【Python】簡単なチャットボット: NLTKで自然な応答を実現

チャットボットは、ユーザーとの対話を自動化するツールとして、カスタマーサポートやエンターテインメントなど、さまざまな分野で活用されています。今回は、Pythonの自然言語処理ライブラリであるNLTK（Natural Language Toolkit）を使って、簡単なチャットボットを構築する方法を解説します。

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必要な準備

まずは必要なライブラリをインストールしましょう。

pip install nltk<br>

NLTKには大量のデータセットやモジュールが含まれているため、インストール後に必要なコーパスをダウンロードします。

import nltk
nltk.download('punkt')
nltk.download('wordnet')
nltk.download('omw-1.4')

チャットボットの基本構造

1. 入力のトークナイズ

ユーザーの入力を処理するために、テキストを単語単位で分割（トークナイズ）します。

from nltk.tokenize import word_tokenize

user_input = "Hello, how are you?"
tokens = word_tokenize(user_input)
print(tokens)

出力例:

['Hello', ',', 'how', 'are', 'you', '?']

2. 単語の正規化

単語の形態を統一するために、ステミングやレンマタイゼーションを使います。

from nltk.stem import WordNetLemmatizer

lemmatizer = WordNetLemmatizer()
words = ["running", "ran", "runs"]
normalized = [lemmatizer.lemmatize(word, pos='v') for word in words]
print(normalized)

出力例:

['run', 'run', 'run']

3. 応答生成

NLTKを使って簡単なルールベースの応答生成を実装します。

簡単なルールベースチャットボットの構築

以下は、ユーザーの入力に基づいて応答を生成する簡単な例です。

import random
from nltk.tokenize import word_tokenize

responses = {
    "hello": ["Hi there!", "Hello! How can I help you?"],
    "how are you": ["I'm just a bot, but I'm doing fine!", "I'm here to assist you."],
    "bye": ["Goodbye!", "Have a great day!"]
}

def chatbot_response(user_input):
    tokens = word_tokenize(user_input.lower())
    for word in tokens:
        if word in responses:
            return random.choice(responses[word])
    return "I'm sorry, I don't understand that."

# チャットボットの動作
print("Chatbot: Hi! Type 'bye' to exit.")
while True:
    user_input = input("You: ")
    if user_input.lower() == "bye":
        print("Chatbot: Goodbye!")
        break
    response = chatbot_response(user_input)
    print(f"Chatbot: {response}")

実行例

Chatbot: Hi! Type 'bye' to exit.
You: Hello
Chatbot: Hi there!
You: How are you?
Chatbot: I'm just a bot, but I'm doing fine!
You: What can you do?
Chatbot: I'm sorry, I don't understand that.
You: Bye
Chatbot: Goodbye!