En aquest treball es proposa utilitzar tècniques d’Aprenentatge Automàtic Incremental, també conegut com Aprenentatge On-line, per resoldre tasques de Processament de Llenguatge Natural de manera més eficient. També s’estudia la viabilitat tècnica de la seva aplicació en el desenvolupament d’entorns Inter-Actius d’anotació lingüística. El document està estructurat en tres parts: la justificació conceptual de la proposta, la viabilitat tècnica a partir de l’estat de la qüestió i les proves experimentals per obtenir dades quantitatives sobre l’eficiència assolida. La primera part descriu la situació actual, basada en el paradigma d’aprenentatge batch, en qüestiona el consens existent i exposa les seves limitacions: econòmiques, tècniques i metodològiques. A continuació, presenta el paradigma incremental i planteja la manera en què una arquitectura Inter-Activa, basada en l’aprenentatge actiu i els algorismes incrementals, podria minimitzar el coll d’ampolla associat a l’anotació manual del corpus. La segona part presenta l’estat de la qüestió de l’Aprenentatge Automàtic Incremental: els algorismes d’inducció de models, les arquitectures de combinació de classificadors i les tècniques auxiliars d’optimització i avaluació. La tercera part del treball descriu la metodologia utilitzada en una sèrie de proves experimentals, amb quatre tasques de PLN, amb l’objectiu de quantificar la qualitat dels models induïts i l’eficiència dels entrenaments. Presenta els resultats de més d’un centenar d’experiments, analitza i justifica les corbes d’avaluació obtingudes i compara els entrenaments en termes de precisió i eficiència assolida. Els resultats dels experiments validen la hipòtesi principal del treball, que defensa que mitjançant l’entrenament Inter-Actiu és possible obtenir models classificadors tant o més precisos que amb l’entrenament estàndard, però utilitzant tan sols una fracció del corpus existent; concretament, i segons les proves realitzades, requerint entre 5 i 100 vegades menys exemples. Així mateix, també s’aprofundeix en l’anàlisi de les dades obtingudes durant els entrenaments basats en l’aprenentatge actiu, especialment en l’evolució dels graus de certesa de les seves classificacions i de la precisió d’aquestes estimacions. A partir d’aquestes dades es conclou que la selecció d’exemples basada en un llindar de certesa constant és massa sensible al valor triat, i es suggereix investigar algorismes d’entrenament actiu basats en llindars de certesa dinàmics. / In this work we propose the use of Incremental Machine Learning, also known as On-Line Learning, to solve Natural Language Processing tasks in a more efficient way. We also study the technical feasibility of its application to the development of inter-active environments of linguistic annotation. The document is structured in three parts: the conceptual justification of the proposal, the technical feasibility by grounding it on state of the art techniques, and the experimental tests performed to obtain quantitative data about the efficiency achieved. The first part describes the current trends in NLP based on the batch learning paradigm, it questions the existent consensus and it exposes its limitations: economical, technical and methodological. Right after, it presents the incremental paradigm and it outlines how an Inter-Active architecture, based on active learning and incremental algorithms, could minimize the bottleneck related to the manual corpus annotation. The second part presents state of the art Incremental Machine Learning: the algorithms of model induction, the classifier combination architectures and the auxiliary techniques for optimization and evaluation. The third part of this work describes the methodology used in a set of experimental tests, on four NLP tasks, with the goal of quantifying the quality of the induced models and the training efficiency. It presents the results of more than a hundred experiments, and it analyzes and justifies its evaluation curves and compares the different trainings on the achieved precision and efficiency. The results of the experiments validate the main hypothesis of this work, which is that Inter-Active training makes it possible to obtain classifier models with as much or higher precision than with standard training, but using just a fraction of the existent corpus; in particular, and according to the results, reducing the number of training examples needed between 5 and 100 times. Additionally, it also goes into detail in the analysis of the data obtained during the training based on active learning, especially on the evolution of the confidence levels of its classifications and the precision of these estimations. From this data we conclude that the example selection based on a constant confidence threshold is too sensitive to the given value, and we propose to research active training algorithms based on dynamic confidence thresholds. / En este trabajo se propone utilizar técnicas de Aprendizaje Automático Incremental, también conocido como Aprendizaje On-Line, para resolver tareas de Procesamiento de Lenguaje Natural de manera más eficiente. También estudia la viabilidad técnica de su aplicación en el desarrollo de entornos Inter-Activos de anotación lingüística. El documento está estructurado en tres partes: la justificación conceptual de la propuesta, la viabilidad técnica a partir del estado de la cuestión y las pruebas experimentales para obtener datos cuantitativos sobre la eficiencia conseguida. La primera parte describe la situación actual, basada en el paradigma de aprendizaje batch, cuestiona el consenso existente y expone sus limitaciones: económicas, técnicas y metodológicas. A continuación, presenta el paradigma incremental y plantea la forma en que una arquitectura Inter-Activa, basada en el aprendizaje activo y los algoritmos incrementales, podría minimizar el cuello de botella asociado a la anotación manual de corpus. La segunda parte presenta el estado de la cuestión del Aprendizaje Automático Incremental: los algoritmos de inducción de modelos, las arquitecturas de combinación de clasificadores y las técnicas auxiliares de optimización y evaluación. La tercera parte del trabajo describe la metodología utilizada en una serie de pruebas experimentales, con cuatro tareas de PLN, con el objetivo de cuantificar la calidad de los modelos inducidos y la eficiencia de los entrenamientos. Presenta los resultados de más de un centenar de experimentos, analiza y justifica las curvas de evaluación obtenidas y compara los entrenamientos en términos de precisión y eficiencia alcanzada. Los resultados validan la hipótesis principal del trabajo, que defiende que mediante el entrenamiento Inter-Activo es posible obtener modelos clasificadores tan o más precisos que con el entrenamiento estándar, pero utilizando únicamente una fracción del corpus existente; concretamente, y según las pruebas realizadas, requiriendo entre 5 y 100 veces menos ejemplos. Así mismo, también profundiza en el análisis de los datos obtenidos durante los entrenamientos basados en el aprendizaje activo, especialmente en la evolución de los grados de certeza de sus clasificaciones y de la precisión de estas estimaciones. A partir de estos datos se concluye que la selección de ejemplos basada en un umbral de certeza es demasiado sensible al valor elegido, y se sugiere investigar algoritmos de entrenamiento basados en umbrales de certeza dinámicos.

The aim of the present research study is to examine the contrasting effects of two learning contexts, study abroad (SA) vs. at home (AH), on the language development of Spanish adolescent learners of English. It focuses on the dimensions of foreign accent (FA) and comprehensibility in the target language. First, we explore learners’ linguistic progress in these speech dimensions by assessing the impact of a 3-month SA programme on the extemporaneous speech of a group of 25 learners, and compare their results with those obtained by a control group of 31 learners receiving classroom instruction at home. For that purpose, speech samples were collected for each group longitudinally at two different points in time, before (Pre-test) and after (Post-test) the SA and the formal instruction (FI) context, respectively. A group of non-native listeners (n=12) were asked firstly to assign ratings to the samples by means of Likert scales, and then they were asked to report on the aspects that had affected their ratings most for each of the two speech dimensions analysed. Secondly, on the basis of this data, we explore the relationship between FA and comprehensibility by analysing the correlations between FA and comprehensibility scores at Pre-test and Post-test for the SA and AH participants and the information reported from the group of listeners. Results indicate that SA participants obtained significantly greater gains in FA than the AH group. The findings also suggest that the SA context was more beneficial than the AH context in terms of comprehensibility development, since the percentage of learners improving their comprehensibility scores during SA was significantly larger than the percentage of learners improving their scores in the AH context, and SA learners obtained larger comprehensibility gains than AH learners, although such improvement was not significant. In addition, results indicate that SA participants with initial lower levels of native-like accent and/or comprehensibility obtained significantly greater gains than their peers at home in both dimensions. Further analyses show significant large positive correlations between the two speech dimensions at the two testing times in the case of both groups of participants, suggesting that the more native-like accent, the greater the comprehensibility. Regarding the aspects that listeners heeded when rating speech samples, pronunciation is the main aspect taken into account when assessing L2 learners’ FA and comprehensibility. Listeners in our study did not leave aside reference to accent or native-likeness in their comprehensibility ratings. / El objetivo de este estudio es examinar el efecto de dos contextos de aprendizaje distintos, estancia en el extranjero (ES) y de instrucción formal en el aula, en el desarrollo lingüístico de adolescentes españoles aprendices del inglés. El estudio se centra en las dimensiones de acento extranjero y comprensibilidad del inglés como segunda lengua. En primer lugar, analizamos el progreso que los aprendices hacen en el grado de acento extranjero y de comprensibilidad examinando el impacto que tiene una estancia de tres meses en el extranjero sobre la producción oral de 25 aprendices, y comparando estos resultados con los obtenidos por parte de un grupo de control formado por 31 aprendices que reciben instrucción formal en el aula. Para ello, se recogieron muestras de habla de cada uno de los grupos en dos tiempos, antes y después de la estancia en el extranjero y del período de instrucción formal, respectivamente. Un grupo de 12 jueces no-nativos del inglés evaluaron el grado de acento extranjero y de comprensibilidad de las muestras de habla utilizando escalas de Likert, e indicaron los aspectos que más habían influido en las valoraciones realizadas para cada dimensión. En segundo lugar, a partir de estos datos, examinamos la relación entre acento extranjero y comprensibilidad. Por una parte analizamos las correlaciones entre las puntuaciones en ambas dimensiones de los dos grupos de participantes en los dos tiempos de recogida. Por otro lado, examinamos la información proporcionada por el grupo de jueces en cuanto a sus evaluaciones. Los resultados indican que el grupo ES obtuvo ganancias significativas mayores en cuanto al grado de acento extranjero, y que dicha estancia proporcionó también mayores beneficios en cuanto a comprensibilidad, dado que el porcentaje de aprendices que mejoraron sus puntuaciones en esta dimensión fue significativamente mayor que el porcentaje de alumnos que mejoraron en el contexto de instrucción formal, y dado que los resultados también señalaron mayores ganancias para el grupo ES, si bien esta mejora no resultó ser significativa. Asimismo, los resultados revelan que los participantes del grupo ES con un nivel inicial menor de acento nativo y de comprensibilidad obtuvieron ganancias significativas mayores en ambas dimensiones que los participantes en el contexto de instrucción formal. Asimismo, se hallaron correlaciones altas significativas entre el grado de acento y de comprensibilidad en los dos tiempos y para ambos grupos de participantes, sugiriendo que a mayor acento nativo, mayor comprensibilidad. En cuanto a los aspectos que más influyeron en las evaluaciones del acento y de la comprensibilidad de las muestras, los jueces señalaron que la pronunciación fue el factor más influyente en ambos aspectos. En sus valoraciones, los jueces relacionaron el grado de acento extranjero con la comprensibilidad de la producción oral en inglés de los aprendices.

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Esta tesis, al centrarse en la generación de voz sintética en el dominio de las conversaciones virtuales en español, trata dos aspectos diferentes del proceso de la conversión de texto en habla: Por un lado, parte de esta investigación gira alrededor de la normalización-corrección de los mensajes que los usuarios escriben mientras chatean con amigos o conocidos, cuyo lenguaje dista considerablemente del texto estándar y normativo que emplean estos conversores. Estos textos presentan numerosas abreviaturas, emoticonos, sustituciones de grafías o repeticiones de ellas, haciendo que el texto si es procesado por los normalizadores convencionales de los CTH resultara incomprensible por el oyente. Por otro lado, el habla generada debe corresponderse con el dominio especificado. En las conversaciones virtuales, que se asemejan más a una conversación oral que a un discurso escrito, predomina un afán por comunicar situaciones, transmitir estados emocionales, opiniones, sentimientos, etc. Por lo tanto, la voz desarrollada en esta investigación pretende reflejar esta expresividad, concretamente se pretende generar enunciados en los que se transmitan emociones mediante la modelación de parámetros prosódicos. Para lograr este propósito se parte del conversor de texto a habla de la empresa escocesa Cereproc. / This thesis, by focusing on the generation of synthetic speech in the domain of virtual Spanish conversations, addresses two different aspects of the Text-to-Speech process. On one hand, most of this research revolves around the standardization-correction of messages that users type while chatting with friends or acquaintances, whose language varies considerably from standard text and the policy using these systems. These texts have many abbreviations, emoticons, photographic substitutions or repetitions of them, making the text incomprehensible to the listener if it is processed by the conventional normalisers of TTS. On the other hand, the speech generated should match the specified domain. In virtual conversations, which are more like a conversation than written speech, the prevailing situations are eagerness to communicate, convey emotional states, feelings, etc. Therefore, the voice developed in this research is intended to reflect this expression, specifically aims to generate statements, which emotions are transmitted through prosodic modeling. To achieve this purpose, the text-to-speech system by the Scottish company CereProc is addressed.

The development of algorithms to efficiently determine an optimal path through a complex environment is a continuing area of research within Computer Science. When such environments can be represented as a graph, established graph search algorithms, such as Dijkstra’s shortest path and A*, can be used. However, many environments are constructed from a set of regions that do not conform to a discrete graph. The Weighted Region Problem was proposed to address the problem of finding the shortest path through a set of such regions, weighted with values representing the cost of traversing the region. Robust solutions to this problem are computationally expensive since finding shortest paths across a region requires expensive minimisation. Sampling approaches construct graphs by introducing extra points on region edges and connecting them with edges criss-crossing the region. Dijkstra or A* are then applied to compute shortest paths. The connectivity of these graphs is high and such techniques are thus not particularly well suited to environments where the weights and representation frequently change. The Field D* algorithm, by contrast, computes the shortest path across a grid of weighted square cells and has replanning capabilites that cater for environmental changes. However, representing an environment as a weighted grid (an image) is not space-efficient since high resolution is required to produce accurate paths through areas containing features sensitive to noise. In this work, we extend Field D* to weighted simplicial complexes – specifically – triangulations in 2D and tetrahedral meshes in 3D. Such representations offer benefits in terms of space over a weighted grid, since fewer triangles can represent polygonal objects with greater accuracy than a large number of grid cells. By exploiting these savings, we show that Triangulated Field D* can produce an equivalent path cost to grid-based Multi-resolution Field D*, using up to an order of magnitude fewer triangles over grid cells and visiting an order of magnitude fewer nodes. Finally, as a practical demonstration of the utility of our formulation, we show how Field D* can be used to approximate a distance field on the nodes of a simplicial complex, and how this distance field can be used to weight the simplicial complex to produce contour-following behaviour by shortest paths computed with Field D*.

Partiendo de los principios de la pedagogía dialógica, planteamos la tutoría individualizada como una herramienta de mediación en el proceso de enseñanza-aprendizaje. El propósito es crear oportunidades a través del diálogo en las que el experto asista y oriente al alumno en su Zona de Desarrollo Próximo dirigiéndolo hacia la autorregulación. En este marco, elaboramos una acción pedagógica ‘autonomizadora’ cuyo objetivo es, por un lado, favorecer el aprendizaje reflexivo y la interacción y, por otro lado, transferir paulatinamente el control del aprendizaje al alumno. El objetivo que nos planteamos en el presente estudio es experimentar y analizar la incidencia de las tutorías individualizadas como instrumento de mediación y, más concretamente, identificar las estrategias verbales y no verbales a las que recurre la tutora para que la alumna verbalice sus procesos de autorregulación durante las sesiones de tutoría. / Rooted in the principles of dialoguing teaching, we propose the individualized tutorial as a tool for mediation in the teaching-learning process. The goal is to create opportunities for dialogue in which the expert plays the role of mediator, supporting and guiding the learner in their Proximal Development Zone and leading them towards self-regulation. Within this framework we develop a teaching practice based on autonomy and competence whose objective is, on the one hand, to encourage reflexive learning and interaction, and, on the other, to gradually transfer to the student control over their own learning. The objective of the present study is to analyse the role of individualized tutorials as a mediation tool and, more specifically, to identify the verbal and non-verbal strategies used by the tutor to encourage the student to verbalise her auto-regulation processes during the tutorial sessions.

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Diss. Stockholm : Stockholms universitet , 2005.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. univ. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Linköping : Univ., 2002. / Härtill 5 uppsatser.