bài giảng tổng quan công nghệ tri thức - pgs.ts đỗ văn nhơn

LOGO Tổng quan GVLT: PGS.TS Đỗ Văn Nhơn ThS Phạm Thi Vương Company Logo Nội dung Click to add Title Click to add Title Click to add Title Click to add Title Company Logo Các lĩnh vực thông minh nhân tạo (AI) ARTIFICIAL INTELLIGENCE ROBOTICS NATURAL LANGUAGE PROCESSING KNOWLEDGE - BASED SYSTEMS EXPERT SYSTEMS MACHINE LEARNING Áp dụng khái niệm AI vào máy tính Inputs  (questions,  problems, )  KNOWLEDGE INFERENCING BASE CAPABILITY  Một mục tiêu quan trọng lĩnh vực nghiên cứu làm cho máy tính có khả tiếp nhận, giải vấn đề giống người, chí người (máy tính IBM Deep Blue chiến thắng vua cờ Kasparov)    ) Outputs (answers, solutions, Hướng nghiên cứu, phát triển công nghệ tri thức inputs TIẾP NHẬN, BIỂU DIỄN, TỐI ƯU HĨA CSTT MÁY TÍNH CÁC HỆ CƠ SỞ TRI THỨC Output s KHAI THÁC DỮ LIỆU, KHÁM PHÁ TRI THỨC  Quản lý tri thức (knowledge management): bao gồm tiếp nhận, biểu diễn tối ưu hóa sở tri thức…  Các hệ sở tri thức (knowledge-based systems): tìm hiểu cấu trúc bên hệ sở tri thức, phân loại hệ sở tri thức, số hệ sở tri thức điển hình  Khai mỏ liệu, khám phá tri thức (Data mining, knowledge discovery): nghiên cứu phương pháp, kỹ thuật để khai mỏ liệu khám phá tri thức Đưa tri thức vào máy tính • Nhận thức  Tiếp nhận, biểu diễn tối ưu hóa sở tri thức • Suy luận  Động suy diễn • Phản ứng  Phản ứng, trả lời • Tình cảm  “Bộ xử lý tình cảm” ? Tổng quan hệ sở tri thức Tri thức Tiếp nhận tri thức Vùng nhớ làm việc Động suy diễn Tìm kiếm Điều khiển Cơ sở tri thức (sự kiện, luật, …) Giải thích Bộ xử lý ngôn ngữ tự nhiên Hệ sở tri thức (knowledge-based systems) ? Hệ sở tri thức = Cơ sở tri thức + Ðộng suy diễn Hệ giải toán = Tiên đề, định lý + Lập luận logic (toán học) = + Cấu trúc chung hệ CSTT MƠI TRƯỜNG THAM VẤN Người dùng Các kiện có liên quan Các dịch vụ giao diện người dùng Các hành động đề nghị MƠI TRƯỜNG PHÁT TRIỂN Hệ thống diễn giải, giải thích ĐỘNG CƠ SUY DIỄN CƠ SỞ TRI THỨC Hệ thống thu nhận tri thức Kỹ sư khai thác tri thức (KE) CHUYÊN GIA Môi trường làm việc (BlackBoard) Hệ thống tối ưu tri thức Cơ sở tri thức Phương pháp tiếp nhận tri thức Phương pháp biểu diễn tri thức Tri thức kinh điển Tri thức kinh nghiệm, chuyên gia Tri thức khám phá Cơ sở tri thức Hệ CSTT đóng Ví dụ: Các định nghĩa tiên đề tác phẩm Ơclit Cơ sở tri thức Động suy diễn Các định nghĩa Các định đề Các tiên đề + Suy diễn logic Hệ CSTT đóng Chứng minh định lý Hệ CSTT đóng Các định nghĩa tiên đề tác phẩm Ơclit Điểm khơng có phận  Đường có bề dài khơng có bề rộng  Các đầu mút đường điểm  Đường thẳng đường có đặt vị trí điểm  Mặt có bề dài bề rộng  Các biên mặt đường  Mặt phẳng mặt có đặt vị trí đường thẳng … Hệ CSTT đóng Các định đề  Từ điểm đến điểm khác vẽ đường thẳng  Một đường thẳng kéo dài vô hạn  Từ điểm làm tâm, với bán kính tùy ý, vẽ đường trịn  Tất góc vng  Nếu đường thẳng cắt hai đường thẳng khác tạo nên hai góc phía có tổng nhỏ hai vng hai đường thẳng phải cắt phía có hai góc nói đường thẳng cắt β α α + β < vng Hệ CSTT đóng Các tiên đề  Hai thứ ba  Thêm vào  Bớt từ  Các hình chồng khít lên  Tồn thể lớn phần Hệ CSTT đóng Tiên đề Lobasepxki (tiên đề V’) - Trong mặt phẳng xác định đường thẳng a điểm A khơng thuộc đường thẳng có đường thẳng qua A không cắt a A a  Tiên đề V’ phủ định tất mệnh đề tương đương với tiên đề V Ơclit Các hệ sở tri thức: đóng, mở, kết hợp (tt) Hệ sở tri thức mở: hệ sở tri thức tiên tiến hơn, có khả bổ sung tri thức q trình hoạt động, khám phá Ví dụ: Những hệ giải toán cho phép bổ sung tri thức trình suy luận (tri thức ban đầu tiên đề số định lý, tri thức bổ sung định lý mới, tri thức heurictis, …); hệ sở tri thức chẩn đoán, dự báo chẳng hạn: hệ chẩn đoán y khoa MYCIN EMYCIN, hệ dự báo thời tiết, khí hậu, động đất, … Hệ CSTT mở Những hệ giải toán cho phép bổ sung tri thức trình suy luận (tri thức ban đầu tiên đề số định lý, tri thức bổ sung định lý mới, tri thức heurictis, …), … Cơ sở tri thức Động suy diễn Các định nghĩa Các định đề + Suy diễn logic Hệ CSTT đóng Chứng minh định lý Các tiên đề Đưa định lý chứng minh vào CSTT Hệ CSTT mở Ví dụ : Hệ chẩn đốn hỏng hóc xe dựa tri thức luật dẫn Tập luật liên quan đến việc chẩn đoán hỏng xe Các hệ sở tri thức: đóng, mở, kết hợp Hệ sở tri thức kết hợp: bao gồm kết hợp hệ đóng hệ mở, hệ kết hợp CSTT CSDL, hệ kết hợp hệ CSTT với hệ CSTT khác, … Những hệ sở tri thức kết hợp thường phát triển mạnh dựa tri thức liên ngành Ví dụ: hệ hỗ trợ định đời sống, kinh tế khoa học; (kinh dịch, tử vi áp dụng với đời sống; kinh dịch, tử vi áp dụng với y học; …); hệ chẩn đốn, dự báo dịi hỏi tri thức liên ngành; … Các hệ sở tri thức: phân loại theo phương pháp biểu diễn tri thức Tùy thuộc vào phương pháp biểu diễn tri thức mà phân loại hệ sở tri thức • Hệ sở tri thức dựa logic mệnh đề logic vị từ • Hệ sở tri thức dựa luật dẫn • Hệ sở tri thức dựa đối tượng • Hệ sở tri thức dựa Frame • Hệ sở tri thức dựa mạng ngữ nghĩa • … • Hệ CSTT kết hợp số phương pháp biểu diễn nêu Các hệ sở tri thức: phân loại theo ứng dụng • Hệ giải vấn đề: thường hệ có tính chất đóng, đơi có hệ mang tính mở Ví dụ: Những hệ giải tốn, thuật giải Vương Hạo, thuật giải Robinson, … • Hệ hỗ trợ định: thường hệ mang tính kết hợp (CSDL + tri thức ngành + hàm toán học + ), đối tượng sử dụng nhà lãnh đạo Ví dụ: hệ thống đánh giá doanh nghiệp (tình hình tài chính, kết kinh doanh, qui trình nghiệp vụ, qui trình sản xuất, tính chun nghiệp quản lý, …), hệ thống lập kế hoạch (planning), … Các hệ sở tri thức: phân loại theo ứng dụng • Hệ dự báo, chẩn đốn: thường giống hệ hỗ trợ định với tính ngoại suy cao Ví dụ: Bài tốn chẩn đốn hỏng hóc xe, chẩn đốn y khoa, dự báo thị trường chứng khốn, thời tiết … • Hệ điều khiển: hệ điều khiển có gắn với CSTT Những hệ thống thường ứng dụng công nghiệp, điều khiển tự động hóa, thường hệ thống thời gian thực (real-time systems) Một số hệ thống có sử dụng kết hợp lý thuyết mờ để xử lý Ví dụ: Máy giặt, Máy bơm nước với điều khiển mờ, … Xây dựng hệ CSTT Các người xây dựng công cụ Các tri thức ghi nhận Xây dựng Công cụ & ngôn ngữ lập trình Bán Các nhà cung cấp Các chuyên gia Đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật Khai thác Các kỹ Sử dụng sư khai thác tri thức Phối hợp Sử dụng Kiểm tra Xây dựng Các người xây dựng hệ thống Xây dựng Hỗ trợ HỆ CHUYÊN GIA Sử dụng Người dùng Xây dựng hệ CSTT (tt) • Tiếp cận chuyên gia • Tổ chức thu thập tri thức • Chọn lựa công cụ phát triển hệ sở tri thức  Chọn ngơn ngữ lập trình trí tuệ nhân tạo (LISP, PROLOG, …)  Các ngơn ngữ lập trình thơng dụng  Các hệ cở sở tri thức rỗng (shell): cơng cụ lai hai loại • Cài dặt hệ CSTT LOGO Add your company slogan ... nghiệm, chuyên gia Tri thức khám phá Cơ sở tri thức Các hệ sở tri thức: đóng, mở, kết hợp  Hệ sở tri thức đóng: hệ sở tri thức xây dựng với số ? ?tri thức lĩnh vực” ban đầu, tri thức mà thơi suốt... thác tri thức (KE) CHUYÊN GIA Môi trường làm việc (BlackBoard) Hệ thống tối ưu tri thức Cơ sở tri thức Phương pháp tiếp nhận tri thức Phương pháp biểu diễn tri thức Tri thức kinh điển Tri thức kinh... hóa sở tri thức? ??  Các hệ sở tri thức (knowledge-based systems): tìm hiểu cấu trúc bên hệ sở tri thức, phân loại hệ sở tri thức, số hệ sở tri thức điển hình  Khai mỏ liệu, khám phá tri thức (Data