tiểu luận môn hệ thống thông minh đề tài xây dựng hệ thống thông minh chẩn đoán bệnh bằng thuật toán suy diễn tiến

Nhược điểm của hệ thống thông minhThiếu khả năng sáng tạo: Hệ thống thông minh hiện nay vẫn chưathể sáng tạo hay tư duy độc lập như con người.Thiếu sự đồng cảm: Hệ thống thông minh không

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

o0o

-TIỂU LUẬN

MÔN: HỆ THỐNG THÔNG MINH

Đề tài: Xây dựng hệ thống thông minh chẩn đoán bệnh bằng thuật

toán suy diễn tiến

Giáo viên hướng dẫn: TS Vũ Đình MinhLớp: CH-K13

Nhóm 4 – Sinh viên thực hiện:

Chu Đức Long 2023700046Nguyễn Văn An 2023700029Cao Văn Khải 2023700059

Hà Nội, tháng 2 năm 2024

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG MINH 5

1.1 Hệ thống thông minh là gì? 5

1.2 Đặc trưng và ưu điểm của hệ thống thông minh 7

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÁC THUẬT TOÁN CÓ THỂ ÁP DỤNG 92.1 Cơ sở tri thức 9

2.1.1 Phân biệt tri thức và dữ liệu 9

2.1.2 Phân loại tri thức 10

2.1.3.2 Tri thức bất định, tri thức không đầy đủ 12

2.1.4 Các phương pháp biểu diễn tri thức 13

2.1.4.1 Biểu diễn tri thức nhờ logic 13

2.1.4.2 Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa 15

2.1.4.3 Biểu diễn tri thức nhờ các luật sản xuất 17

2.1.4.4 Biểu diễn tri thức bằng FRAME 18

2.1.4.5 Biểu diễn nhờ bộ ba liên hợp O.A.V 20

2.2 Mô tơ suy diễn 22

2.2.1 Cơ chế suy diễn 22

2.2.1.1 Suy diễn tiến 22

2.2.1.2 Suy diễn lùi 22

2.2.1.3 Cơ chế hỗn hợp 23

2.2.2 Cơ chế điều khiển 23

2.2.2.1 Chọn hướng suy diễn 23

2.2.2.2 Giải quyết các vấn đề cạnh tranh 24

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 28

3.1 Hệ thống thông minh chẩn đoán bệnh 28

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, hàng loạt cácthành tựu, sáng kiến hữu ích đã được đưa vào đời sống để phục vụ con người, từmô hình học trực tuyến, mô hình phân vùng giao thông hay nghiên cứu các vìsao Và tất nhiên, ngành y cũng không nằm ngoài xu thế chung đó Với sứ mệnhcao cả để giúp đỡ, chữa bệnh cho con người thì ngày càng nhiều các công trìnhnghiên cứu được áp dụng giúp cuộc sống của mỗi người trở lên tốt đẹp và chấtlượng Và trong y học có câu: “Phòng bệnh còn hơn chữa bệnh” quả không sai,các thành tựu y học đang áp dụng sâu vào việc nhìn thấy các bệnh lâm sàng,chẩn đoán bệnh từ thời kỳ sơ khai nhất, sao cho việc chữa trị một cách tối ưu vàít rủi ro Với suy nghĩ như vậy, chương trình chẩn đoán bệnh bằng suy diễn tiếncủa nhóm 4 ra đời Cùng với việc áp dụng thuật toán suy diễn tiến cùng các biểuhiện đã được khoa học chấp thuật về một số bệnh thường gặp, nhóm chúng emđã tạo ra thành công sản phẩm lần này Tuy sản phẩm vẫn còn nhiều thiếu sót,rất mong được sự nhận xét từ thầy TS Vũ Đình Minh cùng các bạn học để hoànthiện sản phẩm hơn nữa trong tương lai

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNGMINH

1.1 Hệ thống thông minh là gì?

Trong suốt nhiều thế kỷ, loài người đã phát triển các công cụ ngày càngtinh vi để phục vụ mình Ngoài công cụ vật lý, loài người cũng đã phát triển cáccông cụ giao tiếp như ngôn ngữ nói, ngôn ngữ viết và ngôn ngữ toán học Máytính kỹ thuật số xuất hiện trong thập kỷ gần đây và đã đem lại nhiều lợi ích.Mặc dù hiện nay máy tính mới chỉ thể hiện những phép toán đơn giản, việc xâydựng một máy tính có thể suy nghĩ là một bước tiến lớn Tuy nhiên, điều này đặtra nhiều câu hỏi về đạo đức và triết học.

Các nghiên cứu trong trí tuệ nhân tạo (hay đơn giản là AI) được hướngđến việc xây dựng một máy móc có khả năng tinh thần tương tự và cải thiện sựhiểu biết của chúng ta về trí tuệ Thành tựu cuối cùng trong lĩnh vực này sẽ làxây dựng một máy móc có khả năng mô phỏng hoặc vượt qua khả năng tinhthần của con người, bao gồm lập luận, hiểu biết, tưởng tượng, nhận biết, sángtạo và cảm xúc Chúng ta còn rất xa mới đạt được điều này, nhưng đã có một sốthành công trong việc mô phỏng những lĩnh vực cụ thể của hoạt động tinh thầncủa con người Ví dụ, máy móc hiện nay có khả năng chơi cờ vua ở mức độ caonhất, dịch các câu nói thành văn bản, và chuẩn đoán các bệnh lý y khoa.

Trong quá trình đạt được những thành công khiêm tốn này, các nghiêncứu về trí tuệ nhân tạo, cùng với các nhánh khác của khoa học máy tính, đã dẫnđến việc phát triển một số công cụ tính toán hữu ích Trong lĩnh vực kỹ thuật vàkhoa học có thể chia thành ba nhóm chính gồm các hệ thống dựa trên tri thức,trí tuệ tính toán và các hệ thống lai Hệ thống dựa trên tri thức bao gồm các hệthống chuyên gia và dựa trên luật, các hệ thống hướng đối tượng và dựa trênkhung, và các đại lý thông minh Trí tuệ tính toán bao gồm các mạng thần kinh,

thuật toán di truyền và các thuật toán tối ưu khác Các kỹ thuật xử lý sự khôngchắc chắn, như logic mờ, phù hợp cho cả hai nhóm công cụ này.

Hệ thống dựa trên tri thức, trí tuệ tính toán và các hệ thống lai của chúngđược gọi chung ở đây là hệ thống thông minh Hệ thống thông minh chưa giảiquyết được vấn đề xây dựng một tâm trí nhân tạo, và thậm chí, một số người cóthể sẽ cho rằng chúng không thể hiện sự thông minh thực sự nhiều, nếu có Tuynhiên, chúng đã giúp giải quyết một loạt các vấn đề trước đây được coi là quákhó và giúp giải quyết một số lượng lớn các vấn đề khác một cách hiệu quả hơn.Hệ thống thông minh (Intelligent Systems - IS) là một phần quan trọngcủa cách tiếp cận và giải quyết các vấn đề quan trọng và phức tạp Hệ thống nàycó khả năng cung cấp kết quả nhất quán và đáng tin cậy qua thời gian Trí tuệgồm có khả năng lĩnh hội, hiểu, rút kinh nghiệm, khả năng thu lượm và duy trìtri thức, khả năng trí tuệ, khả năng đáp ứng nhanh và thành công với các tìnhhuống mới.

Từ phối cảnh tính toán, trí tuệ của hệ thống được đặc trưng bởi tính mềmdẻo, tính thích nghi, ghi nhớ, học, năng động, lập luận, khả năng quản trị thôngtin không chắc chắn và thiếu chính xác Trí tuệ nhân tạo, một lĩnh vực liên quanđến việc tạo ra máy móc có khả năng tự học, tự suy luận và thực hiện nhiềunhiệm vụ tương tự như con người, đóng vai trò cốt lõi trong việc xây dựng cáchệ thống thông minh.

Các ứng dụng của hệ thống thông minh rất đa dạng, từ tự động hóa côngviệc đơn giản đến giải quyết các vấn đề phức tạp trong lĩnh vực y tế, tài chính,đầu tư, và nhiều lĩnh vực khác Hệ thống thông minh mang lại tiềm năng trongviệc cải thiện hiệu suất công việc, tối ưu hóa quá trình và tăng cường khả năngđưa ra quyết định thông minh.

1.2 Đặc trưng và ưu điểm của hệ thống thông minh

Hệ thống thông minh có các đặc trưng cơ bản:

Khả năng học hỏi: Hệ thống thông minh có thể học hỏi từ dữ liệu và

kinh nghiệm để cải thiện hiệu suất hoạt động.

Khả năng thích ứng: Hệ thống thông minh có thể thích ứng với

những thay đổi trong môi trường và điều kiện hoạt động.

Khả năng tự động hóa: Hệ thống thông minh có thể tự động thực

hiện các nhiệm vụ mà con người thường làm.

Khả năng đưa ra quyết định: Hệ thống thông minh có thể phân tích

dữ liệu và đưa ra quyết định dựa trên thông tin thu thập được.

Khả năng giao tiếp: Hệ thống thông minh có thể giao tiếp với con

người và các hệ thống khác

Ưu điểm của hệ thống thông minh

Hiệu quả: Hệ thống thông minh có thể thực hiện các nhiệm vụ nhanh

chóng và chính xác hơn con người.

Tính sẵn sàng: Hệ thống thông minh có thể hoạt động 24/7 mà không

cần nghỉ ngơi.

Tính khách quan: Hệ thống thông minh đưa ra quyết định dựa trên

dữ liệu và thuật toán, loại bỏ yếu tố cảm xúc và thiên vị.

Khả năng mở rộng: Hệ thống thông minh có thể dễ dàng mở rộng để

đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng.

Khả năng cá nhân hóa: Hệ thống thông minh có thể được cá nhân

hóa để đáp ứng nhu cầu và sở thích của từng người dùng.

Nhược điểm của hệ thống thông minh

Thiếu khả năng sáng tạo: Hệ thống thông minh hiện nay vẫn chưa

thể sáng tạo hay tư duy độc lập như con người.

Thiếu sự đồng cảm: Hệ thống thông minh không thể hiểu được cảm

xúc và hành vi của con người như con người có thể.

Vấn đề đạo đức: Việc sử dụng hệ thống thông minh có thể dẫn đến

một số vấn đề đạo đức như thiên vị, phân biệt đối xử và quyền riêngtư.

Chi phí: Việc phát triển và triển khai hệ thống thông minh có thể tốn

Nhu cầu về dữ liệu: Hệ thống thông minh cần một lượng lớn dữ liệu

để hoạt động hiệu quả.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÁC THUẬT TOÁNCÓ THỂ ÁP DỤNG

2.1 Cơ sở tri thức

2.1.1 Phân biệt tri thức và dữ liệu

Chúng ta có thể dựa vào một số đặc trưng sau để phân biệt quy ước trithức và dữ liệu:

Khả năng tự giải thích nội dung: Dữ liệu đưa vào máy tính không tự giảithích nổi, đôi khi còn được mã hóa cho ngắn gọn để dễ cài đặt trong máy Chỉcó người lập trình đó mới có thể hiểu được nội dung, ý nghĩa của dữ liệu, nhưngtri thức có thể tự giải thích nội dung của mình với người sử dụng bất kỳ.

Tính cấu trúc: Một trong những đặc tính cơ bản của hoạt động nhận thứccủa con người đối với thế giới xung quanh là khả năng phân tích cấu trúc củacác đối tượng Tri thức được đưa vào máy cũng cần có khả năng tạo ra đượcmột sự phân cấp giữa các khái niệm và mối quan hệ giữa chúng.

Tính liên hệ: Ngoài các quan hệ về cấu trúc trong mỗi tri thức (khái niệm,quá trình, hiện tượng, sự kiện) giữa các đơn vị tri thức còn có nhiều mối liên hệkhác (không gian, thời gian, nhân quả…) Một số nghiên cứu đã chỉ ra số cácliên hệ cơ bản giữa các sự kiện xấp xỉ 200 lần Một cơ sở tri thức được kết hợpvới số liên hệ cơ bản này có thể mô tả và biểu diễn được hầu hết mọi vấn đề màchúng ta quan tâm.

Tính chủ động: Như chúng ta đã thấy, dữ liệu có vai trò bị động vì nó phụthuộc vào sự khai thác của chương trình cụ thể.

Trong xã hội loài người khi hoạt động bất kỳ ở đâu và ở trong lĩnh vựcnào thì con người bao giờ cũng bị điều khiển bằng chính tri thức (vốn hiểu biết)của mình Nhờ có tri thức mà con người đã hình thành mục tiêu và các hành viđể thực hiện mục tiêu đó Quá trình này luôn đi kèm với sự bổ sung tri thức vàkhắc phục sự mâu thuẫn giữa các tri thức để đi đến hoàn thiện dần cơ sở tri thứctrong mỗi người.

Đối với các tri thức biểu diễn trong máy cũng vậy, chúng chủ động hướngngười sử dụng biết khai thác tri thức Đó chính là quá trình kích hoạt tri thứcđược thể hiện trong các hệ thống thông minh được xây dựng trên các cơ sở trithức biểu diễn ở mức cao có khả năng tiếp nhận, tinh chế, tự hoàn thiện ngaytrong quá trình hoạt động của hệ Tính chủ động của tri thức còn thể hiện sinhđộng thông qua các ngôn ngữ lập trình trí tuệ nhân tạo như Lisp, Prolog…ở đókhông còn có sự phân biệt rõ ràng giữa dữ liệu và thủ tục.

2.1.2 Phân loại tri thức

Tri thức tồn tại dưới 2 dạng cơ bản:- Tri thức định lượng.

Ví dụ: Khẳng định “Việt Nam là đất nước tươi đẹp” Đây là một khẳngđịnh bất biến, không phụ thuộc vào tình huống, không gian và thời gian Các trithức phụ thuộc không gian và thời gian đòi hỏi những mô hình biểu diễn đặcbiệt, cho phép thể hiện các tương quan giữa các sự kiện, quá trình không gian vàthời gian.

Ngoài ra các tri thức mô tả còn cho phép miêu tả các mối liên hệ, cácràng buộc giữa các đối tượng, các sự kiện và các quá trình Ví dụ: “Tôi muốn

mua bút” miêu tả mối quan hệ giữa đối tượng “tôi” và “bút” thông qua quan hệ“muốn mua”.

2.1.2.2 Tri thức thủ tục

Cho ta những phương pháp cấu trúc tri thức, ghép nối và suy diễn các trithức mới từ những tri thức đã có Các tri thức loại này tạo nên cơ sở của kỹnghệ xử lý tri thức

Một số thủ tục tri thức cơ bản:

- Tổng hợp tri thức: Suy diễn, Quy diễn, Quy nạp.

- Học tự động: 2 cách suy diễn logic thường được sử dụng trong các hệthống là:

● Modus Ponens

Nghĩa là nếu A đúng, A suy ra B thì B cũng đúng● Modus Tollens

Nghĩa là nếu B sai, A suy ra B thì A cũng sai

2.1.2.3 Tri thức điều khiển

Dùng để điều khiển, phối hợp các nguồn tri thức thủ tục và tri thức mô tảkhác nhau.

2.1.3 Cấp độ tri thức

2.1.3.1 Tri thức động phụ thuộc vào tình huống không gian và thời gian

Các tri thức mô tả, tri thức thủ tục, trí thức điều khiển không phụ thuộcvào yếu tố không gian, thời gian được gọi là tri thức tĩnh Các tri thức loại nàytạo nên phần lõi trong các cơ cấu trí thức Nguồn các cơ cấu trí thức này thườngphát sinh từ các tài liệu chuyên môn các nguyên lý chung của khoa học Ví dụ:

“Nếu một đường thẳng vuông góc với một trong hai đường thẳng song song thìnó vuông góc với đường thẳng còn lại”.

Tuy vậy, có những tri thức lại phụ thuộc vào yếu tố lịch sử, thông qua cáctham số thời gian và không gian có thể xuất hiện tường minh hoặc không tườngminh trong các phát biểu Chẳng hạn, phát biểu: “Việt Nam không phải là thànhviên của tổ chức WTO” chỉ đúng ở thời điểm trước năm 2008, còn hiện nay ViệtNam đã gia nhập tổ chức WTO Chính yếu tố đó, mà quá trình suy diễn trongcác cơ sở tri thức được phụ thuộc không gian, thời gian có thể giao hoán haykhông giao hoán bộ phận, đơn điệu hay không đơn điệu.

2.1.3.2 Tri thức bất định, tri thức không đầy đủ

Trong nhiều trường hợp các tri thức có thể đúng hoặc sai Tuy vậy trongthực tế ta gặp phải các phát biểu không phải lúc nào cũng xác định được chúngđúng hay sai Ví dụ: “Trời có thể mưa”, trong trường hợp này không thể quyếtđịnh 100% là trời mưa hay không mưa; Các tri thức không chính xác là cácmệnh đề phát biểu mà giá trị chân lý của chúng không thể chỉ ra một cách chínhxác, tương ứng với thang đo quy ước Ví dụ: “Anh ta cao khoảng 1m70”.

Cũng có thể xuất hiện các tri thức không đầy đủ trong các phát biểu, cácmô tả Ví dụ: “Thông thường nếu anh ta đi thì nói chung chị ấy cũng đi”, đây làphát biểu bất định, song chỉ có tác dụng nếu biết được một chút về sự kiện “anhta có đến hay không”.

Nói chung, các tri thức bất định, không chính xác và không đầy đủ xuấthiện là do trong các phát biểu, người ta sử dụng các yếu tố ngôn ngữ không rõràng, như: có thể, có lẽ, khoảng, nói chung…Một trong những cách tiếp cận đểxử lý các loại tri thức trên là sử dụng cách tiếp cận lý thuyết mờ Các lý thuyếtlập luận xấp xỉ đã và đang được quan tâm, nghiên cứu rất nhiều.

2.1.4 Các phương pháp biểu diễn tri thức2.1.4.1 Biểu diễn tri thức nhờ logic

Dựa vào các khái niệm cơ bản về logic mệnh đề và logic vị từ, với một sốbài toán, các trạng thái được mô tả qua các biểu thức logic Khi đó bài toánđược phát biểu lại dưới dạng :

1 Chứng minh : Từ GT GT … GT suy ra một trong các kết luận :KL ,…, KL Ở đây: GT ,KL là các biểu thức logic (mệnh đề hoặc vị từ)2 Tìm phép gán cho các biến tự do sao cho từ GT ,…,GT suy ra mộttrong các kết luận KL ,…, KL

Cơ sở tri thức bằng logic mệnh đề gồm 2 phần:- Các sự kiện

- Các luật

Các sự kiện được cho bởi các luật đặc biệt dạng:q ;

q ;…

Logic vị từ cho phép biểu diễn hầu hết các khái niệm và các phát biểu địnhlý, định luật trong các bộ môn khoa học Cách biểu diễn này khá trực quan vàưu điểm căn bản của nó là có một cơ sở lý thuyết vững chắc cho những thủ tụcsuy diễn nhằm tìm kiếm và sản sinh ra những tri thức mới, dựa trên các sự kiệnvà các luật đã cho.

Logic vị từ và logic mệnh đề có các ưu điểm sau- Là ngôn ngữ biểu diễn kiểu mô tả.

- Có khả năng suy diễn đối với các cơ chế quen thuộc: Pronens & Tollens.- Khá trực quan với người sử dụng.

- Khá gần gũi về cú pháp với các lệnh lập trình logic, chẳng hạn nhưPROLOG.

- Có thể dùng để mô tả cấu trúc mô hình và xử lý động mô hình.- Có thể kiểm tra tính mâu thuẫn trong cơ sở tri thức.

- Tính mô đun cao, do vậy các tri thức có thể thêm bớt sửa đổi khá độc lậpvới nhau và các cơ chế suy diễn.

Một số điểm yếu của logic vị từ và logic mệnh đề

- Mức độ hình thức hóa cao, dẫn tới khó hiểu ngữ nghĩa của các vị từ khixét chương trình.

- Năng xuất xử lý thấp Một trong những khó khăn cơ bản của quá trìnhsuy diễn là cơ chế hợp và suy diễn vét cạn.

- Do các tri thức được biểu diễn nhờ các vị từ, nên ưu thể sử dụng cấu trúcdữ liệu không được khai thác triệt để.

2.1.4.2 Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa

Trong phương pháp này, người ta sử dụng một đồ thị gồm các nút và cáccung nối các nút để biểu diễn tri thức Nút dùng để thể hiện các đối tượng, thuộctính của đối tượng và giá trị của thuộc tính Còn cung dùng để thể hiện các quanhệ giữa các đối tượng Các nút và các cung đều được gắn nhãn.

Ví dụ để thể hiện tri thức “sẽ là một loài chim có cánh và biết bay”,người ta vẽ một đồ thị như sau:

Bằng cách thêm vào đồ thị nút mới và các cung mới người ta có thể mởrộng một mạng ngữ nghĩa Các cung mới được thêm thể hiện các đối tượngtương tự (với các nút đã có trong đồ thị), hoặc tổng quát hơn Chẳng hạn để thểhiện “chim là một loài động vật đẻ trứng” và “cánh cụt là loài chim biết lặn”,người ta vẽ thêm như sau:

Ưu điểm:

- Cho phép biểu diễn một cách trực quan các sự kiện và mối quan hệ giữachúng.

- Tính mô đun cao, theo nghĩa các tri thức thêm vào hoàn toàn độc lập vớicác tri thức cũ.

- Là ngôn ngữ biểu diễn dạng mô tả.

- Có thể áp dụng một số cơ chế trên mạng: Cơ chế truyền và thừa hưởngthông tin giữa các đối tượng.

2.1.4.3 Biểu diễn tri thức nhờ các luật sản xuất

Để có thể tận dụng những điểm mạnh trong suy diễn logic nhờ nguyên lýModule Ponens, các hệ thống thông minh trí tuệ nhân tạo đưa ra các luật sảnxuất có dạng:

………….Điều kiện m

………….Kết luận n

Trong đó các điều kiện và các kết luận có thể có dạng khá thoải mái.Trường hợp mỗi điều kiện i, mỗi kết luận j là vị từ hay mệnh đề thì ta có thể suydiễn logic thông thường.

Ưu điểm:

- Cách biểu diễn khá đơn giản và trực quan.

- Có thể suy diễn theo chiến lược khác nhau: suy diễn tiến, suy diễn lùi, vàsuy diễn hỗn hợp.

- Khá gần gũi về cú pháp.

- Có thể kiểm tra tính mâu thuẫn giữa các luật.

- Tính mô đun cao, có nghĩa là việc thêm, sửa đổi hoặc loại bỏ các luậthoàn toàn không có ảnh hưởng tới các luật khác và cơ chế suy diễn.

Nhược điểm:

- Năng suất xử lý thấp.

- Không sử dụng được các cấu trúc dữ liệu.

2.1.4.4 Biểu diễn tri thức bằng FRAME

Phương pháp biểu diễn tri thức bằng FRAME có tất cả các tính chất vốncó của một ngôn ngữ biểu diễn tri thức Nghĩa là nó có thể biểu diễn tri thức ởgóc độ giao diện người-máy, góc độ mô tả mô hình, điều khiển hệ thống Đồngthời nó cũng là một cơ sở cho một phương pháp xử lý thông tin mới – hướngđối tượng Nếu phương pháp nhờ logic và mạng ngữ nghĩa dùng để biểu diễn trithức mô tả và phương pháp luật sản xuất dùng để biểu diễn tri thức thủ tục thìcác FRAME là kết hợp của cả 2 dạng biểu diễn: mô tả và thủ tục.

FRAME tận dụng được các ưu điểm của luật sản xuất, vị từ.Cấu trúc của FRAME :

<tên FRAME><tên slot 1>

<thuộc tính thừa kế> (như trên, duy nhất, miền…)<kiểu slot> (text, integer, real, pointer…)<giá trị slot> (tên, giá trị, thủ tục, …)

<tên slot 2>

Ví dụ: FRAME mô tả tập HOCSINH:

Frame HOCSINHIS-A:

FART-OF: NGUOI-DI-HOC

A KIND OF: (HOC_SINH_CO_SO,

HOC_SINH_TRUNG_HOC)Cân nặng: 10-60 kg

Chiều cao: 80-170 cmCó râu: không

Nói tiếng: Việt/Anh/Pháp

Cấu trúc này cho ta một khung dữ liệu để khoanh vùng các đối tượng làhọc sinh Trường hợp gặp 1 người cao 180 cm, nặng 45 kg ta có thể khẳng địnhrằng đó không phải học sinh, vì không thỏa mãn các ràng buộc đã có.

Ưu điểm:

- Đáp ứng tất cả các yêu cầu về biểu diễn tri thức.

- Cho phép người sử dụng khá tự do khi biểu diễn tri thức.

- FRAME không chỉ sử dụng để mô tả tri thức mà còn được dùng thể hiệncác thuật toán suy dẫn.

- Tận dụng được những điểm mạnh của biểu diễn thủ tục và mô tả.

- Quá trình xử lý trên các FRAME độc lập theo nghĩa kế thừa thông tin,không nhất thiết phải tuần tự.

Nhược điểm:

- Phương pháp biểu diễn quá phức tạp và cồng kềnh.

- Phương pháp biểu diễn FRAME tiện lợi đối với kỹ sư xử lý tri thức cũngnhư người sử dụng có trình độ cao, nhưng lại là sự quá tải đối với những ngườisử dụng thông thường.

- Các giá trị của slot có thể gán quả thực hiện các thủ tục, điều này làm choviệc thu nạp và cập nhật tri thức trở nên phức tạp và làm khả năng mềm dẻo,phù hợp với những thay đổi của môi trường bên ngoài bị giảm xuống.

- Do cấu trúc của FRAME nên khi biểu diễn cần phải sử dụng các biệnpháp khá cầu kỳ Vì vậy làm mất đi tính trực quan trong phương pháp biểu diễn.- Đối với các bài toán phức tạp thì việc mô tả và điều khiển hệ thống sửdụng FRAME sẽ phức tạp lên rất nhiều so với các phương pháp biểu diễn khác.

2.1.4.5 Biểu diễn nhờ bộ ba liên hợp O.A.V

Biểu diễn tri thức nhờ bộ ba liên hợp OAV là sử dụng bộ ba “Đốitượng”-“Thuộc tính”-“Giá trị” (Object-Attribute-Value) để chỉ ra rằng đối tượngvới thuộc tính đã cho nào đó có một giá trị nào đó.

Ví dụ:

(Nguyễn A, cao, 167)(Nguyễn A, nặng, 64)(Nguyễn A, râu, không)(Nguyễn A, nói, tiếng Việt)

Có thể mô tả dưới dạng mạng ngữ nghĩa và các bộ liên hợp như sau:

Đối tượng trong bộ ba liên hợp được chia thành 2 loại: đối tượng tĩnh và đốitượng động.

Các đối tượng tĩnh được lưu trong bộ nhớ ngoài (băng từ, đĩa…) và khicần được nạp vào bộ nhớ trong để xử lý.

Các đối tượng động được khởi tạo trong quá trình làm việc và được lưugiữ ở bộ nhớ trong phục vụ cho việc xử lý.

Một điều quan trọng là các đối tượng có thể sắp xếp và liên kết lại vớinhau cũng giống như trong liên kết các FRAME Tuy vậy, không thể biết mộtcách chính xác và tường minh bản chất của từng liên kết Vì vậy người tathường sử dụng bộ ba liên hợp để biểu diễn các sự kiện không chắc chắn.

Ưu điểm:

- Cho phép biểu diễn các đối tượng một cách trực quan.- Tính mô đun tương đối cao.

- Là ngôn ngữ biểu diễn dạng mô tả.

- Cho phép diễn đạt tường minh các luật suy diễn.

Tuy vậy, cách biểu diễn này thực chất là một dạng đặc biệt của phương

pháp mạng ngữ nghĩa nên nó cũng có các nhược điểm của mạng ngữ nghĩa.Ngoài ra khi sử dụng phương pháp này, các quan hệ, liên kết giữa các đối tượngkhông thể biểu diễn một cách tường minh.

2.2 Mô tơ suy diễn2.2.1 Cơ chế suy diễn2.2.1.1 Suy diễn tiến

Suy diễn tiến là lập luận từ các sự kiện, sự việc để rút ra các kết luận Vídụ: Nếu thấy trời mưa trước khi ra khỏi nhà (sự kiện) thì phải lấy áo mưa (kếtluận) Trong phương pháp này, người sử dụng cung cấp các sự kiện cho hệthống thông minh để hệ thống (máy suy diễn) tìm cách rút ra các kết luận cóthể Kết luận được xem là những thuộc tính có thể được gán giá trị Trong sốnhững kết luận này, có thể có những kết luận làm người sử dụng quan tâm, mộtsố khác không nói lên điều gì, một số khác có thể vắng mặt Các sự kiện thườngcó dạng: Attribute = Value Lần lượt các sự kiện trong cơ sở trí thức được chọnvà hệ thống xem xét tất cả các luật mà các sự kiện này xuất hiện như là tiền đề.Theo nguyên tắc lập luận trên, hệ thống sẽ lấy ra những luật thỏa mãn Sau khigán giá trị cho các thuộc tính thuộc kết luận tương ứng, người ta nói rằng các sựkiện đã được thỏa mãn Các thuộc tính được gán giá trị sẽ là một phần của kếtquả chuyên gia Sau khi mọi sự kiện đã được xem xét, kết quả được xuất ra chongười sử dụng dùng.

2.2.1.2 Suy diễn lùi

Phương pháp suy diễn lùi tiến hành các lập luận theo chiều ngược lại (đốivới phương pháp suy diễn tiến) Từ một giả thuyết (như là một kết luận), hệthống đưa ra một tình huống trả lời gồm các sự kiện là cơ sở của giả thuyết đãcho này.

Ví dụ: nếu ai đó vào nhà mà cầm áo mưa và quần áo bị ướt thì giả thuyết

này là trời mưa Để củng cố giả thuyết này, ta hỏi người đó xem có phải trời

mưa không? Nếu người đó trả lời là có thì giả thuyết trời mưa là đúng và trởthành một sự kiện Nghĩa là trời mưa nên phải cầm áo mưa và quần áo bị ướt.Suy diễn lùi là cho phép nhận được giá trị của một thuộc tính Đó là câu trả lời

cho câu hỏi “giá trị của thuộc tính A là bao nhiêu?” với A là một đích Để xác

định giá trị của A, cần có các nguồn thông tin Những nguồn này có thể lànhững câu hỏi hoắc có thể là những luật Căn cứ vào các câu hỏi, hệ thống nhậnđược một cách trực tiếp từ người sử dụng những giá trị của thuộc tính liên quan.Căn cứ vào các luật, hệ thống suy diễn có thể tìm ra giá trị sẽ là kết luận củamột trong số các kết luận có thể của thuộc tính liên quan, …Ý tưởng của thuậttoán suy diễn lùi như sau: Với mỗi thuộc tính đã cho, người ta định nghĩa nguồncủa nó:

- Nếu thuộc tính xuất hiện như là tiền đề của một luật (phần đầu của luật),thì nguồn sẽ thu gọn thành một câu hỏi.

- Nếu thuộc tính xuất hiện như là hậu quả của một luật (phần cuối của luật),thì nguồn sẽ là các luật mà trong đó, thuộc tính là kết luận.

- Nếu thuộc tính là trung gian, xuất hiện đồng thời như là tiền đề và như làkết luận, khi đó nguồn có thể là các luật, hoặc có thể là các câu hỏi mà chưađược nêu ra.

- Nếu mỗi lần với câu hỏi đã cho, người sử dụng trả lời hợp lệ, giá trị trảlời này sẽ được gán cho thuộc tính và xem như thành công Nếu nguồn là cácluật, hệ thống sẽ lấy lần lượt các luật mà thuộc tính đích xuất hiện như kết luận,để có thể tìm giá trị các thuộc tính thuộc tiền đề Nếu các luật thỏa mãn, thuộctính kết luận sẽ được ghi nhận.

2.2.1.3 Cơ chế hỗn hợp

Sử dụng kết hợp cả 2 phương pháp suy diễn trên.

2.2.2 Cơ chế điều khiển2.2.2.1 Chọn hướng suy diễn

Cho f = # GT (GT: tập các sự kiện ban đầu)