移动平台开发 网络 123 班第 0 页智能聊天机器人设计前言Android 在英文中愿意是机器人，Google 在 2007 年 11 月 5 日宣布其基于Linu
3、x 平台的开源手机操作系统后，使用其作为该操作系统的名称。Android 号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。从软件分层的角度来开，Android 平台由应用程序、应用程序框架、Android 运行时、库、Linux 内核 5 部分构成。采用 Linux 内核是 Android 平台开放性的基础，Linux 内核层为我们在软件层和硬件层间建立了一个抽象层，使得应用程序开发人员无需关心硬件细节，但是如果想要 Android 平台运行到自己的硬件平台上就必须对 Linux内核层进行修改，通常要做的就是为自己的硬件编写驱动，并且可以自由设计用户操作界面10 。从目前的发展形势来看 A
4、ndroid 系统因为它的开源性得到了很多移动设备生产商以及网络运营商的青睐。第一章 Android 系统及开发环境的安装与配置1.1 Android 系统及开发环境的安装与配置1.1.1 Android 的由来 Android 来源于硅谷著名的极客 Andy Rubin 建立的 Android 公司，Rubin 的最初目标是想把 Android 打造成一个可以对任何软件设计人员开放的移动终端平台。很快这个公司便得到了青睐，很多人表示打算买下他的公司。Rubin 想Google 的创始人之一拉里佩奇提出合伙的意向后， Google 就抢先把他的公司买下。并于 2007 年 11 月 5 日宣布
5、与包括摩托罗拉、HTC、LG、三星等 33 家手机厂商、手机芯片提供商、软硬件供货商、移动运营商联合组成开放手机联盟（Open Handset Alliance），并发布了名为 Android 的开放手机软件平台。1.1.2 Android 系统的优点与其他手机操作系统相比，Android 有 4 个无可比拟的优点： 开放性：Android 系统同时包含了底层操作系统以及移动电话所需的全部软件，不存在专有权障碍，开发平台允许任何移动终端厂商加入到 Android计算机学院 移动平台开发 网络 123 班第 1 页联盟中来，并允许不同厂商可以根据自己的需求对平台进行定制和扩展，无需任何授权许可费
6、用； 所有应用程序平等：Android 系统中，系统核心应用和第三方应用都是完全平等的，用户可以将手机中的任意应用程序替换成所需的其他应用程序； 应用程序间无界限：开发人员可以吧 Web 上的数据与本地的日历、联系人、位置信息结合起来，应用程序还可声明它们可供其他程序使用； 快速方便的应用程序开发：Android 平台为开发人员童工了大量的实用库及工具，可以让开发人员快速的创建自己的应用3。1.1.3 Android 系统的现状及展望Android 系统目前的发展十分迅速，在国内外，Android 都有成熟的消费者，Android 社区也十分红火，全球各大厂商和运营商也纷纷加入了 Androi
7、d 的阵营，包括韩国的三星（SAMSUNG）、英国的索尼爱立信（Sony Ericsson）、中国台湾 HTC、中国移动、中国联通、中兴通讯、华为通讯、联想等大企业。除开手机外，各大厂家也陆续推出了采用 Android 系统的 MID（Mobile Internet Devices）产品。根据 ComScore 公司 14 年第一季度的移动互联网市场研究报告中显示，14 年 2 月份 Android 的市场份额增 37%，位居榜首，RIM 、苹果分别以 28.9%和 25.2%的移动市场占有率紧随其后，如图 1。图 1 各厂商移动互联网市场占有率虽然 Android 初出茅庐，论个头还不如苹果
8、、RIM ，开放这个趋势的力量使得这颗的新星足够明亮，有媒体预测 Android 的市场占有率将在 2015 年达到50%并在 2016 年确定其移动互联网市场的霸主地位，就目前 Android 的发展趋势来看，这并非一个不可能完成的任务。计算机学院 移动平台开发 网络 123 班第 2 页1.2 开发环境的安装与配置1.2.1 操作系统及准备工作Android 的开发环境在操作系统上并没有太大的限制，它可以使用Windows XP 及其以上版本、MAC OS 、Linux 等操作系统，在该程序的开发中，我选择了 Windows 8 作为开发操作系统。Android 是以 Java 语言作为开
9、发语言，官方推荐使用 Eclipse 作为开发软件，在搭建开发环境前必须准备JDK、 Eclipse、Android SDK 三个软件，JDK 与 Eclipse 都可以在其官方网站上下载到其最新版本，Android SDK 则需要通过 Android SDK Setup 来下载安装。1.2.2 开发环境的安装1) 安装 JAVA 运行环境在“http:/ JDK，下载完成后按照安装向导安装即可。2) 下载和安装 Eclipse在 Eclipse 的官方网站“http:/www.eclipse.org/downloads”下载最新版本的“Eclipse IDE for Java Develop
10、ers”下载完毕后解压缩即可使用，无需安装。3) 安装 Android SDKAndroid SDK 因为原下载地址失效，只能通过 Android SDK Setup 这个工具来下载安装，此工具可以在通过“http:/ Setup.exe”即可自动检测下载 Android SDK，如图 2 所示。计算机学院 移动平台开发 网络 123 班第 3 页图 2 Android SDK Setup4) 安装 Eclipse 的 Android 插件使用 Eclipse 作为开发开发工具必须要安装 Android Development Tools（ADT ）的外挂，其安装步骤如下： 启动 Eclips
11、e 后，选择“Help ”“Install New Software”打开“Install”窗口； 点击窗口中的“Add”按钮，在“Add Repository”窗口中输入如图 3 所示信息。图 3 Add Reponsitory 点击 OK 后，“Install”列表中会多出一项“Developer Tools”，勾选后点击“Next ”既开始下载 ADT，下载完成后按软件提示操作即可完成安装ADT。如图 4 所示。计算机学院 移动平台开发 网络 123 班第 4 页图 4 安装 ADT5）应用 SDK 到 Eclipse选择“Window ”“Preferences”在“Preferenc
12、es”窗口的左边选中“Android” ，在右边点击“Browse”选择 Android SDK 所在目录作为SDK Location，如图 5 所示。图 5 Android Preferences计算机学院 移动平台开发 网络 123 班第 5 页第二章 需求分析2.1 可行性分析2.1.1 智能聊天机器人的发展史IM 出现&盛行之后，有 msn 聊天机器人接棒，也有 QQ 自动应答机器人轻舞飞扬直到 8 年后的某一天，苹果第一次引入 Siri，才全新定义了“智能聊天机器人”。据百度百科记录，“Siri 可以令 iPhone4S 变身为一台智能化机器人，利用 Siri 用户可以通过手机读短信
13、、介绍餐厅、询问天气、语音设置闹钟等。Siri 可以支持自然语言输入，并且可以调用系统自带的天气预报、日程安排、搜索资料等应用，还能够不断学习新的声音和语调，提供对话式的应答。” 这里面涵盖了四大技术：自然语义分析、机器学习、深度神经网络、大数据。苹果的加入，把智能聊天机器人带到了一个新的高度，显然，苹果已经发现新的人机交互方向了。老对手 Google 自然不甘落后，很快推出 Google Assistant（Google Now）。然后是 IBM 也加入，微软小冰跟进，国外巨头都上了，国内的百度坐不住了，在拥有了语音识别、自然语义分析和大数据的基础储备之后，两年之后的 2014 年 5 月，
14、百度花大价钱从 Google 挖来了机器学习、人工智能领域的专家 Andrew NG。回过头来说说微软小冰，微信为什么那么着急的封杀它？难道是外界所说的伪造帐号、造成混乱吗？绝对不是！那是因为，腾讯作为国内的另外一个互联网巨头，早就认识到未来人机交互的方向，在自己的“智能机器人”诞生之前，岂容他人在自家领地挖墙角？可以想象，未来软件人机交互的方向是：拟人化。你和一个“智力不低”的“人”而不是一个冷冰冰的系统对话，告诉她你的需求，她回答你，给你展示信息，带你体验各种功能，并能教会你各种技能界面极致简单。软件的主要界面将会是一个类似 IM 的对话界面，这个可以从 Hop 这个以 IM 形式出现的邮
15、件 APP 里一窥端倪。2.1.2 智能聊天机器人的现状及发展在中国，手机已经成为人们日常生活必不可少的一部分，智能手机在高校人群中逐渐得到了普及，Android 手机凭借其优秀的系统性能以及良好的用户体验迅速得到了广大网民的青睐。老网民肯定还记得 263 聊天室、QQ 聊天室，火爆的聊天场景，充满好奇的人们聚一个虚拟的小房间里畅所欲言，不断地发出欢声笑语。那时候，有一些特别可爱的 AI 聊天机器人，简单的回复你几句，给你讲几个笑话，发几张美女，贴几条新闻虽然简单，但那么真诚、可爱，像一个初生的小宝宝，给我们留下无限纯真和美好的回忆。基于这些，有必要设计一款具有智能聊天程序。计算机学院 移动平
16、台开发 网络 123 班第 6 页2.2 设计的需求与概述2.2.1 设计环境客户端操作系统：Android；客户端硬件设备：Android 手机等移动终端；JDK 版本 1.6 以上；Android SDK 版本 2.2 以上开发环境：windows7 / windows XP开发软件：eclipse2.2.2 设计概述所谓聊天机器人, 是能够模拟人类思维, 在对自然语言进行识别、分析、判断的基础上, 给以近似人类的回答, 可以与人就某一话题进行交流、讨论的智 能程序。聊天机器人以网络即时通讯(instant mes2 senger) 软件为平台或者嵌于网页之中, 能够实现 人、机之间以自然
17、语言方式进行的远程会话、交流等 交互功能。聊天机器人具有一定的人工智能, 在程序运行时, 可以自主地、独立地、用类似人类的方式与人进行聊天。虽然聊天语句是由它的编写者、使用者或者聊天对象输入的, 但是经过程序自身的逻辑判断、 选择后, 输出语句所包含的思想内容已经不属于单个语句的输入者, 或者超出了单个输入者的范围, 因为同一语句在不同的语境中的含义不同。所以, 人机聊天形成的不是人与程序的编写者、使用者之间的人人关系。 现有的聊天机器人技术是以符号主义为理论基础的。认为人类大脑和恰当编程的数字计算机可以被看作同一类装置的两个不同的特例, 它们都通过形式规则操作符号生成智能行为。在模拟人类语言
18、活动的性质、行为和规律时, 考虑的是对思维功能与 大脑结构的模拟。选择的技术路径是: 把人类的 思维过程。目前关注的主要是分析、判断和选择过程 , 转换成一定的算法，建立语言数据库。从而把人类的语言模式传授给计算机。这种模拟是建立在物理层面上的，由于物理符号系统是一个物理的过程, 它与人的心理活动有着根本的区别。因此, 要模拟人的心理与意识, 在原则上是不可能的事。 由于人类很可能根本不是按照通常的方式使用常识性知识的。正如海德格尔和维特根斯坦所指出 的, 与常识性理解相当的, 很可能是日常技能。在经验的范围内, 我们不可能对人类所有的语言技能进行考察。因此, 传授给聊天机器人的只能是具体语境
19、下经验主义的具体技能, 并不是理念主义的超语境的普遍性技能。机器人按照既定的程序输出聊天语句, 表现出来的只是人类心理活动的形式化特征。因此, 现有的聊天机 器人不具有达到人类水平的认知能力、语言能力, 更不具有反思能力, 没有哈贝马斯提出的人人之间的交往资质。虽然到目前为止, 人工智能已经发展到了模拟神经网络的阶段, 但相对于人的智能而言, 它仍然是低层次的。现在看来, 形成生物学意义上的模拟, 至少在短期内是不可能的。 聊天是社会交往的一种方式, 是以语言符号为媒介所进行的精神层面的社会交往。交计算机学院 移动平台开发 网络 123 班第 7 页往行 为是至少两个主体之间所形成的在世界观、
20、文化价值、伦理道德等精神方面的联系, 突显的是主体间的精神沟通。而没有思想、意识、感情、情绪以及心理特征的聊天机器人与人聊天, 只是对人人聊天的形式化描述, 即人与人聊天在 具体语境下的数字化模型。无法形成相互交流、相互沟通、相互理解的人与人聊天的主体结构。 聊天机器人是一种计算机程序, 具有不以人的意志为转移的客观实在性。同时, 技术是合目的的工具, 聊天机器人技术亦如此。从这个意义上讲, 聊 天机器人具有一般意义上的物的属性。在人机聊天中, 人们通过自然语言与它发生作用, 机器人给以包含某种知识、思想、理念和价值, 符合各种语境的反馈。并且, 这一过程是单向度的。所以, 从哲学和逻辑学角度来说, 人机聊天形成的是客体结构，如图 6 所示。询问者回答者 A 回答者 B图 6 人机聊天
