Avaliação comparativa e otimização de small language models para extração de informações aplicadas em comunicação assistiva

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2026-07-07

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Sistemas de Comunicação Aumentativa e Alternativa (CAA) podem apoiar a autonomia de pessoas com deficiência de fala ao oferecerem formas alternativas de expressar necessidades, preferências e intenções. No entanto, muitas aplicações de CAA ainda dependem de pranchas de comunicação definidas manualmente, o que pode limitar a flexibilidade e a adaptação contextual. Este trabalho investiga o uso de Small Language Models (SLMs) em duas tarefas de processamento de linguagem natural relacionadas à CAA: classificação de intenção de perguntas e extração de opções de escolha em perguntas contendo alternativas explícitas. Cinco SLMs foram ajustados por meio de Quantized Low-Rank Adaptation (QLoRA) e quantização em 4 bits, sendo avaliados em comparação com um baseline baseado no Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT) na tarefa de classificação de intenção e com uma referência Gemini 3.1 Pro na tarefa de extração de opções. Os resultados mostram que SLMs ajustados podem alcançar desempenho competitivo em ambas as tarefas. Em particular, o baseline BERT manteve o melhor desempenho na classificação de intenção, seguido de perto pelo Llama-3. No entanto, o Phi-3 Mini obteve o melhor desempenho na extração de opções, superando a referência Gemini. Esses achados sugerem que modelos de linguagem compactos e especializados para tarefas específicas podem ser uma alternativa viável para aplicações de CAA inteligentes e eficientes.

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Augmentative and Alternative Communication (AAC) systems can support the autonomy of people with speech impairments by providing alternative ways to express needs, preferences, and intentions. However, many AAC applications still depend on manually predefined communication boards, which may limit flexibility and contextual adaptation. This work investigates the use of Small Language Models (SLMs) in two natural language processing tasks related to AAC: intent classification of questions and extraction of choice options from questions containing explicit alternatives. Five SLMs were fine-tuned using Quantized Low-Rank Adaptation (QLoRA) and 4-bit quantization and evaluated against a Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT) baseline for intent classification and a Gemini 3.1 Pro reference for option extraction. The results show that fine-tuned SLMs can achieve competitive performance in both tasks. In particular, the BERT baseline maintained the best performance in intent classification, closely followed by Llama-3. However, Phi-3 Mini achieved the best performance in option extraction, surpassing the Gemini reference. These findings suggest that compact language models specialized for specific tasks may be a viable alternative for intelligent and efficient AAC applications.

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Referência

MELO, Caio Fontes de. Avaliação comparativa e otimização de small language models para extração de informações aplicadas em comunicação assistiva. 2026. 13 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) – Departamento de Computação, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 2026.

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