Giáo trình trí tuệ nhân tạo

Nhằm góp phần làm phong phú nguồn tư liệu phục vụ nghiên cứu, học tập cho bạn đọc và sinh viên Khoa Công nghệ Thông tin và Truyền thông Trường Đại học Cần Thơ, Nhà Xuất bản Đại học Cần Thơ ấn hành và giới thiệu cùng bạn đọc giáo trình “Trí tuệ nhân tạo” do Tiến sĩ Phạm Nguyên Khang và Thạc sĩ Phạm Gia Tiến biên soạn.

\ OWL NYHIN 3mn pen HNL iL owls) ANOY \ BIÁ0 TRÌNH SS TRi TUE NHAN TAO i tac zE ¬ Biên soạn: TS PHAM NGUYEN Ths PHAM KHANG GIA TIEN (hủ hiên) GIAOTRINH = TRI TUE NHAN TAO & WHA MHAT RAN AAL HOE CAN THO BIÊN MỤC TRƯỚC XUẤT BẢN THỰC HIỆN BỞI TRUNG TÂM HỌC LIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẢN THƠ Phạm, Nguyên Khang _ Giáo tình trí tuệ nhân tạo / Pham Nguyên Khang, Phạm Gia Tiến ~ Cằn Thơ : Nxb Đại học Cin Tha, 2016 T72 tr : họa ¡24 em Sách có danh mục tà liệu tham khảo ISBN: 9786049196560 Anifical intelligence Tr tg nn tạo 1- Nhan đề I Phạm, Giá Tiển 006.3 - DDC23 Khi06 MEN 208290 LỜI GIỚI THIỆU Nhằm góp phần làm phong phú nguồn tư liệu phục vụ nghiên cứu, học tập cho bạn đọc sinh viên Khoa Công nghệ Thông tin Truyền thông Trường Đại học Cần Thơ, Nhà Xuất Đại học Cân Thơ ấn hành giới thiệu bạn đọc giáo trình *Trí tuệ nhân tạo” Tiến sĩ Phạm Nguyên Khang Thạc sĩ Phạm Gia Tiến biên soạn ido trình gồm 06 chương, nội dung chương đầu giúp hiểu rõ vẻ trí tuệ nhân tạo, chương trình bày phương pháp a đề trí tuệ nhân ậ Thêm vào đó, cuối chương cịn có "nhấn tập hữu ích cho bạn đọc Giáo trình tài liệu học tập có giá trị cho sinh viên ngảnh có liên quan đến Khoa học máy tính ám ơn tác giả đóng gópý kiến quý thầy cô Hội đồng thẩm định trường Đại học Cần Thơ đề giáo trình “Trí tuệ nhân tạo” mắt bạn đọc Nhà Xuất Đại học Cần Thơ trân trọng giới thiệu đến sinh viên, giảng viên bạn đọc giáo trình NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC CẢN THƠ LỜI NÓI ĐẦU Chúng ta tự gọi (lồi người) Homo sapiens (tiếng Latinh có nghĩa người có trí tuệ- wise man) trí thơng minh thứ quan trọng mà lồi khác khơng có Hàng ngàn năm qua, có gắng hiểu “cách ta nghĩ" Các câu hỏi tự đặt “chúng ta suy nghĩ nào”, “Cái diễn não trình ta suy nghĩ?", “Lam thé nao ta nhận biết đồ vật với đồ vật kia, phân biệt người với người kia, ?° Lĩnh vực trí tué nhan tao (Artificial intelligence — Al) mong muốn hiều đượ +h trí thơng minh mà cịn xây dựng hệ thống thơng nhân tạo Trí tuệ nhân tạo lĩnh vực mẻ (so với toán hay logic) khoa học công nghệ Người ta bắt đầu nghiên cứu từ sau chiến thứ tên gọi Trí tuệ nhân tạo đời vào năm 1956.Trí tuệ nhân tạo ngày bao gồm nhiều lĩnh vực nhỏ trải dài từ tổng quát (học cảm nhận) đến cụ thể như: chơi cờ, chứng minh định lý tự động, làm thơ, lái xe, chẳn đoán bệnh, v.v Trí tuệ nhân tạo phù hợp với tác vụ cần đến "thơng minh” Điều này, khẳng định trí tuệ nhân tạo phần quan trọng ngành Khoa học máy tính Chính lý đó, chúng tơi thực biên soạn quyền giáo trình “Trí tuệ nhân tạo” nhằm mục đích cung cấp thêm tài liệu tham khảo tiếng Việt đến độc giả sinh viên chuyên ngành Khoa học máy tính Giáo trình soạn dựa kiến thức, kinh nghiệm học tập nghiên cứu, giảng dạy suốt từ năm 2000 đến tải liệu tham khảo trình bày mục tài liệu tham khảo chương Chúng cung cấp kiên thức ban va cae vi dy minh hoa phong phú từ đơn giản đến phức tạp Cuối chương có tập giúp độc giả ơn tập lại kiến thức chương trau đồi kỳ thực hành Giáo trình tổ chức thành sáu chương: Chương giới thiệu trí tuệ nhân tạo, lĩnh vực liên quan đến thông minh nhân tạo, ứng dụng Chương trình bày tóm lược phương pháp giải vấn đề g phương pháp tìm kiếm, hệ thống luật sinh để trí tuệ nhân tạo Chương3 trình bày kỹ thuật tìm kiếm nâng cao Tim kiém heuristic cho phép đưa trì thức của lĩnh vực liên quan đến tốn vào q trình tìm kiếm, làm giảm thời gian tìm kiếm Tìm kiếm cục mơ tơi luyện cho phép tìm kiếm lời giản tốt thời gian ngắn có thẻ Bài tốn thoả mãn ràng buộc mở rộng mơ hình biêu diễn tìm chương hai thành tốn tìm kiếm có sử dụng thông tin cấu trúc trạng thái Chương4 tập trung vào đề biểu diễn trí thức bao gồm phương pháp biểu diễn trí thức, phương pháp suy diễn dựa biêu diễn Chương đành để giới thiệu sử dụng logic vị từ để biểu điễn trí thức, Chương trình bày phương pháp suy diễn tự động dựa logic vị từ thuật toán hợp giải Robinson Chương trình bày phương pháp biểu diễn trí thức dựa luậuquy tắc phương pháp suy luận tự động dựa phương pháp Nội dung giáo trình giảng dạy cho sinh viên trình độ cử nhân, kỳ sư Khoa học máy tính ngành khác có liên quan thời lượng 30 tiết lý thuyết 30 tiết thực hành Giảng viên phân bổ thời gian dạy lý thuyết thực hành sau: tiết lý thuyết cho chương I, tiết lý thuyết va 20 tiết thực hành cho chương 2, tiết lý thuyết 20 tiết thực hành cho chương 3, tiết lý thuyết cho chương4, 10 tiết lý thuyết 20 tiết thực hành cho chương Trong phần thực hành, sinh viên nên sử dụng C+t để thực cài đặt thuật toán ph: tập giáo trình Phần thực hành chương thực với Prover9 cho hợp giải Prolog cho phần suy diễn dựa luật ,Trong thời gian biên soạn tải liệu, chúng-tợ nhận hỗ trợ quý báu vật chất, tỉnh thần từ Khoa Công nghệ thông tin Truyền thông, Trường Đại học Cần Thơ Chúng tồi đặc biệt gửi lời cám ơn đến Quy Thay Cô thuộc Bộ mơn Khoa học máy tính, Mạng máy tính Truyền thơng nhiệt tình góp ý cho tháo Do thời gian có hạn lần biên soạn, tài liệu khơng thể tránh khỏi thiểu sót Chúng tơi mong nhận góp ý chân thành từ quý độc giả đẻ quyền sách ngày hoàn thiện Cân Thơ, tháng 12 năm 2015 NHÓM TÁC GIẢ 1.3 KỸ THUẬT TRÍ TUỆ NHÂN TẠO 1.4 MỨC MƠ HÌNH 1.5 TIÊU CHN THÀNH CƠNG CÂU HỎI ƠN TẬP VÀ BÀI TẬP TÀI LIỆU THAM KHẢO Chương BÀI TỐN, KHƠNG GIAN BÀI TỐN VÀ TÌM KIỀM 2.1 XÁC ĐỊNH BÀI TỐN NHƯ TÌM KIÊM TRONG KHƠNG GIAN TRẠNG THÁI 2.1.1 Định nghĩa hình thức khơng gian trạng thái 2.1.2 Một số ví dụ biểu dign bải tốn không gian trạng thái 2.2 CÁC KỸ THUAT TIM KIEM 2.2.1 Cấu trúc liệu cho giải thuật tìm kiểm 2.2.2 Đánh giá hiệu giải vấn đề 2.2.3 Các chiến lược tìm kiếm 2.2.4 Tìm kiếm theo chiều rộng (Breadth-first search) 3.2.5 Tìm kiếm phí đồng (Uniform-cost search) 2.2.6 Tìm kiếm theo chiều sâu (Depth-first search) 3.2.7 Tìm kiếm với độ sâu giới han (Depth-limited search) 2.2.8 Tìm kiếm sâu dan (Iterative deepening depth-first search) 2.2.9 Tim kiếm hai chiều (Bidirectional search) 2.2.10 So sánh chiến lược tìm kiếm khơng có thơng tin bổ sung 2.3 CAC HE THONG LUAT SINH 2.3.1 Dinh nghĩa hệ thống luật sinh 2.3.2 Chiến lược điều khiển 2.3.3 Tìm kiếm heuristic 2.4 CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA BÀI TỐN 2.4.1 Bai tốn phân tích? 2.4.2 Các bước giải bỏ lơ hay huỷ bỏ? 2.4.3 Vũ trụ tiên đốn? 2.4.4 Lời giải tốt hay tương đối? 2.4.5 Lời giải trạng thái hay đường đi? 2.4.6 Vai trò trí thức? 2.4.7 Nhiệm vụ đơi tương tắc với người? eC HH Chương TRÍ TUỆ NHÂN TẠO LÀ GÌ? 1.1 CÁC VẤN ĐÈ CỦA TRÍ TUỆ NHÂN TẠO 1.2 GIA THIET NEN BE M ĐT MỤC LỤC 15 22 27 31 32 34 38 40 41 41 43 45 45 45 46 47 49 50 sĩ 52 52 33 34 34 2.5 CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ SẢN XUẤT 2.6 CAC VAN DE TRONG THIET KE CHUONG TRINH TÌM KIỀM CÂU HỎI ƠN TẬP VÀ BÀI TẬP TÀI LIỆU THAM KHẢO Chương KỸ THUẬT TÌM KIỀM NÂNG CAO 3.1 TÌM KIÊM VỚI THƠNG TIN BỎ SUNG 3.1.1 Tìm kiểm háu ăn 3.1.2 Tìm kiếm A* I.3 Tính tối ưu A* 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Ham Anh Sinh Sinh Hoc heuristic hudng cita d6 xác hàm heuristic lên hiệu tìm kiểm hảm heuristic khả chấp từ toán nới lỏng buộc heuristic kha chấp tử toán con: sở liệu mẫu heuristic tir kinh nghigm 3.2 TÌM KIÊM CỤC BỘ VÀ BÀI TỐN TỎI UU, 3.2.1 Tìm kiếm leo đồi (Hill-climbing search) 3.2.2 Mô luyện 3.3: BÀI TOÁN THOÁ MÃN RÀNG BUỘC 3.3.1 Định nghĩa tốn thoả mãn buộc 3.2 Bài tốn ví dị tô màu đỏ 3.3.3 Lan truyền bu( suy diễn CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP TÀI LIỆU THAM KHẢO: Chương CÁC VẤN ĐÈ BIÊU DIỄN TRI T toán CSP ức 4.1 BIỂU DIỄN VÀ ÁNH XẠ 4.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN BIÊU DIỄN TRI THỨC 4.2.1 Trì thức quan hệ 4.2.2 Trí thức kế thừa 4.2.3 Trỉ thức suy diễn 4.2.4 Tri thite thủ tục 4.3 CAC VAN DE TRONG BIEU DIEN TRI THỨC 4.3.1 Các thuộc tính quan 4.3.2 Mối quan hệ thuộc tính 4.3.3 Lựa chọn mức tiết biéu diễn 4.3.4 Biểu diễn tập đối tượng, 4.3.5 Tìm cấu trúc thích hợp 44 VẤN ĐỀ KHUNG CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP 34 55 56 58 59 59 61 61 64 70 7I 72 74 75 16 B 81 83 83 84 86 96 96 100 100 101 102 103 104 105 105 107 109 110 112 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO Chương SỬ DỤNG LOGIC VỊ TỪ 5.1 BIÊU DIỄN CÁC SỰ KIỆN ĐƠN GIẢN TRONG LOGIC 5.2 BIEU DIEN CAC QUAN HE “LA THE HIEN CUA ~ INSTANCE” VA “LA MOT- ISA” 5.3 HỢP GIẢI 5.3.1 Chuyển sang dang clause 3.3.2 Cơ sở hợp giải 5.3.3 Hợp giải logic mệnh đề 5.3.4 Thuật toán hợp 3.3.5 Hợp giải logic vị từ 5.3.6 Trả lời câu hỏi 5.4 SUY DIỄN TỰ NHIÊN CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP TÀI LIỆU THAM KHẢO: Chương BIỂU DIỄN TRI THỨC SỬ DUNG LUAT 6.1 TRI THỨC THỦ TỤC VA TRI THUC KHAI BAO 6.2 LẬP TRÌNH LOGIC 6.3 SUY DIEN TIEN VA SUY DIEN LUI 6.3.1 Hệ quy chuyển lùi 6.3.2 Hệ quy tắc dây chuyển tiến 6.3.3 Tổ hợp suy diễn tiến suy diễn lùi 6.4 TƯỜNG HỢP 6.4.1 Lập chi mye 6.4.2 Tương hợp với bi 6.4.3 Tương hợp phức tạp tương hợp 6.4.4 Phan giải xung đột 6.5 TRITHUC DIEU KHIEN CÂU HỎI ÔN TẬP VA BAI TAP TÀI LIỆU THAM KHẢO: xắp xỉ 17 118 118 121 123 123 126 127 129 131 137 138 138 141 142 142 144 147 149 149 150 150 151 151 152 152 154 156 157