Bài giảng trí tuệ nhân tạo

LOGO Bài giảng Trí tuệ nhân tạo Chương Tổng quan Trí tuệ nhân tạo Bùi Đức Dương Khoa Công nghệ Thông tin Nội dung Giới thiệu AI (Artificial Intelligence) Đặc điểm AI Lịch sử phát triển AI Các lĩnh vực nghiên cứu & ứng dụng AI Thuật toán - thuật giải Giới thiệu AI
Trí tuệ  Phản ứng cách thích hợp tình thơng qua điều chỉnh hành vi hợp lý  Hiểu rõ mối quan hệ kiện giới quan để đưa hành vi phù hợp nhằm đạt mục đích
Tri thức  Là hiểu biết (thường sâu) vấn đề (lĩnh vực) Ví dụ: Hiểu biết y khoa, máy tính, thời tiết  Là thông tin chứa đựng phần: Các khái niệm (cơ & phát triển) phương pháp nhận thức (quy luật, suy diễn )  Là điều kiện tiên hành xử “thơng minh”  Có đươc thơng qua hành vi thu thập tri thức sản sinh tri thức – hai trình song song nối tiếp thực thể “thông minh” 1 Giới thiệu AI (tt)
Hành xử thông minh (intelligent behaviour)  Là hoạt động đối tượng kết trình thu thập, xử lý điều khiển theo tri thức có hay phát sinh  Kết thường tốt theo mong đợi so với hành xử thông thường  Khái niệm tính thơng minh đối tượng thường biểu qua hoạt động:     Sự hiểu biết nhận thức tri thức Sự lý luận tạo tri thức dựa tri thức có Hành động theo kết lý luận Kỹ (Skill) Giới thiệu AI (tt)  Hành xử thông minh không đơn hành động kết trình thu thập tri thức suy luận tri thức  Hành xử thơng minh cịn bao hàm:  Sự tương tác với môi trường để nhận phản hồi  Sự tiếp nhận phản hồi để điều chỉnh hành động - Skill  Sự tiếp nhận phản hồi để hiệu chỉnh cập nhật tri thức  Tính chất thông minh tổng hợp yếu tố: thu thập tri thức, suy luận hành xử đối tượng tri thức thu thập  Khơng thể đánh giá riêng lẽ khía cạnh để nói tính thơng minh 1 Giới thiệu AI (tt)
AI gì?  “An AI approach problem-solving is one which (George Luger):  uses domain-specific knowledge  to find a good-enough solution  to a hard problem  in a reasonable amount of time.” Giới thiệu AI (tt)
AI ngành nghiên cứu hành xử thông minh bao gồm: thu thập, lưu trữ tri thức, suy luận, hoạt động kỹ
Đối tượng nghiên cứu “hành xử thông minh” “sự thông minh”
‘Khơng có’ Sự Thơng Minh mà Chỉ có Biểu thông minh qua hành xử Giới thiệu AI (tt)
Trí tuệ nhân tạo nhằm tạo “Máy người”?
Mục tiêu  Xây dựng lý thuyết thơng minh để giải thích hoạt động thơng minh  Tìm hiểu chế thơng minh người  Cơ chế lưu trữ tri thức  Cơ chế khai thác tri thức  Xây dựng chế thực thông minh  Áp dụng hiểu biết vào máy móc phục vụ người 2 Một số đặc điểm AI
Sử dụng máy tính vào suy luận ký hiệu, nhận dạng qua mẫu, học, suy luận kháci
Tập trung vào vấn đề “khó” khơng thích hợp với lời giải mang tính thuật tốn
Quan tâm đến kỹ thuật giải vấn đề sử dụng thơng tin khơng xác, khơng đầy đủ, mơ hồi
Cho lời giải ‘đủ tốt’ khơng phải lời giải xác hay tối ưu
Sử dụng heuristics – “bí quyết”, “mẹo”
Sử dụng tri thức chuyên môn
i Một số đặc điểm AI (tt)
Chương trình chưa tự sinh heuristic
Chưa có khả xử lý song song người
Chưa có khả diễn giải vấn đề theo nhiều phương pháp khác người
Chưa có khả xử lý thông tin môi trường liên tục người
Chưa có khả học người
Chưa có khả tự thích nghi với mơi trường 3 Lịch sử phát triển AI GĐ hiện đại đại GĐ 1975 GĐ viển viển vông vông GĐ 1965 GĐ cổ cổ điển điển GĐ 1950 Lịch sử phát triển AI (tt)
Giai đoạn cổ điển (1950 – 1965) Đây giai đoạn lĩnh vực chính: Game Playing (Trị chơi) Theorem Proving (Chứng minh định ký)  Game Playing  Dựa kỹ thuật State Space Search với trạng thái (State) tình trị chơi Đáp án cần tìm trạng thái thắng hay đường dẩn tới trạng thái thắng Áp dụng với trò chơi loại đối kháng Ví dụ: Trị chơi đánh cờ vua  Có kỹ thuật tìm kiếm  Kỹ thuật generate and test : tìm đáp án/ chưa tối ưu  Kỹ thuật Exhaustive search (vét cạn): Tìm tất nghiệm, chọn lựa phương án tốt 3 Lịch sử phát triển AI (tt)  Theorem Proving  Dựa tập tiên đề cho trước, chương trình thực chuổi suy diển để đạt tới biểu thức cần chứng minh  Nếu có nghĩa chứng minh Ngược lại khơng chứng minh  Ví dụ: Chứng minh định lý tự động, giải toán,  Vẫn dựa kỹ thuật state space search khó khăn mức độ quan hệ phép suy luận: song song, đồng thời, bắc cầu,  Có kết tốt phát triển đến ngày Bùng nổ tổ hợp mn Lịch sử phát triển AI (tt)
Giai đoạn viển vông (1965 – 1975)  Đây giai đoạn phát triển với tham vọng làm cho máy hiểu người qua ngơn ngữ tự nhiên  Các cơng trình nghiên cứu tập trung vào việc biểu diển tri thức phương thức giao tiếp người & máy ngôn ngữ tự nhiên  Kết không khả quan tìm phương thức biểu diễn tri thức dùng đến ngày chưa thật tốt như:     Semantic Network (mạng ngữ nghĩa) Conceptial graph (đồ thị khái niệm) Frame (khung) Script (kịch bản) Năng lực máy tính Lịch sử phát triển AI (tt)
Giai đoạn đại (từ 1975)  Xác định lại mục tiêu mang tính thực tiễn AI là:  Tìm lời giải tốt khoảng thời gian chấp nhận  Khơng cầu tồn tìm lời giải tối ưu  Tinh thần heuristic đời áp dụng mạnh mẽ để khắc phục bùng nổ tổ hợp  Khẳng định vai trò tri thức đồng thời xác định trở ngại lớn biểu diển tri thức bùng nổ tổ hợp  Nêu cao vai trị heuristic khẳng định tính khó khăn đánh giá heuristic Hệ chuyên gia, Hệ chuẩn đoán, Các ứng dụng AI
Game Playing: Tìm kiếm / Heuristic
Automatic reasoning & Theorem proving: Tìm kiếm / Heuristic
Expert System: Là hướng phát triển mạnh mẽ có giá trị ứng dụng cao
Planning & Robotic: Các hệ thống dự báo, tự động hóa
Machine learning: Trang bị khả học tập để giải vấn đề kho tri thức:  Supervised: Kiểm soát tri thức học Khơng tìm  UnSupervised:Tự học, khơng kiểm sốt Có thể tạo tri thức nguy hiểm học điều khơng mong muốn 4 Các ứng dụng AI (tt)
Natural Language Understanding& Semantic modelling: Không phát triển mạnh mức độ phức tạp toán tri thức & khả suy luận
Modeling Human perfromance: Nghiên cứu chế tổ chức trí tuệ người để áp dụng cho máy
Language and Environment for AI:Phát triển công cụ môi trường để xây dựng ứng dụng AI
Neurol network/Parallel distributed processing: giải vấn đề lực tính tốn tốc độ tính tốn kỹ thuật song song mơ mạng thần kinh người 5 Thuật toán - thuật giải
Bài toán/Vấn đề + Thuật toán = Kết quả???  Có nhiều tốn:  Chưa tìm thuật tốn để giải  Khơng xác định có hay khơng  Một số tốn có thuật giải không áp dụng được:  Độ phức tạp tính tốn q lớn  Các điều kiện đầu vào khó đáp ứng  Một số tốn giải theo cách vi phạm thuật toán chấp nhận
Thuật giải: Cách giải chấp nhận không hoàn toàn đáp ứng đầy đủ yêu cầu thuật toán 18 Bài tập Chương
Phân biệt trí tuệ, trí thức thơng minh?
AI gì? Các đặc điểm AI?
Lịch sử phát triển AI?
Các ứng dụng AI?
Sự khác thuật toán & thuật giải? Lấy ví dụ? 19 LOGO Bùi Đức Dương Khoa Công nghệ Thông tin