`urllib.request.Request` の `data` 引数は bytes 型である必要があります。この引数に対して現状のコードでは [`json.dumps`][1] 関数の戻り値がそのまま渡されていますが、これは str 型です。今回は `Content-Type` が `application/json` なので

    json.dumps(JSONを表すデータ).encode('何らかのエンコーディング')

という形で渡してあげれば良いです。

念の為、こちらで動作したコードを [gist に上げておきました][2]。

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### 参考

* [docomo 雑談対話 API のリファレンス][3]
* [Python3: JSON POST Request WITHOUT requests library][4] -- Stack Overflow

### 追記

他に気づいた点を簡単に書いておきます。

* Python 2 の `raw_input` 関数に対応する Python 3 の関数は `input` です。
* 一般に、任意の入力が考えられる場所で `eval` を使うのは危ないです。今回の場合、単に不要です。
* Python 2 と Python 3 では Unicode 文字列の扱いが変わったため、 `str.encode` 関数の挙動が変わっています。Python 2 では Unicode 文字列と単なる文字列が区別されていたため、文字列から文字列へ変換するために `encode` 関数が使われていました。Python 3 では文字列型の区別が無くなり、更に bytes 型が追加されたため、`encode` 関数は str 型から bytes 型への変換に使われるようになりました。簡単なサンプルコードを下に示しておきます。

        $ python2
        >>> u'あいう'
        u'\u3042\u3044\u3046'
        >>> u'あいう'.encode('utf-8')
        '\xe3\x81\x82\xe3\x81\x84\xe3\x81\x86'
        >>> type(u'あいう')
        <type 'unicode'>
        >>> type(u'あいう'.encode('utf-8'))
        <type 'str'>
        >>> exit()

        $ python3
        >>> u'あいう'    # Python 3 では u が不要です
        'あいう'
        >>> 'あいう'.encode('utf-8')
        b'\xe3\x81\x82\xe3\x81\x84\xe3\x81\x86'
        >>> type(u'あいう')
        <class 'str'>
        >>> type('あいう'.encode('utf-8'))
        <class 'bytes'>
        >>> exit()


  [1]: https://docs.python.jp/3/library/json.html#json.dumps
  [2]: https://gist.github.com/nekketsuuu/e7b7a4f232af46a74306660c5c41a211
  [3]: https://dev.smt.docomo.ne.jp/?p=docs.api.page&api_name=dialogue&p_name=api_1#tag01
  [4]: https://stackoverflow.com/q/25491541/5989200