دليل شامل: إعداد نظام BRAT للتعليم الآلي ومعالجة اللغة الطبيعية

في عالم معالجة اللغة الطبيعية (NLP) والتعليم الآلي (ML)، يلعب تجميع البيانات وتوصيفها دورًا حاسمًا في بناء نماذج دقيقة وفعالة. نظام BRAT (BRAT Rapid Annotation Tool) هو أداة مفتوحة المصدر وقوية تستخدم على نطاق واسع لتوصيف النصوص، وخاصةً لاستخراج الكيانات المسماة (Named Entity Recognition – NER)، وتحليل المشاعر (Sentiment Analysis)، وتوصيف العلاقات (Relation Extraction)، وغيرها من المهام المتعلقة بمعالجة النصوص.

يهدف هذا الدليل الشامل إلى تزويدك بخطوات مفصلة وتعليمات واضحة لإعداد نظام BRAT وتشغيله بنجاح، بدءًا من التثبيت وصولًا إلى تخصيص واجهة المستخدم وإنشاء مشاريع توصيف. سواء كنت باحثًا، أو مطورًا، أو طالبًا مهتمًا بمعالجة اللغة الطبيعية، سيساعدك هذا الدليل على الاستفادة القصوى من إمكانيات BRAT.

ما هو BRAT؟

BRAT هو أداة توصيف نصوص تفاعلية وسهلة الاستخدام تعتمد على الويب. تسمح للمستخدمين بتوصيف النصوص بسرعة وكفاءة من خلال واجهة رسومية بسيطة. يركز BRAT بشكل خاص على توصيف الكيانات والعلاقات، مما يجعله أداة مثالية للمهام التي تتطلب تحديد واستخراج المعلومات من النصوص.

مميزات BRAT:

• سهولة الاستخدام: واجهة مستخدم رسومية بديهية تجعل عملية التوصيف بسيطة وفعالة.
• المرونة: يدعم BRAT أنواعًا مختلفة من التوصيفات، بما في ذلك الكيانات والعلاقات والأحداث.
• قابلية التخصيص: يمكن تخصيص BRAT لتلبية احتياجات مشروع معين من خلال تعريف أنواع الكيانات والعلاقات والخصائص.
• التعاون: يدعم BRAT العمل الجماعي من خلال السماح لعدة مُوصّفين بالعمل على نفس المشروع في نفس الوقت.
• مفتوح المصدر: BRAT هو برنامج مجاني ومفتوح المصدر، مما يعني أنه يمكن استخدامه وتعديله وتوزيعه بحرية.
• تنسيقات الإخراج المتعددة: يدعم BRAT تنسيقات إخراج متعددة، مثل standoff و JSON و CoNLL، مما يجعله متوافقًا مع العديد من الأدوات والمكتبات الأخرى في مجال معالجة اللغة الطبيعية.

متطلبات النظام لتشغيل BRAT

قبل البدء في تثبيت BRAT، تأكد من أن نظامك يلبي المتطلبات التالية:

• Python: BRAT مكتوب بلغة Python، لذا يجب أن يكون لديك Python 2.7 أو Python 3 مثبتًا على نظامك. يفضل استخدام Python 3.
• Git: يستخدم Git لتنزيل BRAT من مستودعه على GitHub.
• Web Server: تحتاج إلى خادم ويب لخدمة واجهة BRAT. يمكن استخدام أي خادم ويب، مثل Apache أو Nginx.
• Browser: يجب أن يكون لديك متصفح ويب حديث، مثل Chrome أو Firefox أو Safari.

خطوات تثبيت BRAT

فيما يلي الخطوات التفصيلية لتثبيت BRAT:

1. تثبيت Python و Git

إذا لم يكن لديك Python و Git مثبتين بالفعل، فقم بتثبيتهما. يمكنك تنزيل Python من الموقع الرسمي (https://www.python.org/downloads/) وتثبيت Git من (https://git-scm.com/downloads).

ملاحظة: تأكد من إضافة Python إلى مسار النظام (PATH) أثناء التثبيت.

2. تنزيل BRAT من GitHub

افتح سطر الأوامر (Command Prompt أو Terminal) وانتقل إلى الدليل الذي تريد تثبيت BRAT فيه. ثم قم بتشغيل الأمر التالي لتنزيل BRAT من GitHub:

git clone https://github.com/nlplab/brat.git

سينشئ هذا الأمر مجلدًا باسم `brat` يحتوي على جميع ملفات BRAT.

3. تثبيت متطلبات BRAT

انتقل إلى مجلد `brat` الذي تم إنشاؤه:

cd brat

ثم قم بتثبيت متطلبات BRAT باستخدام pip:

pip install -r requirements.txt

هذا الأمر سيقوم بتثبيت جميع المكتبات المطلوبة لتشغيل BRAT.

4. إعداد خادم الويب

لخدمة واجهة BRAT، تحتاج إلى إعداد خادم ويب. يمكنك استخدام أي خادم ويب، ولكننا سنستخدم هنا خادم Python البسيط كبديل سريع للاختبار:

python -m http.server 8000

هذا الأمر سيشغل خادم ويب على المنفذ 8000. يمكنك الوصول إلى BRAT عن طريق فتح متصفح الويب والانتقال إلى العنوان `http://localhost:8000/`.

ملاحظة: هذه الطريقة مخصصة للاختبار والتجربة فقط. لبيئة إنتاج، يفضل استخدام خادم ويب أكثر قوة، مثل Apache أو Nginx.

5. تهيئة BRAT

بعد تثبيت BRAT، تحتاج إلى تهيئته قبل البدء في استخدامه. الخطوة الأولى هي إنشاء ملف تهيئة (configuration file) يحدد أنواع الكيانات والعلاقات والخصائص التي تريد استخدامها في مشروعك.

يمكنك إنشاء ملف تهيئة جديد أو تعديل ملف تهيئة موجود. يحتوي مجلد `brat/configuration` على أمثلة لملفات تهيئة يمكنك استخدامها كنقطة بداية.

ملف التهيئة هو ملف نصي بسيط بتنسيق YAML. يحدد أنواع الكيانات والعلاقات والخصائص التي تريد استخدامها في مشروعك. على سبيل المثال، إذا كنت تعمل على مشروع استخراج الكيانات المسماة، فقد تحتاج إلى تعريف أنواع الكيانات مثل `Person` و `Organization` و `Location`.

فيما يلي مثال بسيط لملف تهيئة:

# Entities
entities:
  - Person
  - Organization
  - Location

# Relations
relations:
  - Lives_In Arg1:Person, Arg2:Location
  - Works_At Arg1:Person, Arg2:Organization

هذا الملف يعرف ثلاثة أنواع من الكيانات (`Person` و `Organization` و `Location`) ونوعين من العلاقات (`Lives_In` و `Works_At`).

بعد إنشاء ملف التهيئة، تحتاج إلى وضعه في مجلد `data` داخل مجلد مشروع BRAT الخاص بك. سنقوم بإنشاء هذا المجلد في الخطوة التالية.

إنشاء مشروع توصيف

الآن بعد أن قمت بتثبيت BRAT وتهيئته، يمكنك البدء في إنشاء مشروع توصيف. المشروع هو مجموعة من النصوص التي تريد توصيفها وملفات التهيئة التي تحدد أنواع التوصيفات التي تريد استخدامها.

لإنشاء مشروع توصيف، قم بإنشاء مجلد جديد في أي مكان على نظامك. داخل هذا المجلد، قم بإنشاء مجلدين فرعيين:

• `data`: سيحتوي هذا المجلد على النصوص التي تريد توصيفها وملفات التهيئة.
• `ann`: سيحتوي هذا المجلد على ملفات التوصيف (annotation files) التي سيتم إنشاؤها أثناء عملية التوصيف.

ضع النصوص التي تريد توصيفها في مجلد `data`. يجب أن تكون كل نص في ملف منفصل بتنسيق نص عادي (.txt).

ضع ملف التهيئة الذي أنشأته في الخطوة السابقة في مجلد `data` أيضًا.

الآن، يمكنك فتح BRAT في متصفح الويب والانتقال إلى مجلد المشروع الخاص بك. سيقوم BRAT بتحميل النصوص وملف التهيئة وعرضها في واجهة المستخدم.

تخصيص واجهة المستخدم BRAT

يوفر BRAT العديد من الخيارات لتخصيص واجهة المستخدم لتلبية احتياجاتك. يمكنك تغيير الألوان والخطوط والرموز المستخدمة في واجهة المستخدم. يمكنك أيضًا إضافة أدوات مخصصة لتسهيل عملية التوصيف.

يتم التحكم في تخصيص واجهة المستخدم من خلال ملفات CSS و JavaScript. يمكنك تعديل هذه الملفات لتغيير مظهر BRAT وسلوكه.

يتم تخزين ملفات CSS و JavaScript في مجلد `brat/static`. يمكنك تعديل هذه الملفات مباشرة أو إنشاء ملفات CSS و JavaScript مخصصة ووضعها في مجلد `brat/static/custom`.

على سبيل المثال، لتغيير لون خلفية واجهة المستخدم، يمكنك إنشاء ملف CSS باسم `custom.css` في مجلد `brat/static/custom` وإضافة الكود التالي:

body {
  background-color: #f0f0f0;
}

ثم تحتاج إلى تضمين ملف `custom.css` في ملف HTML الخاص بـ BRAT. يمكنك القيام بذلك عن طريق تعديل ملف `brat/index.html` وإضافة السطر التالي قبل علامة ``:

<link rel="stylesheet" type="text/css" href="static/custom/custom.css">

بعد حفظ التغييرات، أعد تحميل BRAT في متصفح الويب وسترى أن لون خلفية واجهة المستخدم قد تغير.

استخدام BRAT لتوصيف النصوص

بعد إعداد BRAT وإنشاء مشروع توصيف، يمكنك البدء في توصيف النصوص. لتوصيف نص، افتح النص في BRAT وحدد الكيانات والعلاقات التي تريد توصيفها.

لتحديد كيان، انقر واسحب المؤشر فوق النص الذي يمثل الكيان. ثم حدد نوع الكيان من القائمة المنسدلة.

لتحديد علاقة، حدد الكيانين اللذين تربطهما العلاقة. ثم انقر على زر “Add Relation” وحدد نوع العلاقة من القائمة المنسدلة.

يمكنك أيضًا إضافة خصائص إلى الكيانات والعلاقات. لإضافة خاصية، حدد الكيان أو العلاقة وانقر على زر “Add Attribute”. ثم حدد اسم الخاصية وقيمتها.

يقوم BRAT بحفظ التوصيفات تلقائيًا أثناء قيامك بتوصيف النص. يمكنك أيضًا حفظ التوصيفات يدويًا عن طريق النقر على زر “Save”.

يتم تخزين التوصيفات في ملفات .ann في مجلد `ann` الخاص بمشروعك. يحتوي كل ملف .ann على التوصيفات الخاصة بملف نصي واحد.

تنسيقات الإخراج

يدعم BRAT تنسيقات إخراج متعددة، بما في ذلك:

• Standoff: هذا هو تنسيق الإخراج الافتراضي لـ BRAT. هو تنسيق نصي بسيط يمثل التوصيفات كإزاحات في النص الأصلي.
• JSON: هذا تنسيق شائع لتمثيل البيانات ككائنات JavaScript.
• CoNLL: هذا تنسيق شائع في مجال معالجة اللغة الطبيعية، خاصةً لمهام مثل استخراج الكيانات المسماة.

يمكنك تحديد تنسيق الإخراج الذي تريد استخدامه عن طريق تعديل ملف التهيئة. يمكنك أيضًا تحويل التوصيفات من تنسيق إلى آخر باستخدام أدوات سطر الأوامر التي تأتي مع BRAT.

العمل الجماعي

يدعم BRAT العمل الجماعي من خلال السماح لعدة مُوصّفين بالعمل على نفس المشروع في نفس الوقت. للعمل بشكل جماعي، تحتاج إلى إعداد خادم BRAT مركزي يمكن للمُوصّفين الوصول إليه.

لتشغيل خادم BRAT مركزي، تحتاج إلى استخدام خادم ويب أكثر قوة، مثل Apache أو Nginx. يمكنك أيضًا استخدام قاعدة بيانات لتخزين التوصيفات.

يحتوي موقع BRAT على GitHub على تعليمات مفصلة حول كيفية إعداد خادم BRAT مركزي.

نصائح وحيل

• استخدم اختصارات لوحة المفاتيح: يوفر BRAT العديد من اختصارات لوحة المفاتيح لتسريع عملية التوصيف. يمكنك الاطلاع على قائمة كاملة باختصارات لوحة المفاتيح في وثائق BRAT.
• استخدم البحث والاستبدال: إذا كنت بحاجة إلى توصيف نفس الكيان عدة مرات في نص واحد، يمكنك استخدام ميزة البحث والاستبدال في BRAT لتسريع العملية.
• استخدم القواميس: يمكنك استخدام القواميس في BRAT لتسريع عملية توصيف الكيانات. القواميس هي قوائم بالكلمات والعبارات التي تمثل كيانات محددة.
• استخدم التوصيف المسبق (Pre-annotation): يمكنك استخدام أدوات معالجة اللغة الطبيعية لتوصيف النصوص مسبقًا قبل فتحها في BRAT. يمكن أن يوفر لك هذا الكثير من الوقت والجهد.

أمثلة على استخدام BRAT

فيما يلي بعض الأمثلة على كيفية استخدام BRAT في مشاريع معالجة اللغة الطبيعية:

• استخراج الكيانات المسماة (NER): تحديد واستخراج الكيانات المسماة من النصوص، مثل أسماء الأشخاص والمنظمات والمواقع.
• تحليل المشاعر (Sentiment Analysis): تحديد المشاعر المعبر عنها في النصوص، مثل المشاعر الإيجابية والسلبية والمحايدة.
• توصيف العلاقات (Relation Extraction): تحديد واستخراج العلاقات بين الكيانات في النصوص، مثل العلاقات بين الأشخاص والمنظمات والعلاقات بين المنتجات والشركات.
• تحليل الأحداث (Event Extraction): تحديد واستخراج الأحداث من النصوص، مثل الأحداث السياسية والاقتصادية والاجتماعية.
• توصيف الخطاب (Discourse Annotation): توصيف بنية الخطاب في النصوص، مثل تحديد أنواع العلاقات بين الجمل والفقرات.

بدائل لـ BRAT

على الرغم من أن BRAT هو أداة قوية ومرنة، إلا أنها ليست الخيار الوحيد لتوصيف النصوص. هناك العديد من الأدوات الأخرى المتاحة، ولكل منها مزاياها وعيوبها الخاصة.

بعض البدائل الشائعة لـ BRAT تشمل:

• Prodigy: هي أداة توصيف نصوص تجارية توفر واجهة مستخدم أكثر تطوراً وميزات أكثر من BRAT.
• Label Studio: هي أداة توصيف نصوص مفتوحة المصدر تدعم أنواعًا مختلفة من البيانات، بما في ذلك النصوص والصور والصوت والفيديو.
• Doccano: هي أداة توصيف نصوص مفتوحة المصدر تركز على توصيف النصوص لمهام التعلم العميق.
• GATE: هي منصة لمعالجة اللغة الطبيعية توفر أدوات لتوصيف النصوص والتحليل اللغوي.

يعتمد اختيار الأداة المناسبة على احتياجات مشروعك وميزانيتك وخبرتك.

خلاصة

BRAT هو أداة قوية ومرنة لتوصيف النصوص تستخدم على نطاق واسع في مجال معالجة اللغة الطبيعية. يوفر BRAT واجهة مستخدم سهلة الاستخدام ويدعم أنواعًا مختلفة من التوصيفات، مما يجعله أداة مثالية للمهام التي تتطلب تحديد واستخراج المعلومات من النصوص. باتباع الخطوات الموضحة في هذا الدليل، يمكنك إعداد نظام BRAT وتشغيله بنجاح والبدء في توصيف النصوص لمشاريع معالجة اللغة الطبيعية الخاصة بك.

نتمنى أن يكون هذا الدليل قد ساعدك في فهم كيفية إعداد نظام BRAT واستخدامه. لا تتردد في استكشاف المزيد من الميزات والخيارات المتاحة في BRAT لتلبية احتياجات مشروعك.

حظًا سعيدًا في مشاريع معالجة اللغة الطبيعية الخاصة بك!