Xây dựng ứng dụng đưa ra lời khuyên tâm lý dựa vào thói quen người dùng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM BÁO CÁO ĐỒ ÁN Xây dựng ứng dụng đưa lời khuyên tâm lý dựa vào thói quen người dùng Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Thanh Trúc Lớp: SE121.N21 Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Khánh MSSV: 20502578 LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc đến hướng dẫn, góp ý cho em qua lần gặp mặt giúp em định hướng đề tài Từ tạo điều kiện cho em hồn thành đồ án môn Đồ án Mặc dù cố gắng hoàn thành báo cáo với tất nỗ lực song báo cáo em chắn không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận thơng cảm góp ý chân thành từ Em xin chân thành cảm ơn Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 Trần Quốc Khánh MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN 1.1 Khảo sát trạng 1.1.1 Nhu cầu thực tế đề tài 1.1.2 Khảo sát số ứng dụng có 1.1.2.1 Headspace 1.1.2.2 Fabulous - Daily Planner & Self-Care Habit Tracker 1.1.2.3 Moodfit 1.2 Mục tiêu 1.2.1 Đối tượng sử dụng 1.2.2 Yêu cầu 1.2.2.1 Yêu cầu chức 1.2.2.2 Yêu cầu phi chức Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ 2.1 Mơ hình hồi quy tuyến tính 2.1.1 Tổng quan 2.1.2 Hàm mát mơ hình hồi quy tuyến tính 2.1.3 Hệ số xác định mơ hình hồi quy tuyến tính 2.1.4 Ưu nhược điểm mơ hình hồi quy tuyến tính 2.1.5 Phương pháp tối ưu 2.1.5.1 Gradient Descent 2.1.5.2 Stochastic Gradient Descent (SGD) 2.1.5.3 Mini-batch Gradient Descent 2.2 Thuật toán 2.2.1 Thuật toán Bcrypt 2.3 Công nghệ sử dụng Chương PHÂN TÍCH BÀI TOÁN 3.1 Sơ đồ use-case 3.1.1 Sơ đồ use case tổng quát 3.1.2 Mô tả use case 3.1.2.1 Đăng nhập 3.1.2.2 Khôi phục mật 3.1.2.3 Xem thống kê 3.1.2.4 Làm khảo sát 3.1.2.5 Thiền 3.1.2.6 Xem lịch sử thiền 3.1.2.7 Trò chuyện với chatbot 3.1.2.8 Đăng ký 3.2 Sơ đồ activity diagram 3.2.1 Lược đồ hoạt động đăng nhập 3.2.2 Lược đồ hoạt động khôi phục mật 3.2.3 Lược đồ hoạt động xem thống kê 3.2.4 Lược đồ hoạt động làm khảo sát 3.2.5 Lược đồ hoạt động thiền 3.2.6 Lược đồ hoạt động xem lịch sử thiền 3.2.7 Lược đồ hoạt động trò chuyện với chatbot 3.2.8 Lược đồ hoạt động đăng ký tài khoản Chương THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI 4.1 Thiết kế 4.1.1 Thiết kế liệu 4.1.1.1 Sơ đồ logic 4.1.1.2 Mô tả chi tiết User Account Message Meditation_Audio Meditate Question Answer Survey Detail_Survey 4.1.2 Kiến trúc hệ thống 4.1.2.1 Mơ hình client-server 4.1.3 Thiết kế giao diện 4.1.3.1 Màn hình OnBoarding 4.1.3.2 Màn hình welcome 4.1.3.3 Màn hình đăng nhập 4.1.3.4 Màn hình đăng ký 4.1.3.5 Màn hình Home 4.1.3.6 Màn hình khảo sát 4.1.3.7 Màn hình danh sách audio thiền 4.1.3.8 Màn hình thiền 4.1.3.9 Màn hình trị chuyện với chatbot 4.1.3.10 Màn hình xem lịch sử thiền dự đoán 4.2 Triển khai 4.2.1 Cài đặt 4.2.2 Kiểm thử phần mềm Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận 5.2 Hướng phát triển TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐỒ ÁN Chương TỔNG QUAN 1.1 Khảo sát trạng 1.1.1 Nhu cầu thực tế đề tài Hiện nay, với tập trung mức vào việc học, bạn học sinh, sinh viên dễ dàng bỏ qua sức khỏe tâm lý Những thói quen khơng tốt thiếu ngủ, ăn uống không khoa học, stress, áp lực học tập tình trạng tự lập, thiếu giao lưu, gặp gỡ bạn bè gia đình gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe tâm lý họ Do đó, nhóm định xây dựng phần mềm đưa lời khuyên tâm lý dựa vào thói quen người dùng, nhằm giúp người dùng nâng cao nhận thức tình trạng sức khỏe tâm lý áp dụng thói quen tốt sống hàng ngày 1.1.2 Khảo sát số ứng dụng có 1.1.2.1 Headspace Tổng quan Headspace ứng dụng giúp người dùng tập trung giải vấn đề tâm lý họ Với nhiều chức luyện tập thở, thiền, tập trung vào công việc, Headspace giúp người dùng đạt trạng thái tâm lý cân bằng, tăng cường sức khỏe tâm lý giảm stress Chức Cung cấp tập hướng dẫn thiền để giảm stress, tăng cường tập trung cải thiện sức khỏe tâm lý 1.1.2.2 Fabulous - Daily Planner & Self-Care Habit Tracker Tổng quan Fabulous ứng dụng hỗ trợ việc tạo thói quen tốt cải thiện chất lượng sống người dùng Ứng dụng sử dụng phương pháp khoa học để giúp người dùng đạt mục tiêu họ, đồng thời tối ưu hóa thời gian lượng Chức Đánh giá thói quen người dùng đưa lời khuyên, kế hoạch cải thiện thói Từ đó, người dùng tự cải thiện thói quen 1.1.2.3 Moodfit Tổng quan Moodfit ứng dụng giúp người dùng đánh giá quản lý sức khỏe tâm lý Với nhiều chức đánh giá tình trạng tâm lý, luyện tập tâm lý, ghi chép cảm xúc, Moodfit giúp người dùng nâng cao nhận thức sức khỏe tâm lý đưa lời khuyên để giúp họ có sống tốt Chức Cung cấp tập tập thể dục, yoga giải pháp hỗ trợ tâm lý để giúp người dùng giảm stress, cải thiện tâm trạng sức khỏe tâm lý 1.2 Mục tiêu Mục tiêu ứng dụng giúp người dùng nhận biết tình trạng thói quen hỗ trợ họ việc xây dựng trì thói quen lành mạnh, từ giúp cải thiện sức khỏe tâm lý 1.2.1 Đối tượng sử dụng Các đối tượng sử dụng bao gồm học sinh sinh viên 1.2.2 Yêu cầu 1.2.2.1 Yêu cầu chức • Quản lý tài khoản (đăng nhập, đăng ký, khơi phục mật khẩu) • Thiền • Xem lịch sử hoạt động • Hẹn • Trị chuyện với chatbot • Làm khảo sát để lấy kết dự đốn • Xem biểu đồ thống kê kết dự đoán 1.2.2.2 Yêu cầu phi chức − Yêu cầu giao diện Giao diện trực quan, thân thiện dễ sử dụng Ngoài ra, giao diện cần thống nhất, đồng bộ, tránh gây bất ngờ cho người sử dụng − Yêu cầu tính bảo mật Dữ liệu người dùng cần bảo mật, liệu không xóa hồn tồn, phải có khả khơi phục lại − Yêu cầu tính tương thích Ứng dụng cần tương thích với hầu hết phiên phổ biến hệ điều hành Android − Yêu cầu tính hiệu Hệ thống quản lý liệu cách logic Đảm bảo độ ổn định hệ thống, tránh gây khó chịu cho người dùng − Yêu cầu khả phát triển Hệ thống thiết kế linh hoạt để dễ dàng mở rộng theo nhu cầu phát triển tương lai Các tính thêm vào ứng dụng cách dễ dàng thơng qua việc cấu hình cài đặt Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CƠNG NGHỆ 2.1 Mơ hình hồi quy logistic 2.1.1 Tổng quan Mơ hình hồi quy tuyến tính mơ hình thống kê phổ biến sử dụng nhiều lĩnh vực, từ kinh tế, y tế đến khoa học máy tính Mơ hình dựa phương trình tuyến tính để ước lượng giá trị biến phụ thuộc dựa giá trị nhiều biến độc lập Mơ hình hồi quy tuyến tính sử dụng phương trình tuyến tính để mô tả mối quan hệ biến độc lập biến phụ thuộc Bằng cách tính tốn hệ số phương trình tuyến tính này, dự đốn giá trị biến phụ thuộc dựa giá trị biến độc lập, giúp hiểu rõ tình hình xu hướng liệu Trong thuật toán hồi quy tuyến tính, mơ hình xác định hàm tuyến tính có dạng: y = w1x1 + w2x2 + w3x3 + … + w0 (1) Trong đó: - y biến phụ thuộc (đầu ra) cần dự đoán - w0 hệ số chặn (bias) gọi hệ số tự - w1, w2, w3, hệ số hồi quy (hay gọi hệ số trọng số) tương ứng với biến độc lập x₁, x₂, x3, , x₂, x3, , x3, Đồ thị mơ hình logistic regression minh hoạ khả qua mơn 2.1.2 Hàm mát mơ hình hồi quy logistic Hàm mát Hồi quy Logistic Hàm mát hàm toán học sử dụng để đo lường sai số giá trị dự đoán giá trị thực tế Nó cung cấp cách để đánh giá chất lượng mơ hình dự đốn cách tính tốn tổng sai số dự đốn cho tất ghi tập liệu Một hàm mát phổ biến sử dụng hồi quy logistic entropy chéo nhị phân, gọi log loss Hàm mát đo lường khác biệt xác suất dự đoán giá trị nhị phân thực Giá trị hàm mát entropy chéo nhị phân không âm, với giá trị nhỏ cho thấy hiệu suất mô hình tốt Hàm mát entropy chéo nhị phân định nghĩa sau: L = - (y * log(p) + (1 - y) * log(1 - p)) Trong đó: L giá trị hàm mát y giá trị nhị phân thực (0 1) p xác suất dự đoán Hàm mát tính tốn log-likelihood âm giá trị nhị phân thực cho xác suất dự đoán Log-likelihood đo lường mức độ khớp xác suất dự đoán với giá trị nhị phân thực Bằng cách tối thiểu hóa log-likelihood âm (tức tối thiểu hóa hàm mát entropy chéo nhị phân để tìm mơ hình hồi quy logistic phù hợp với liệu 2.1.3 Hiệu suất mơ hình Độ xác (Accuracy): Đây độ đo phổ biến sử dụng để đo lường tỷ lệ dự đoán xác tồn liệu Độ xác tính tổng số dự đốn xác chia cho tổng số lượng điểm liệu Tuy nhiên, độ xác khơng phản ánh hiệu suất mơ hình trường hợp liệu cân bằng, tỷ lệ nhãn khác không đồng Độ xác cân (Balanced Accuracy): Đối với tốn phân loại cân bằng, độ xác cân độ đo sử dụng để đánh giá hiệu suất mơ hình Độ xác cân tính tốn trung bình độ xác nhãn riêng biệt Nó tính cách lấy tổng độ xác tất nhãn chia cho số lượng nhãn Đường cong ROC (Receiver Operating Characteristic curve): Đường cong ROC đồ thị biểu diễn mối quan hệ tỷ lệ nhãn dương dự đoán