前沿 | 谷歌翻译最新突破，“关注机制”让机器读懂词与词的联系

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作者 | Devin Coldewey

编译 | 白丁，大饼，钱天培

机器翻译虽然是一大利器，但也有一些缺点，比如说：按照“一个字一个字”顺序翻译的机器翻译模型往往会导致严重错误发生。

谷歌在其研究日志（ Research blog ）中发表了一篇趣味十足的文章，详细分析了这个问题并给出解决方案。

谷歌 自然语言处理部门 的Jakob Uszkoreit用以下两句话阐释了这个问题：

I arrived at the bank after crossing the street.

过了这条街，就到银行了。

I arrived at the bank after crossing the river.

过了这条河，就到对岸了。

（译者加注：“bank”为多义词，兼有“银行”和“河岸”之意。）

显而易见，“bank”一词在两句话中含义截然不同，但是后台算法很容易处理错 -因为不读完整个句子就无法判定句中“bank”的确切含义。类似这种多义词的现象比比皆是。

如果让我去翻译这句话，我一眼就能看出这两句话中”bank“的区别，但这对翻译系统来说就没那么简单了。如果修改神经网络，使其翻译完一句话后再检查是否有误，有问题的话就再重来一遍，就未免效率太低。

为此，谷歌提出了在转换器（Transformer）中建立关注机制（attention mechanism）作为解决方案。

该机制会将单词逐一与句中其他单词进行比对，并检查是否会影响其他词的词义 - 比如，检查说话人是“他”还是“她”，或者像“bank”这样的多义词在句中的确切含义。

在构建译文的过程中，关注机制会把句子中的每个单词与所有其他单词逐一比对。下图在一定程度上说明了这个比对过程的工作机制。

有意思的是，谷歌的方法也让我们有机会一窥其系统的内部逻辑：因为转换器（Transformer）会为每个单词与其他词的关系按对逐一打分，所以你可以看到它认为哪些词是相关的，或至少可能相关的：

（译者注：以上两句话的意思分别是：

那只动物没有穿过街道因为它太累了。

那只动物没有穿过街道因为它太宽了。

“it”这个单词在两句话里面分别指代“动物”和“街道”。）

酷吧？我觉得超酷啊。这是另一种多义词的情形：“it”既可能指代街道或也可能指代动物，而只有读到最后一个单词（“累”或者“宽”）才能明白到底指代的是什么。我们人类自动就能分辨，而机器仍需练习。看起来谷歌的这一系统已经学得相当好了。