如何通過(guò)開(kāi)源的 TensorFlow.js BERT 模型來(lái)構(gòu)建應(yīng)用

文 / 創(chuàng)意技術(shù)專家 Philip Bayer；軟件工程師 Ping Yu 和開(kāi)發(fā)技術(shù)推廣工程師 Jason Mayes

在探索 BERT 針對(duì)語(yǔ)言的有益用例時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)了許多令人興奮的研究。我們想知道：如果我們可以讓您更方便地在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中使用 BERT，將會(huì)怎么樣？這將實(shí)現(xiàn)哪些可能的有趣用例？

在 Google 中搜索提出類似于“自由女神像有多高？”的問(wèn)題，并從網(wǎng)絡(luò)中得到答案（305 英尺）很容易。但是，還沒(méi)有辦法可以輕松針對(duì)具體內(nèi)容（例如，新聞報(bào)道、研究論文或文章）用自然語(yǔ)言提問(wèn)。您或許可以嘗試使用瀏覽器中的“在網(wǎng)頁(yè)中查找”這一搜索功能 (CTRL + F)，但此功能依賴于字詞的直接匹配（通過(guò)搜索的關(guān)鍵字進(jìn)行匹配）。那么，輸入一個(gè)完整的問(wèn)題而不是要查找的關(guān)鍵字，期待頁(yè)面上能夠突出顯示答案，會(huì)不會(huì)更易實(shí)現(xiàn)？

為了探索這一想法，我們使用 MobileBERT 問(wèn)答模型制作了 Chrome 擴(kuò)展程序的原型，可以在瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)提出任何問(wèn)題。通過(guò) TensorFlow.js ，該擴(kuò)展程序會(huì)根據(jù)頁(yè)面內(nèi)容返回答案。模型完全在設(shè)備端的瀏覽器會(huì)話中運(yùn)行，因此，無(wú)需向服務(wù)器發(fā)送內(nèi)容，這樣可以保護(hù)隱私。

MobileBERT 問(wèn)答模型
https://github.com/tensorflow/tfjs-models/tree/master/qna

本文將介紹我們的早期試驗(yàn)，并分享我們的發(fā)現(xiàn)，闡述如何通過(guò)開(kāi)源的 TensorFlow.js BERT 模型來(lái)構(gòu)建此類應(yīng)用。探索示例很有幫助，在一些示例中，我們得到了所需的答案，而在一些示例中，我們沒(méi)有得到所期待的結(jié)果。這讓我們得以了解模型的潛力及其當(dāng)前限制。我們希望這些示例可以幫助所有人都參與進(jìn)來(lái)，并讓每個(gè)人都能思考機(jī)器學(xué)習(xí)可以怎樣為語(yǔ)言提供幫助。

TensorFlow.js BERT 模型
https://github.com/tensorflow/tfjs-models/tree/master/qna

△ 使用 Chrome 擴(kuò)展程序，問(wèn)一個(gè)有關(guān)文章的問(wèn)題，并得到答案

我們的發(fā)現(xiàn)

以下是我們獲得了有用答案的一些結(jié)果：

介紹螃蟹（鏈接見(jiàn)文末）- 問(wèn)題：“How do they move?”答案：“Crabs typically walk sideways”

某產(chǎn)品照明燈介紹頁(yè)- 問(wèn)題：“Can it get wet?”答案：“submersion in up to 1m of water for 30min”

某汽車測(cè)評(píng) - 問(wèn)題：“Gas mileage”答案：“19 miles per gallon in the city”

介紹木質(zhì)摩天樓 - 問(wèn)題：“How tall is it”答案：“280 feet in height”

千層面配方介紹 - 問(wèn)題：“How long in the oven”答案：“25 minutes”

在一些示例中，模型沒(méi)有返回我們期待的答案，但探索這些示例一樣有趣。以下是我們找到的幾個(gè)示例：

某產(chǎn)品介紹頁(yè) - 問(wèn)題：“What is the pitcher made of?”返回的答案是“Ice mode pulses at staggered intervals to uniformly crush a pitcher of ice in seconds”，而不是“BPA-free polycarbonate pitcher”

某文章 - 問(wèn)題：“Were the sharks real?”返回的文字是“sharks! sharks”，但問(wèn)到相關(guān)問(wèn)題“How did the sharks work?”時(shí)，給出的答案較為有用：“mechanical sharks often malfunctioned”

機(jī)器學(xué)習(xí)模型的工作原理

MobileBERT 問(wèn)答模型可用于構(gòu)建一套可用自然語(yǔ)言來(lái)回答用戶問(wèn)題的系統(tǒng)。模型使用預(yù)訓(xùn)練的 BERT 模型創(chuàng)建，后者基于 SQuAD 1.1 (Stanford Question Answering Dataset) 進(jìn)行了微調(diào)。這是一種預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言表征的新方法，語(yǔ)言表示可以在各種自然語(yǔ)言處理 (NLP) 任務(wù)中獲取最前沿 (SOTA) 的結(jié)果。

MobileBERT 問(wèn)答模型
https://github.com/tensorflow/tfjs-models/tree/master/qna

BERT 模型
https://github.com/google-research/bert

我們很高興地宣布，此模型現(xiàn)在可以在 TensorFlow.js 中供您的用例使用。MobileBERT 模型是一個(gè)緊湊型 BERT 變體，可以部署到資源有限的設(shè)備上。

TensorFlow.js 中
https://tensorflow.google.cn/js/models/

該模型將段落和問(wèn)題作為輸入，然后返回一段最有可能回答問(wèn)題的段落。由于我們使用的是 TensorFlow.js，所有操作均在客戶端的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中進(jìn)行。這意味著，用戶隱私可以得到保護(hù)，不會(huì)將您的檢索文本發(fā)送到服務(wù)器。

TensorFlow.js
https://tensorflow.google.cn/js

TensorFlow.js BERT API

該模型使用起來(lái)超級(jí)簡(jiǎn)單。請(qǐng)看下面的代碼段：

正如您看到的，前兩行用于從托管腳本中加載 TensorFlow.js 庫(kù)和 Q&A（問(wèn)答）模型，因此，我們可以執(zhí)行問(wèn)答搜索。這只需要調(diào)用一次 - 模型位于內(nèi)存中時(shí)，將保持加載狀態(tài)。然后，我們可以重復(fù)調(diào)用 findAnswers()，向其傳遞兩個(gè)字符串。第一個(gè)字符串是用戶要提出的問(wèn)題，第二個(gè)字符串是我們想要用來(lái)進(jìn)行搜索的文字（例如，頁(yè)面上的文字）。之后，我們將返回 results 對(duì)象，其結(jié)構(gòu)如下所示：

[ { text: string, score: number, startIndex: number, endIndex: number } ]

您將獲得一組對(duì)象，表示可以最好地解答問(wèn)題的段落的各個(gè)部分，同時(shí)還會(huì)獲得一個(gè)分?jǐn)?shù)，表示回答正確的置信度。另外，我們還會(huì)得到答案文字的索引，便于定位答案文字在上下文字符串中的位置。這就是全部?jī)?nèi)容！借助此數(shù)據(jù)，您現(xiàn)在可以突出顯示找到的文字，返回一些較豐富的結(jié)果，或?qū)崿F(xiàn)一些創(chuàng)造性的應(yīng)用。

如果您想自己嘗試 MobileBERT 問(wèn)答模型，我們很高興地告訴您，該模型現(xiàn)已開(kāi)放源代碼，您可以在我們的 GitHub 倉(cāng)庫(kù)中找到它。如果您實(shí)現(xiàn)了一些有趣應(yīng)用，請(qǐng)與我們分享，我們期待看到有更多豐富的應(yīng)用與創(chuàng)意！

GitHub
https://github.com/tensorflow/tfjs-models/tree/master/qna

分享
http://services.google.cn/fb/forms/TFCS/?channel=wechat

如果您想詳細(xì)了解 本文提及 的相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下文檔。這些文檔深入探討了這篇文章中提及的許多主題：

介紹螃蟹
https://en.wikipedia.org/wiki/Crab

某產(chǎn)品頁(yè)介紹照明燈
https://www.rei.com/rei-garage/product/167000/black-diamond-spot-headlamp

某汽車測(cè)評(píng)
https://www.autotrader.com/car-reviews/2020-infiniti-q60-review-281474979991514

介紹木質(zhì)摩天樓
https://www.cnn.com/style/article/wooden-skyscraper-revolution-timber/index.html

千層面配方介紹
https://www.allrecipes.com/recipe/23600/worlds-best-lasagna/?internalSource=hub%20recipe&referringContentType=Search

某產(chǎn)品介紹頁(yè)
https://www.bedbathandbeyond.com/store/product/kitchenaid-reg-5-speed-diamond-blender/3242409

某文章
https://en.wikipedia.org/wiki/Jaws_(film)

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：用 TensorFlow.js 探索 BERT 在瀏覽器中的趣味實(shí)踐

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