Ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào phần mềm quản lý sinh viên trường đại học nội vụ hà nội pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NỘI VỤ HÀ NỘI TRUNG TÂM TIN HỌC – NGOẠI NGỮ BÁO CÁO TỔNG HỢP ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA NGƯỜI HỌC ỨNG DỤNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO VÀO PHẦN MỀM QUẢN LÝ SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NỘI VỤ HÀ NỘI Mã số đề tài: THNN.ĐTSV.2019.03 Chủ nhiệm đề tài: Hoàng Thái Sơn Lớp 1705HTTD/Trung tâm Tin học – Ngoại ngữ Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Thu Huyền HÀ NỘI – NĂM 2020 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Tổng quan tình hình nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Giả thuyết nghiên cứu: Nhiệm vụ nghiên cứu: 7 Phương pháp nghiên cứu: Đóng góp đề tài: Chương I : TỔNG QUAN VỀ TRÍ TUỆ NHÂN TẠO 1.1 Giới thiệu chung trí tuệ nhân tạo 1.2 Lịch sử 10 1.3 Vai trò trí tuệ nhân tạo 11 1.4 Sự đời machine learning 11 1.5 Thuật toán machine learning 12 1.6 Một số ứng dụng Machine Learning 13 1.7 Ứng dụng mạng xã hội 13 Chương II: NHẬN DIỆN GIỌNG NÓI 14 2.1 Tổng quan công nghệ nhận diện giọng nói 14 2.2 Cách hoạt động phần mềm nhận diện giọng nói 17 2.3 Một số phần mềm phổ biến 223 2.4 Hệ thống nhận dạng khuôn mặt 26 Chương III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NHẬN DIỆN GIỌNG NÓI VÀO PHẦN MỀM QUẢN LÝ SINH VIÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NỘI VỤ HÀ 27 NỘI 27 3.1 Cài đặt, yêu cầu để sử dụng phần mềm 27 3.2 Giới thiệu chức sử dụng trí tuệ nhân tạo 29 3.3 Hướng dẫn đăng nhập khuôn mặt 37 3.4 Hướng dẫn điều khiển hệ thống giọng nói 39 3.1 Cài đặt, yêu cầu để sử dụng phần mềm 39 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đi với cách mạng công nghiệp 4.0, xã hội ngày đại, đứng trước kỉ nguyên tự động hố, trí tuệ nhân tạo (AI) tất ngành nghề khơng thể thiếu có mặt cơng nghệ cao Vậy nên ta cần ứng dụng công nghệ thơng tin vào việc quản lý sinh viên để tiết kiệm thời gian, công sức mang tính khoa học đại cao Hiện nay, phát triển Công nghệ Thông tin nước ta bước vào thời kì với việc triển khai rộng rãi ứng dụng tin học cho tổ chức xã hội Khơng cịn nghi ngờ vai trị Cơng nghệ Thơng tin đời sống, khoa học kỹ thuật, kinh doanh, mặt xã hội, cá nhân Công nghệ Thông tin bước vào sống người bạn đồng hành, có vai trị lớn phát triển đất nước đời sống người Một số ứng dụng trí tuệ nhân tạo AI lĩnh vực giáo dục kể đến như: AI trang bị chức tự động phân loại giúp người làm giáo dục tiết kiệm khoảng thời gian đáng kể AI đánh giá sinh viên thích ứng với nhu cầu họ hỗ trợ thêm sinh viên làm thêm công việc gia sư, đảm bảo rõ họ hướng,… Ngồi cịn nhiều ngành nghề, lĩnh vực khác ứng dụng AI vào trình vận hành, phát triển như: pháp luật, trò chơi điện tử,…Với việc ứng dụng AI thiết bị đưa định thơng minh cách hồn tồn tự động Tóm lại, phủ nhận, cho dù thời điểm hay tương lai trí tuệ nhân tạo góp phần khơng nhỏ việc giúp người tiết kiệm sức lao động, đẩy nhanh trình tự động hóa số hóa kinh tế nhân loại Mặc dù có khơng ý kiến lo ngại công ăn việc làm người ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào dây chuyền sản xuất hay sống ngày phổ biến, thiết nghĩ, có sách phù hợp trí tuệ nhân tạo tảng vững để đưa loài người bước lên tầm cao Việc làm đề tài rèn luyện cho sinh viên tự nghiên cứu, nâng cao trình độ làm việc theo nhóm, tạo tiền đề cho sinh viên sau làm Mặc dù cố gắn hạn chế mặc thời gian trình độ nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Mong đóng góp ý kiến người Tổng quan tình hình nghiên cứu Ứng dụng AI phố biến nhận dạng giọng nói Cơng nghệ nhận dạng giọng nói khơng cịn mẻ, tất ơng lớn ngành cơng nghệ lấn sân vào chơi Đó trợ lý ảo Siri Apple, Cortana Microsoft, Alexa Amazon, đến Samsung cho đời trợ lý Bixby riêng Và đặc biệt, khơng thể không kể đến Google Assistant Google, cô trợ lý ảo Google diện điện thoại bạn Trong nước, có nhiều nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ 2.1 Tổng quan tình hình nước Nhận diện giọng nói biết đến hàng thập kỷ, đến bây giờ, công nghệ thực bùng nổ? Khó khăn nhận dạng tiếng nói tiếng nói ln biến thiên theo thời gian có khác biệt lớn tiếng nói người nói khác nhau, tốc độ nói, ngữ cảnh môi trường âm học khác Sự đời Deep Learning giúp nhận diện giọng nói xác, chí ngồi mơi trường phịng lab Trong đó, Tiếng Việt coi ngơn ngữ khó học với người nước ngữ pháp, điệu đặc trưng vùng miền Máy tính giống người nước ngồi - để nghe hiểu diễn giải giọng nói tiếng Việt thành dạng văn việc dễ dàng Một nghiên cứu bạn trẻ tư vấn PGS.TS Lương Chi Mai tâm giải tốn hóc búa bước đầu gặt hái thành công giành giải thưởng uy tín năm qua 2.2 Tổng quan tình hình nước ngồi Google, Apple, Facebook, Amazon Microsoft Tất gã khổng lồ phần mềm thường xuyên giới thiệu khám phá, sáng chế họ lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, nhận dạng hình ảnh phân tích khn mặt với nỗ lực “truyền tải” kiến thức ứng dụng công nghệ đến người dùng cách nhanh - trọn vẹn Trong năm 2014, Facebook công bố mắt chương trình DeepFace xác định xem hai khn mặt chụp hai ảnh thuộc người, với tỷ lệ xác 97,25% Khi tham gia thử nghiệm tương tự, người trả lời 97,53% trường hợp, 0,28% tốt so với chương trình Facebook Vào tháng năm 2015, Google có bước tiến rõ rệt với FaceNet , hệ thống nhận dạng với điểm số vượt trội 100% độ xác thử nghiệm tham chiếu Sử dụng mạng nơron nhân tạo thuật toán mới, công ty từ Mountain View quản lý liên kết khn mặt với chủ sở hữu với kết gần hồn hảo Cơng nghệ tích hợp vào Google Photos sử dụng để xếp ảnh tự động gắn thẻ người dùng dựa nguồn liệu có từ trước Chứng minh tầm quan trọng bối cảnh cơng nghệ sinh trắc học phát triển cực nhanh, FaceNet nhanh chóng phát hành trực tuyến với phiên gọi OpenFace Đối với Google Assistant bạn dễ dàng tìm kiếm với giọng nói câu lệnh từ bạn Nó phần việc chuyển đổi giọng nói thành văn bản, mức độ cao hơn, Google Assistant hiểu câu nói bạn phản hồi lại với kết nói gần hồn hảo Để có mức độ thơng minh AI cần nguồn liệu lớn để học hỏi, trình người dùng cung cấp bạn tương tác thường xuyên với Google Assistant Để AI thơng minh cần phải có liệu để huấn luyện cho nó, nhận diện hình ảnh, văn bản, giọng nói Google có hàng tỷ người dùng với cơng cụ tìm kiếm, biết khoảng thời gian nào, thời điểm người dùng quan tâm từ khóa nào, lĩnh vực Đó cách người dùng tự tạo liệu cho AI Cũng cách người dùng trực tiếp cung cấp liệu cho AI Có thể thị trường Việt Nam thị trường phát triển, nên nhiều sản phẩm Google hỗ trợ cho thị trường Viêt Nam, Google Assistant không ngoại lệ So với trợ lý ảo khác, Google Assistant hỗ trợ tốt cho Tiếng Việt, Google Assistant có khả nhận dạng rõ giọng nói Tiếng Việt cách chuẩn xác phản hồi người dùng với giọng nói thật Một nghiên cứu thực nhà nghiên cứu MIT tháng năm 2018 cho thấy công cụ Microsoft, IBM Megvii (FACE ++) có tỷ lệ lỗi cao xác định phụ nữ da sẫm màu nam giới da sáng Vào cuối tháng 6, Microsoft thông báo đăng blog họ thực cải tiến vững công nghệ nhận diện khuôn mặt Vào tháng năm 2018, Ars Technica báo cáo Amazon tích cực quảng bá dịch vụ nhận diện khuôn mặt dựa vào công nghệ đám mây họ có tên Rekognition cho quan thực thi pháp luật Giải pháp nhận có tới 100 người hình ảnh thực đối sánh khn mặt với sở liệu chứa hàng chục triệu khuôn mặt Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cứu Trí tuệ nhân tạo nói chung nhận diện giọng nói, nhận diện khn mặt nói riêng Trong đó, chương nghiên cứu tổng quan trí tuệ nhân tạo, chương nghiên cứu sâu nhận diện giọng nói nhận dạng khn mặt Sau nghiên cứu tổng quan số thuật tốn liên quan đến nhận diện giọng nói, nhận diện khn mặt, nhóm nghiên cứu áp dụng kiến thức vào phần mềm quản lý sinh viên nhóm tự phát triển Cụ thể, phần đăng nhập nhóm nghiên cứu áp dụng thuật tốn nhận diện khn mặt cho phép người dùng đăng nhập khn mặt Sau đăng nhập nhận diện khn mặt thành cơng, nhóm nghiên cứu tiếp tục áp dụng kiến thức nhận diện giọng nói để điều khiển chức phần mềm Cụ thể, người dùng lệnh giọng nói để điều khiển chức phần mềm quản lý lớp, quản lý khoa, Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu Phần mềm “ Quản lý sinh viên trường Đại học Nội vụ Hà Nội” xây dựng nghiệm thu năm 2019 Trong đó, đề tài tập trung nghiên cứu việc ứng dụng số thuật tốn cơng nghệ nhận diện khn mặt, nhận diện giọng nói để áp dụng vào phần mềm Giả thuyết nghiên cứu: Một số vấn đề đặt cho đề tài nghiên cứu là: Làm cách áp dụng nhận diện khuôn mặt vào phần đăng nhập phần mềm? Tỉ lệ nhận diện khn mặt xác phần trăm? Làm cách áp dụng số thuật tốn nhận diện giọng nói để điều khiển chức phần mềm? Tỉ lệ nhận diện giọng nói xác đạt phần trăm? Nhiệm vụ nghiên cứu: Nhiệm vụ đề tài tìm hiểu AI nói chung nhận diện khn mặt, đặc biệt nhận diện giọng nói nói riêng để áp dụng vào phần mềm Phương pháp nghiên cứu: Đề tài sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Phương pháp thực nghiệm Đóng góp đề tài: Đóng góp đề tài dùng nhận diện giọng nói nhận diện khn mặt để điều khiển phần mềm “ Quản lý sinh viên trường Đại học Nội vụ Hà Nội” Đây đóng góp chưa lớn tảng nhóm nghiên cứu phát triển nhiều ứng dụng lớn lao sau CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ TRÍ TUỆ NHÂN TẠO 1.1 Giới thiệu chung trí tuệ nhân tạo Để hiểu trí tuệ nhân tạo (artificial intelligence) bắt đầu với khái niệm bay nhân tạo (flying machines), tức máy bay Đã từ lâu, loài người mong muốn làm máy mà di chuyển khơng trung mà khơng phụ thuộc vào địa hình mặt đất, hay nói cách khác máy bay Khơng có ngạc nhiên ý tưởng làm máy bay từ nghiên cứu cách chim bay Những máy biết bay thiết kế theo nguyên lý “vỗ cánh” chim bay quãng đường ngắn lịch sử hàng không thực sang trang kể từ anh em nhà Wright thiết kế máy bay dựa nguyên lý khí động lực học (aerodynamics) Các máy bay nay, thấy, có sức trở lớn bay quãng đường vịng quanh giới Nó khơng thiết phải có nguyên lý bay chim bay chim (dáng vẻ), tốt chim Quay lại câu hỏi Trí tuệ nhân tạo Trí tuệ nhân tạo trí thơng minh máy người tạo Ngay từ máy tính điện tử đời, nhà khoa học máy tính hướng đến phát hiển hệ thống máy tính (gồm phần cứng phần mềm) cho có khả thơng minh lồi người Mặc dù nay, theo quan niệm người viết, ước mơ xa thành thực, thành tựu đạt không nhỏ: làm hệ thống (phần mềm chơi cờ vua chạy siêu máy tinh GeneBlue) thắng vua cờ giới; làm phần mềm chứng minh tốn hình học; v.v Hay nói cách khác, số lĩnh vực, máy tính thực tốt tương đương người (tất nhiên khơng phải tất lĩnh vực) Đó hệ thống thơng minh Có nhiều cách tiếp cận để làm trí thơng minh máy (hay trí tuệ nhân tạo),chẳng hạn nghiên cứu cách não người sản sinh trí thơng minh loài người ta bắt chước nguyên lý đó, có cách khác sử dụng nguyên lý hoàn toàn khác với cách sản sinh trí thơng minh lồi người mà làm máy thông minh người; giống máy bay bay tốt chim có chế bay khơng phải giống chế bay chim.Như vậy, trí tuệ nhân tạo nói đến khả máy thực công việc mà người thường phải xử lý; dáng vẻ ứng xử kết thực máy tốt tương đương với người ta gọi máy thơng minh hay máy có trí thơng minh Hay nói cách khác, đánh giá thơng minh máy khơng phải dựa ngun lý thực nhiệm vụ có giống cách người thực hay không mà dựa kết dáng vẻ ứng xử bên ngồi có giống với kết dáng vẻ ứng xử người hay không.Các nhiệm vụ người thường xuyên phải thực là: giải tốn (tìm kiếm,chứng minh, lập luận), học, giao tiếp, thể cảm xúc, thích nghi với môi trường xungquanh, v.v., dựa kết thực nhiệm vụ để kết luận có thơng minh hay khơng Mơn học Trí tuệ nhân tạo nhằm cung cấp phương pháp luận để làm hệ thống có khả thực nhiệm vụ đó: giải tốn, học, giao tiếp,v.v cách làm có người hay không mà kết đạt dáng vẻ bên ngồi người Trong mơn học này, tìm hiểu phương pháp để làm cho máy tính biết cách giải tốn, biết cách lập luận, biết cách học, v.v 1.2 Lịch sử Vào năm 1943, Warren McCulioch Walter Pitts bắt đầu thực nghiên cứu ba sở lý thuyết bản: triết học chức noron thần kinh; phân tích mệnh đề logic; lý thuyết dự đoán Turing Các tác giả nghiên cứu đề xt mơ hình noron nhân tạo, noron đặc trưng hai trạng thái “bật”, “tắt” phát mạng noron có khả học Thuật ngữ “Trí tuệ nhân tạo” (Artificial Intelligence - AI) thiết lập John McCarthy Hội thảo chủ đề vào mùa hè năm 1956 Đồng thời, ơng đề xuất ngơn ngữ lập trình Lisp – ngơn ngữ lập trình hàm tiêu biểu, sử dụng lĩnh vực AI Sau đó, Alan Turing đưa "Turing test" phương pháp kiểm chứng hành vi thông minh.Thập kỷ 60, 70 Joel Moses viết chương trình Macsyma - chương trình tốn học sử dụng sở tri thức thành công Marvin Minsky Seymour Papert đưa chứng minh giới hạn mạng nơ-ron đơn giản Ngơn ngữ lập trình logic Prolog đời phát triển Alain Colmerauer Ted Shortliffe xây dựng thành công số hệ chuyên gia trợ giúp chẩn đoán y học, hệ thống sử dụng ngôn ngữ luật để biểu diễn tri thức suy diễn Vào đầu năm 1980, nghiên cứu thành công liên quan đến AI hệ chuyên gia (expert systems) – dạng chương trình AI mơ tri thức kỹ phân tích nhiều chuyên gia người Vào năm 1990 đầu kỷ 21, AI đạt thành tựu to lớn nhất, AI áp dụng logic, khai phá liệu, chẩn đoán y học nhiều lĩnh vực ứng dụng 10 Bước 3: Tắt tab trang Cài đặt quay lại tab trang https://huha.thaisonit.com tiến hành tải lại (F5) trang 3.2 Giới thiệu chức sử dụng trí tuệ nhân tạo - Chức đăng nhập khuôn mặt 29 - Điều khiển “Trang chủ” 30 - Điều khiển trang “Sinh viên” - Điều khiển trang “Nhập danh sách sinh viên từ file excel” 31 - Điều khiển trang “Quản lý lớp” - Điều khiển trang “Quản lý khoa” 32 - Điều khiển trang “Khen thưởng” - Điều khiển trang “Kỷ luật” 33 - Điều khiển “Thùng rác” - Điều khiển trang “Cài đặt” 34 - Điều khiển trang “Tìm kiếm” - Tìm kiếm giọng nói: VD: Tìm kiếm Họ tên có từ khóa Văn 35 - Điều khiển trang “Giới thiệu” 36 3.3 Hƣớng dẫn đăng nhập khuôn mặt - Bước 1: Nhấn vào “Đăng nhập khuôn mặt” trang đăng nhập - Bước 2: Vui lịng đợi để Juna qt nhận diện khn mặt bạn Qúa trình tầm 45 giây phút, bạn vui lòng đợi juna nhận diện bạn có phải thành viên hệ thống hay không 37 - Bước 3: Sau Juna nhận bạn “người quen” bạn nói câu quen thuộc với Juna nơi riêng tư để Juna xác nhận cho bạn đăng nhập vào bạn nơi cơng cộng bạn nhập mật để đăng nhập vào hệ thống 38 3.4 Hƣớng dẫn điều khiển hệ thống giọng nói Bước 1: Hãy cho phép âm micrơ trình duyệt bạn (xem lại mục 3.1 Cài đặt, yêu cầu để sử dụng phần mềm để thiết lập cho đúng) Sau chức điều khiển giọng nói tắt bạn vào trang cài đặt, bật điều khiển giọng nói nhấn lưu lại Bước 2: Hãy nói tên trang mà bạn muốn chuyển tới - Trang chủ: “Trang chủ” - Quản lý sinh viên: “Sinh viên” 39 - Quản lý lớp: “Lớp học” - Quản lý khoa: “Khoa” - Khen thưởng: “Khen thưởng” - Kỷ luật: “Kỷ luật” - Thùng rác: “Thùng rác” - Giới thiệu: “Giới thiệu” - Nhập danh sách sinh viên từ file excel: “Nhập sinh viên” - Tìm kiếm: “Tìm kiếm” - Đăng xuất: “Đăng xuất” “Thốt” - Tìm kiếm sinh viên theo cú pháp sau: “Tìm kiếm [type] từ khóa [keyword]” Trong đó: + [keyword] là: từ khóa + [type] là: thể loại để tìm kiếm như:  Mã sinh viên  Họ tên  Quê quán  Dân tộc VD: Tìm kiếm Họ tên có từ khóa Văn 40 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Website nghiên cứu, phát triển trí tuệ nhân tạo: https://ai.thaisonit.com 2) Diễn đàn trí tuệ nhân tạo: https://ai.thaisonit.com/forum 42 43 ... III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NHẬN DIỆN GIỌNG NÓI VÀO PHẦN MỀM QUẢN LÝ SINH VIÊN TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NỘI VỤ HÀ NỘI 3.1 Cài đặt, yêu cầu để sử dụng phần mềm Phần mềm chạy trực tiếp trình duyệt đại khơng... điều khiển phần mềm “ Quản lý sinh viên trường Đại học Nội vụ Hà Nội? ?? Đây đóng góp chưa lớn tảng nhóm nghiên cứu phát triển nhiều ứng dụng lớn lao sau CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ TRÍ TUỆ NHÂN TẠO 1.1... Một số phần mềm phổ biến 223 2.4 Hệ thống nhận dạng khuôn mặt 26 Chương III: ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ NHẬN DIỆN GIỌNG NĨI VÀO PHẦN MỀM QUẢN LÝ SINH VIÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NỘI VỤ HÀ 27 NỘI