Báo cáo chuyên đề học phần hệ chuyên gia đề ti hệ chuyên gia nhận dạng động vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỌC PHẦN HỆ CHUYÊN GIA ĐỀ TI: HỆ CHUYÊN GIA NHẬN DẠNG ĐỘNG VẬT Sinh viên thực : NGUYỄN XUÂN ĐON 19810310124 : PHAN ĐÌNH HƯNG Giảng viên hướng dẫn Ngành Chuyên ngành Lớp Khóa 19810310119 : T.S LÊ THỊ TRANG LINH : CÔNG NGHỆ THÔNG TIN : CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM : D14CNPM2 : 2019-2024 Hà Nội, tháng 10 năm 2022 PHIẾU CHẤM ĐIỂM ST T Họ tên sinh viên Nguyễn Xuân Đồn Phan Đình Hưng Họ tên giảng viên Giảng viên chấm 1: Giảng viên chấm 2: Nội dung thực Chữ ký Điểm Ghi Chữ ký MỤC LỤC CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ HỆ CHUYÊN GIA V BIỂU DIỄN TRI THỨC 1.1 Hệ chuyên gia 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Cấu trúc Hệ chuyên gia 1.2 Vấn đề biểu diễn tri thức 1.2.1 Khái niệm biểu diễn tri thức 1.2.2 Các loại tri thức 1.2.3 Biểu diễn tri thức luật dẫn 1.2.3.1 Cơ chế suy luận luật sinh CHƯƠNG II: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG NHẬN DẠNG ĐỘNG VẬT 2.1 Phân tích tốn 2.2 Cơ sở lý thuyết 2.3 Cài đặt chương trình 2.3.1 Cấu trúc chương trình KẾT LUẬN Tài Liệu Tham Khảo LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, bước vào kỷ 21, kỷ nguyên Cơng nghệ thơng tin, đặc biệt trí tuệ nhân yếu tố quan trọng định thành cơng ngành hay quốc gia Trí tuệ nhân tạo làm thay đổi sống chúng ta, với phát triển mạnh mẽ việc áp dụng nghiên cứu trí tuệ nhân tạo áp dụng cho sống Tất ngành như: Quân đội, y tế, giáo dục, kinh tế thương mại, tài chính,… Đều áp dụng trí tuệ nhân cách rộng rãi, Việc áp dụng trí tuệ nhân tạo để giải vấn đề xã hội việc phát triển kinh tế nhà nước khuyến khích đầu tư lớn Trên giới Việt Nam, CNTT có ảnh hưởng mạnh mẽ đến phát triển đất nước giới đặc biệt trí tuệ nhân tạo Nó chở thành yếu tố khơng thể thiếu có tính định đến thành cơng hay thất bại nhiều ngành nước ta, CNTT phát triển với tốc độ mạnh mẽ ứng dụng rộng rãi tất lĩnh vực, đặc biệt công tác ứng dụng công nghệ vào sống Tại Việt Nam, Nhà nước vào phát triển dịch vụ, đầu tư mạnh mẽ vào trí tuệ nhân tạo hay cịn gọi AI Vì thế, việc đầu phát triển xu hot ưu chuộng Chính nhóm em thực báo cáo “Hệ chuyên gia nhận dạng động vật”, phục vụ cho việc chứng minh áp dụng trí tuệ nhân tạo mang lại lợi ích tối ưu không gian thời gian cho người Với hướng dẫn, động viên tận tình T.S Lê Thị Trang Linh, nhóm em hiểu cách thức hoạt động thuật tốn hồn thành báo cáo Do chưa có nhiều kinh nghiệm nghiên cứu, thực hành nên chúng em không tránh khỏi thiếu sót Nhóm em mong nhận thơng cảm góp ý thầy để đề tài chúng em hồn thiện Nhóm em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ HỆ CHUYÊN GIA V BIỂU DIỄN TRI THỨC 1.1 Hệ chuyên gia 1.1.1 Khái niệm Hệ chuyên gia chương trình máy tính mơ hình hóa khả giải vấn đề chuyên gia, sử dụng tri thức thủ tục suy diễn để giải tốn khó khăn địi hỏi chun gia giải được, làm việc giống chuyên gia thực thụ cung cấp ý kiến dựa kinh nghiệm chuyên gia người đưa vào Hệ chuyên gia Ví dụ: hệ chuyên gia y học: với mục đích trợ giúp bác sĩ việc chuẩn đoán bệnh điều trị, hệ chun gia chấn đốn hỏng hóc đường dây điện thoại, 1.1.2 Cấu trúc Hệ chuyên gia Hệ chuyên gia làm việc chuyên gia thực thụ cung cấp ý kiến tư vấn hỏng hóc dựa kinh nghiệm chuyên gia đưa vào hệ chuyên gia Hệ chuyên gia có thành phần sau: (1) Bộ giao tiếp ngôn ngữ tự nhiên (2) Động suy diễn (3) Cơ sở tri thức (4) Cơ chế giải thích WHY-HOW (5) Bộ nhớ làm việc (6) Tiếp nhận tri thức Bộ phận giải thích trả lời hai câu hỏi WHY HOW, câu hỏi WHY nhằm mục đích cung cấp lý lẻ để thuyết phục người sử dụng theo đường suy diễn hệ chuyên gia Câu hỏi HOW nhằm cung cấp giải thích đường mà hệ chuyên gia sử dụng để mang lại kết 1.2 Vấn đề biểu diễn tri thức 1.2.1 Khái niệm biểu diễn tri thức Biểu diễn tri thức cách thể tri thức máy dạng cho tốn giải tốt Biểu diễn tri thức máy phải : + Thế tất thông tin cần thiết + Cho phép tri thức suy diễn từ tập kiện luật suy diễn + Cho phép biểu diễn nguyên lý tổng quát tình đặc trưng + Bắt lấy ý nghĩa ngữ nghĩa phức tạp + Cho phép lý giải mức tri thức cao 1.2.2 Các loại tri thức Dựa vào cách thức người giải vấn đề, nhà nghiên cứu xây dựng kỹ thuật để biểu diễn dạng tri thức khác máy tính Để giải vấn đề, chọn dạng biểu diễn thích hợp Sau dạng biểu diễn tri thức thường gặp  Tri thức thủ tục mô tả cách thức giải vấn đề Loại tri thức đưa giải pháp để thực công việc Các dạng tri thức thủ tục tiêu biểu thường luật, chiến lược, lịch trình, thủ tục  Tri thức khai báo cho biết vấn đề thấy Loại tri thức bao gồm phát biểu đơn giản, dạng khẳng định logic sai Tri thức khai báo danh sách khẳng định nhằm mô tả đầy đủ đối tượng hay khái niệm khái niệm  Siêu tri thức mô tả tri thức tri thức Loại tri thức giúp lựa chọn tri thức thích hợp số tri thức giải vấn đề Các chuyên gia sử dụng tri thức đẽ điều chỉnh hiệu giải vấn đề cách hướng lập luận miền tri thức có khả  Tri thức heuristic mô tả "mẹo" để dẫn dắt tiến trình lập luận Tri thức heuristic cịn gọi tri thức nơng cạn khơng bảm đảm hồn tồn xác kết giải vấn đề Các chuyên thường dùng tri thức khoa học kiện, luật, sau chuyển chúng thành tri thức heuristic để thuận tiện việc giải số toán  Tri thức có cấu trúc mơ tả tri thức theo cấu trúc Loại tri thức ,mơ hình tổng quan hệ thống theo quan điểm chuyên gia, bao gồm khái niệm, khái niệm con, đối tượng; diễn tả chức mối liên hệ tri thức dựa theo cấu trúc xác định 1.2.3 Biểu diễn tri thức luật dẫn 1.2.3.1 Cơ chế suy luận luật sinh Suy diễn tiến : trình suy luận xuất phát từ số kiện ban đầu, xác định kiện "sinh" từ kiện Suy diễn lùi : trình suy luận ngược xuất phát từ số kiện ban đầu, ta tìm kiếm kiện "sinh" kiện Một ví dụ thường gặp thực tế xuất phát từ tình trạng máy tính, chấn đốn xem máy tính bị hỏng hóc đâu CHƯƠNG II: XÂY DỰNG CƠ SỞ TRI THỨC 2.1 Đặt vấn đề Mục đích đề tài xây dựng hệ chuyên gia chuẩn đoán nhận dạng động vật Người dùng cung cấp thông tin đặc điểm họ thông qua câu hỏi chương trình Từ thơng tin này, chương trình suy diễn dựa sở tri thức cung cấp trước đưa kết luận nhận dạng động vật Có thể thấy với tốn bước cần phải thu thập tri thức, đặc điểm động vật Tri thức có vai trò quan trọng độ tin cậy hệ chuyên gia Nếu tri thức sai hệ chuyên gia chắn đưa kết luận Đối với hệ chuyên gia này, tri thức cung cấp từ chuyên gia thú y từ tài liệu liên quan đến thú y Chương trình cần có khả thu nhận tri thức Tiếp theo, xây dựng sở tri thức bao gồm kiện luật Dựa kiện luật, chương trình sử dụng phương pháp suy diễn tiến để đưa kết luận Chương trình cần có giao diện để tương tác với người dùng Đối với hệ thống có hai loại người dùng Một người quản trị, người đưa vào hệ thống tri thức thu thập Loại người dùng thứ hai người đưa yêu cầu nhận dạng động vật 2.2 Thu thập tri thức Sau trình tìm hiểu nguồn tài liệu có liên quan, em thu thập số đặc điểm động vật thường gặp, cụ thể sau: - Con ếch: Lưỡng cư,hay nhảy - Con cá: Sống nước có đặc tính ngoi lên mặt nước - Con cá sấu : Sống nước cạn , đặc tính có vây - Con rùa : Đa số sống cạn ,có chân,khơng có máu nóng,ra có vảy - Con mèo:Là động vật sống cạn có móng chân đặc tính ăn thịt 2.3 Biểu diễn tri thức 2.3.1 Xây dựng tập kiện Mã kiện SK1 SK2 SK3 SK4 SK5 SK6 SK7 SK8 SK9 SK10 SK 11 SK 12 SK 13 SK14 SK15 SK16 SK17 SK18 SK19 SK20 SK21 SK22 SK23 SK24 SK25 SK26 SK27 SK28 SK29 SK30 SK31 SK32 SK33 SK34 SK35 SK36 SK37 Mô tả Mau nong(yes) Mau nong(no) Luon song duoi nuoc(yes) Luon song duoi nuoc(no) Da co vay (yes) Da co vay (no) Nhay (yes) Nhay (no) Vay tron (yes) Vay tron (no) Co chan (yes) Co chan (no) Uong sua (yes) Uong sua (no) An thit (yes) An thit (no) Biet bay (yes) Biet bay (no) Duoi co the nam (yes) Duoi co the nam (no) Ngon cai doi dien (yes) Ngon cai doi dien (no) Co mong guoc (yes) Co mong guoc (no) Hai mong (yes) Hai mong (no) Co sung (yes) Co sung (no) Co mot sung (yes) Co mot sung (no) Co long xop (yes) Co long xop (no) Canh tay khoe (yes) Canh tay khoe (no) Gan nhu khong long (yes) Gan nhu khong long (no) Xuong nho len (yes) SK38 SK39 SK40 SK41 SK42 SK43 SK44 SK45 SK46 SK47 SK48 SK49 SK50 SK51 SK52 SK53 SK54 SK55 SK56 SK57 SK58 SK59 SK60 Xuong nho len (no) Co tai to (yes) Co tai to (no) Song duoi nuoc (yes) Song duoi nuoc (no) Song duoi dat (yes) Song duoi dat (no) Hon 150kg (yes) Hon 150kg (no) Duoi mong (yes) Duoi mong (no) Thuan hoa (yes) Thuan hoa (no) Ma bao ve (yes) Ma bao be (no) O sa mac (yes) O sa mac (no) Co rang cua lon (yes) Co rang cua lon (no) Co mot tui (yes) Co mot tui (no) Thuong mai (yes) Thuong mai (no) 2.3.2 Xây dựng tập luật Mã tập luật L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 Thực SK2 Ù Ù Ù => ếch SK2 Ù SK4 Ù Ù => kì nhơng SK2 Ù SK4 Ù SK5 Ù SK10 Ù SK12 => rắn SK2 Ù SK4 Ù SK5 Ù SK10 Ù SK11 => cá sấu SK2 Ù SK4 Ù SK5 Ù => rùa SK2 Ù SK3 Ù SK38 => cá mập SK2 Ù SK3 Ù SK37 => cá SK1 Ù SK3 Ù SK16 Ù SK24 Ù SK42 Ù SK56 Ù SK58 => chuột chũi SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK24 Ù SK42 Ù SK56 Ù SK57 => kanguru SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK24 Ù SK42 Ù SK55 Ù SK40 => L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17 L18 L19 L20 L21 L22 L23 L24 L25 L26 L27 L28 L29 L30 L31 SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK24 Ù SK42 Ù SK55 Ù SK39 => thỏ SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK24 Ù SK41 Ù 60 => cá heo SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK24 Ù SK41 Ù SK59 => cá voi SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK23 Ù SK26 Ù SK52 => ngựa SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK23 Ù SK26 Ù SK51 => tê giác SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK23 Ù SK25 Ù SK28 Ù SK53 => lạc đà SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK23 Ù SK25 Ù SK28 Ù SK54 => hươu cao cổ SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK23 Ù SK25 Ù SK27 Ù SK30 Ù SK32 Ù SK50 => hươu nai SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK23 Ù SK25 Ù SK27 Ù SK30 Ù SK32 Ù SK49 => bò SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK23 Ù SK25 Ù SK27 Ù SK30 Ù SK31 => cừu SK1 Ù SK13 Ù SK16 Ù SK23 Ù SK25 Ù SK27 Ù SK29 => hà mã SK1, Ù SK13 Ù SK15 Ù SK18 Ù SK22 Ù SK46 Ù SK48 => chó sói SK1 Ù SK13 Ù SK15 Ù SK18 Ù SK22 Ù SK46 Ù SK47 => mèo SK1 Ù SK13 Ù SK15 Ù SK18 Ù SK22 Ù SK45 Ù SK44 => mooc SK1 Ù SK13 Ù SK15 Ù SK18 Ù SK2 Ù SK45 Ù SK43 => hổ, gấu , sư tử SK1 Ù SK13 Ù SK15 Ù SK18 Ù SK21 Ù SK20 Ù SK36 Ù SK34 => baboon SK1 Ù SK13 Ù SK15 Ù SK18 Ù SK21 Ù SK20 Ù SK36 Ù SK33 => đười ươi, khỉ đột SK1 Ù SK13 Ù SK15 Ù SK18 Ù SK21 Ù SK20 Ù SK35 => người SK1 Ù SK13 Ù SK15 Ù SK18 Ù SK21 Ù SK19 => khỉ SK1 Ù SK13 Ù SK15 Ù SK17 => dơi SK1 Ù SK14 => chim L32 SK1 Ù SK13 Ù SK15 => bé đần Rule: Con ếch Máu nóng  Sống nước  Da có vảy  Có nhảy ® Con ếch Rule: Con cá Máu nóng  Sống nước Ù Xương nhơ lên ® Con cá Rule: Con cá sấu Máu nóng  Sống nước Ù Da có vảy Ù Vảy trịn  Có chân® Con cá sấu Rule: Con rùa Máu nóng  Sống nước Ù Da có vảy Ù Vảy trịn Ù Có chân ® Con rùa Rule: Con mèo Máu nóng Ù Uống sữa Ù Ăn thịt Ù Biết bay  Ngón đối diện  Hơn 150 kg  Đi mỏng® Con mèo 2.3.3 Suy luận khơng chắn Trong thực tế, có nhiều tình phải rút kết luận từ chứng xác định nghèo nàn không chắn thông qua việc sử dụng suy diễn không vững Ngay hệ chuyên gia chuẩn đoán động vật vậy, đoán để đưa kết luận từ liệu thu thập mà khơng thể khẳng định xác 100% Phía trên, xây dựng luật nhận dạng định Nhưng không đặc điểm hết tất , chí họ cịn có vật khác có đặc điểm Vì vậy, để đưa kết luận thơng tin thu thập khơng chắn chúng em sử dụng thêm hệ số thể độ tin cậy của động vật Hệ số nằm đoạn từ thể độ chắn đặc điểm A gặp đặc điểm B Các kết luận hệ thống đưa dạng “có thể”, “rất có thể”, “gần chắn”, “chắc chắn” CHƯƠNG III: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG NHẬN DẠNG ĐỘNG VẬT 2.1 Phân tích tốn Trong phần mềm, ta xét cho liệu có sẵn, với luật câu hỏi từ suy vật nào, theo cách thông thi người ta hay lằm cách thủ công nhận dạng động vật làm theo thuật tốn suy diễn tiến lùi có tri thức , rút ngắn thời gian công sứ 2.2 Cơ sở lý thuyết Khi bắt đầu chạy chương trình hệ thống đưa câu hỏi lựa chọn người dùng , từ có lựa chọn người dùng hệ thống so sánh với luật mà tạo hợp lệ đưa câu trả lời vật cung cấp hình ảnh chúng Ngược lại hệ thống kiểm tra thấy liệu không khớp lúc áo lỗi cho người dùng cho người dùng bắt đầu lại 2.3 Cài đặt chương trình Chương trình cài đặt ngơn ngữ C# (.NET Framework 4.7) 2.3.1 Cấu trúc chương trình Sau đây, phần bắt đầu chương trình : Bao gồm phần sau: Hình 2.1: Màn hình vào ứng dụng Hình 2.2: Màn hình ấn “Bắt đầu” 10 Hình 2.3: Màn hình ấn “lựa chọn Có/ Khơng” Hình 2.4: Màn hình kết 11 Hình 2.5: Màn hình xem ảnh 12 KẾT LUẬN Mặc dù có nhiều cố gắng chắn kết cài đặt không tránh khỏi thiếu sót hạn chế, hy vọng tương lai vấn đề nghiên cứu sâu phát triển với thuật toán cải tiến tốt hơn, chẳng hạn vào nghiên cứu vấn đề song song hóa thuật tốn Trên sở kết đạt được, phát triển nghiên cứu tiếp thuật toán suy diễn tri thức Hơn nữa, nghĩ đến việc triển khai nghiên cứu ứng dụng kết lĩnh vực khác xã hội, đặc biệt kinh tế 13 Tài Liệu Tham Khảo (1):Đề cương ôn tập ĐH Điện lực (2): Cấu trúc liệu Thuật giải, NXB ĐHQGHN (3): Cấu trúc liệu giải thuật, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội (4): Trí tuệ nhân tạo, NXB Giáo dục 14