Salesforce 发布数据库自然语言接口 Photon

来自 Salesforce Research 和香港中文大学的一个科学家团队发布了一种叫作“Photon”的数据库自然语言接口(NLIDB)。该团队使用深度学习技术构建了一个在通用基准测试中达到 63%准确率的解析器，以及一个可以提示用户澄清模糊问题的错误检测模块。

该团队在最近的ACL 2020大会上演示了 Photon，团队成员 Victoria Lin 在最近的博文中描述了该系统。Photon 的核心是一个基于神经网络的语义解析器，它可以将人类用户的自然语言问题转换成 SQL 查询。解析器在Spider数据集上实现了 63.2%的匹配精度，这是迄今为止排名第二高的结果。Photon 还包含了一个问题校正器，当人类输入不能被翻译成 SQL，它可以检测出来。问题校正器使用“聊天机器人”风格的界面启动一个对话，并进一步完善问题。专业用户还可以直接以 SQL 的形式输入查询。Lin 表示：

从现代 NLP 的进步程度来看，我们相信一个自然语言信息系统的时代即将到来。

NLIDB 的目标是“民主化”从关系数据库提取有用数据的能力，允许用户用自然语言提问，而不需要用 SQL 等编程语言构造查询。与其他同类系统一样，Photon 使用一种被称为语义解析的策略，它将自然语言问题转换成逻辑形式——本质上是将人类语言转换成编程语言语句。Photon 的解析器基于一个神经网络，它的输入是一个与数据库模式相关联的自然语言问题，输出是一个 SQL 查询语句。解析器不能访问数据库的全部内容，但可以访问“范畴列”的值。解析器由一个预先训练好的 BERT 模型和一系列 LSTM 子网络组成。Photon 随后对网络输出执行波束搜索解码，并对结果应用静态 SQL 正确性检查。根据作者的说法，这带来了大约 5%的改进（基于 Spider 数据集）。

为了提高系统的健壮性，Photon 提供了一个问题校正器。校正器使用另一个神经网络——用来确定一个问题是否不能准确地转换成 SQL 的分类器。通过对可翻译问题进行“交换”和“删除”操作，研究人员构建了一个合成数据集来训练分类器。例如，问题“存在多少个国家”可能被转换成“存在多少个”。混淆检测器还可以识别问题中令人感到困惑的部分。这些问题被用于提供修正建议，它们通过聊天界面反馈给用户。

其他科技公司也在构建类似的 NLIDB 系统。微软研究院开发了一个叫作CAMP的神经网络语义解析系统，该系统使用一系列门控循环单元(GRU)将自然语言问题转换为 SQL 查询。谷歌的TAPAS采用了一种稍微不同的方法。TAPAS 的训练过程直接包含了表数据，而不是将自然语言解析为 SQL。Photon 的作者指出，在表数据上训练网络存在数据隐私问题。

在 Hacker News 的一个讨论帖子中，用户对 NLIDB 结果的质量发表了评论。一个用户指出：

模型不善于说“不知道”。不过我很乐观。每年都看到显著的进步(受 NLP 的实际进步推动)，训练数据集也变得越来越有趣。现在有了会话数据集(例如https://yale-lily.github.io/cosql))，模型被训练问后续的问题，目标是“让系统来澄清模糊的问题、验证返回的结果，并告知用户那些无法回答或不相关的问题”。这可能是一个巨大的胜利。

Photon 的演示版本已经向公众开放。Lin 说，未来的工作包括“语音输入、自动完成和可视化输出”，但推出这些功能的具体日期尚未公布。

原文链接：

Salesforce Releases Photon Natural Language Interface for Databases