đồ án môn học tìm hiểu và xây dựng trợ lý ảo

Là trí tuệ do con người lập trình tạo nên với mục tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người.. Trí tuệ nhân tạo khác với việc lập trình logic trong các ng

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Tìm hiểu và xây dựng trợ lý ảo

Ngành: <CÔNG NGHỆ THÔNG TIN>

Môn học: <ĐỒ ÁN CƠ SỞ 2A>

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Hoàng Tiến Sinh viên thực hiện :

Nguyễn Quốc Tính 1911065423 - 19DTHB2 –

TP Hồ Chí Minh, 2022

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng nhóm tôi dưới sự hướng dẫn của thầy Tống Thanh Văn Các nội dung nghi n cứu, kết quả trong ê

đề tài báo cáo này là trung thực và chưa công bố dưới bất kì hình thức nào trước

đó Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Ngoài ra, trong bài báo cáo còn có một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kì sự gian lận nào thì tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội dung báo cáo của nhóm mình Trường đại học Công Nghệ TP.HCM không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do nhóm tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

TP.HCM, ngày 30 tháng 05 năm 2022

Người cam đoan Nguyễn Quốc Tính

3

Ngày nay với sự phát triển vượt bật và nhanh chóng của đời sống con người

và cách mạng công nghệ thì việc tự động hoát ngày càng được áp dụng nhiều trong đời sống và công vi Tệc ự động hóa từ khi ra đời đã giúp ích rất nhiều cho đời sống con người và trên hết sự ra đời của trí tuệ nhân tạo đã khiến cho ền n khoa học hiện đại ở ra 1 trang mới, m thời đại mà con người có thể giao tiếp và làm việc trực ếp với m ti áy tình

Trí tuệ nhân tạo hay trí thông minh nhân tạo (Artificial intelligence – viết tắt

là AI) là một ngành huộc lĩnh vực khoa học máy tính t Là trí tuệ do con người lập trình tạo nên với mục tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người

Trí tuệ nhân tạo khác với việc lập trình logic trong các ngôn ngữ lập trình là

ở việc ứng dụng ác hệ thống học máy c (machine learning) để mô phỏng trí tuệ của con người trong các xử lý mà con người làm tốt hơn máy tính

Cụ thể, trí tuệ nhân tạo giúp máy tính có được những trí tuệ của con người như: biết suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề, biết giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, tiếng nói, biết học và tự thích nghi,…

Tuy rằng trí thông minh nhân tạo có nghĩa rộng như là trí thông minh trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng, nó là một trong những ngành trọng yếu của tin học Trí thông minh nhân tạo ên quan đến cách cư xử, sự học hỏi và khả li năng thích ứng thông minh của máy móc

Trong sự phát triển nhanh như vũ bão của làn sóng cách mạng công nghiệp 4.0, nhiều chương trình trí thông minh nhân tạo (AI) được đời để gira úp đỡ trong đời sống của con người, tiêu bi u có thể ể n đến như siri,amazon,maika ó

Công nghệ AI được chia làm 4 loại chính:

Loại 1: Công nghệ AI phản ứng

Công nghệ AI phản ứng có khả năng phân tích những động thái khả thi nhất của chính mình và của đối thủ, từ đó, đưa ra được giải pháp tối ưu nhất

Một ví dụ điển hình của công nghệ AI phản ứng là Deep Blue Đây là một chương trình chơi cờ vua tự động, được tạo ra bởi IBM, với khả năng xác định các nước cờ đồng hời dự đoán những bước đi tiếp theo của đối thủ Thông t qua

đó, Deep Blue đưa ra những nước đi thích hợp nhất

Loại 2: Công nghệ AI với bộ nhớ hạn chế

Đặc điểm của công nghệ AI với bộ nhớ hạn chế là khả năng sử dụng những kinh nghiệm trong quá khứ để đưa ra những quyết định trong tương lai Công nghệ AI này thường kết hợp với cảm biến môi trường xung quanh nhằm mục đích dự đoán những trường hợp có thể xảy ra và đưa ra quyết định tốt nhất cho thiết bị

Ví dụ như đối với xe không người lái, nhiều cảm biế được trang bị xung n quanh xe và ở đầu xe để tính toán khoảng cách với các xe phía trước, công nghệ

AI sẽ dự đoán khả năng xảy ra va chạm, từ đó điều chỉnh tốc độ xe phù hợp để giữ an toàn cho xe

Loại 3: Lý thuyết trí tuệ nhân tạo

5

Công nghệ AI này có thể học hỏi cũng như tự suy nghĩ, sau đó áp dụng những gì học được để thực hiện một việc cụ thể Hiện nay, công nghệ AI này vẫn chưa trở thành một phương án khả thi

Loại 4: Tự nhận thức

Công nghệ AI này có khả năng tự nhận thức về bản thân, có ý thức và hành xử như con người Thậm chí, chúng còn có thể bộc lộ cảm xúc cũng như hiểu được những cảm xúc của con người Đây được xem là bước phát triển cao nhất của công nghệ AI và đến thời điểm hiện tại

Mục tiêu nghiên cứu:

Hiện tại việc áp dụng khoa ọc ch ông ngh vào ệ đời sống và công việc đang trời nên ngày càng phổ biến nó gần như được áp dụng vào hầu hết các ngành nghê đang hiện hữu như vận tải, sản xuất, y tế, truyền thông… với mục tiêu có thể xây dựng 1 trí tuệ nhân tạo có th áp dể ụng nhiều vào đời sống thường ngày cũng như phù hợp với mọi lứa tuổi đặc biệt là người già và trẻ em

Chương trình có thể hổ trợ trong những hoạt động thường ngày mà có thể gây bất tiện đối với những người không hiểu biết nhiều về công nghệ cũng như internet, t viừ ệc đơn giản như xem ngày, giờ đến những việc như lên mạng, tra cứu thông tin từ google, tìm kiếm video trên youtube hay tìm đường trên google map những ệc n vi ày có thể gây khó khăn cho người lớn ổi v tu à trí tuệ nhân tạo sẽ giúp thực hiện những việc đó

Ngoài ra chương trình còn có thể tích hợp vào những thiết bị điện tử trong nhà như đèn, qu , tiviạt … ừ đ t ó hỗ trợ người dùng trong cuộc sống hằng ngày Đối tượng ử dụng ất cả mọi ngư s : t ời

1.3 C ấu trúc đồ án

Chương 1 TỔNG QUAN: iới thiệu ngắn gọn về đề G tài, nêu tóm tắt những lý thuyết, nghiên cứu trước đây có liên quan đến đề tài

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT : Trình bày các khái niệm và phương pháp giải quyết vấn đề của tác giả bao gồm mô tả các công nghệ, h th ng, c c ệ ố á ràng bu c ho c cộ ặ ác giải ph p má ới, những mô hình toán, lý giải xây dựng mô hình,

Chương 3 KẾT QUẢ TH C NGHI쨃⌀M: Mô tả công việc thực nghiệm đề tài đã tiến hành, các kết quả nghiên cứu lý thuyết, kết quả thực nghiệm đạt được Đối với các đề tài ứng dụng có kết quả là sản phẩm phần mềm phải có hồ sơ thiết kế, cài đặt, giao diện theo một trong các mô hình đã học (UML, )

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ : Nêu những kết luận chung, khẳng định những kết quả đạt được, những đóng góp, đề xuất mới và kiến nghị (nếu có)

7

1 Tổng quan về python

Python là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, cấp cao, mạnh mẽ, được tạo

ra bởi Guido van Rossum Nó dễ dàng để tìm hiểu và đang nổi lên như một trong những ngôn ngữ lập trình nhập môn tốt nhất cho người lần đầu tiếp xúc với ngôn ngữ lập trình

Python hoàn toàn tạo kiểu động và sử dụng cơ chế cấp phát bộ nhớ tự động Python có cấu trúc dữ liệu cấp cao mạnh mẽ và cách tiếp cận đơn giản nhưng hiệu quả đối với lập trình hướng đối tượng

Cú pháp lệnh của Python là điểm cộng vô cùng lớn vì sự rõ ràng, dễ hiểu và cách gõ linh động làm cho nó nhanh chóng trở thành một ngôn ngữ lý tưởng để viết script và phát triển ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, ở hầu hết các nền tảng

Ưu ểm của python:đi

• Ngôn ngữ lập trình đơn giản dễ học

• Miễn phí, mã nguồn mở

• Khả năng mở rộng và có thể nhúng

• Khả năng sử dụng đa nền tảng

• Ngôn ngữ thông dịch cấp cao

• Thư viện tiêu chuẩn lớn

• Hướng đối tượng

2 Tổng quan về AI

Trí tuệ nhân tạo hay trí thông minh nhân tạo (Artificial intelligence – viết tắt

là AI) là một ngành thuộc lĩnh vực khoa học máy tính Là trí tuệ do con người lập trình tạo nên với mục tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người

Trí tuệ nhân tạo khác với việc lập trình logic trong các ngôn ngữ lập trình là

ở việc ứng dụng các hệ thống học máy (machine learning) để mô phỏng trí tuệ của con người trong các xử lý mà con người làm tốt hơn máy tính

Cụ thể, trí tuệ nhân tạo giúp máy tính có được những trí tuệ của con người như: biết suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề, biết giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, tiếng nói, biết học và tự thích nghi …

Tuy rằng trí thông minh nhân tạo có nghĩa rộng như là trí thông minh trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng, nó là một trong những ngành trọng yếu của tin học Trí thông minh nhân tạo liên quan đến cách cư xử, sự học hỏi và khả năng thích ứng thông minh của máy móc

Trong sự phát triển nhanh như vũ bão của làn sóng cách mạng công nghiệp 4.0, nhiều chương trình í thông minh nhân tạo (AI) được đời để gitr ra úp đỡ trong đời sống của con người, tiêu bi u có thể ể n đến như siri,amazon,maika ó

Công nghệ AI được chia làm 4 loại chính:

Loại 1: Công nghệ AI phản ứng

Công nghệ AI phản ứng có khả năng phân tích những động thái khả thi nhất của chính mình và của đối thủ, từ đó, đưa ra được giải pháp tối ưu nhất

9

Một ví dụ điển hình của công nghệ AI phản ứng là Deep Blue Đây là một chương trình chơi cờ vua tự động, được tạo ra bởi IBM, với khả năng xác định các nước cờ đồng thời dự đoán những bước đi tiếp theo của đối thủ Thông qua

đó, Deep Blue đưa ra những nước đi thích hợp nhất

Loại 2: Công nghệ AI với bộ nhớ hạn chế

Đặc điểm của công nghệ AI với bộ nhớ hạn chế là khả năng sử dụng những kinh nghiệm trong quá khứ để đưa ra những quyết định trong tương lai Công nghệ AI này thường kết hợp với cảm biến môi trường xung quanh nhằm mục đích dự đoán những trường hợp có thể xảy ra và đưa ra quyết định tốt nhất cho thiết bị

Ví dụ như đối với xe không người lái, nhiều cảm biến được trang bị xung quanh xe và ở đầu xe để tính toán khoảng cách với các xe phía trước, công nghệ

AI sẽ dự đoán khả năng xảy ra va chạm, từ đó điều chỉnh tốc độ xe phù hợp để giữ an toàn cho xe

Loại 3: Lý thuyết trí tuệ nhân tạo

Công nghệ AI này có thể học hỏi cũng như tự suy nghĩ, sau đó áp dụng những gì học được để thực hiện một việc cụ thể Hiện nay, công nghệ AI này vẫn chưa trở thành một phương án khả thi

Loại 4: Tự nhận thức

Công nghệ AI này có khả năng tự nhận thức về bản thân, có ý thức và hành xử như con người Thậm chí, chúng còn có thể bộc lộ cảm xúc cũng như

hiểu được những cảm xúc của con người Đây được xem là bước phát triển cao nhất của công nghệ AI và đến thời điểm hiện tại

3 Tổng qu an v ề chatbot

Chatbot (có thể được gọi là chatter robot) là một lĩnh vực của trí tuệ nhân tạo Chatbot là một hệ thống thực hiện sự trao đổi thông tin giữa hai hay nhiều đối tượng theo một quy chuẩn nhất định, quá trình trao đổi thông tin có thể bằng ngôn ngữ nói, ngôn ngữ viết hoặc kí hiệu

Chatbot có thể hiểu đơn giản là một chương trình máy tính mà người dùng

có thể giao tiếp với máy thông qua các ứng dụng nhắn tin Một chatbot có thể nói và hiểu tiếng nói và sẽ phân tích những gì con người nói và cố gắng hiểu một yêu cầu đưa ra Chatbot sau đó giao tiếp với các máy khác, truyền đạt câu hỏi sau đó trả lời con người

Chatbot giúp cho con người tiết kiệm thời gian, chi phí thông qua ứng dụng trong việc chăm sóc khách hàng (tự động hóa quy trình ), hay nâng cao năng suất 18 lao động (các bot giúp đặt lịch ) hay thậm chí chăm sóc đời sống con người (các bot chăm sóc sức khỏe )

Chatbot có thể được phân loại thành 3 loại chính:

- Chatbot giữa người với người

- Chatbot giữa máy với máy

- Chatbot giữa người và máy

Mặc dù chatbot là chủ đề “nóng” trong thời gian gần đây, nhưng thực ra chatbot đã có mặt từ cách đây 50 năm Năm 1950, từ ý tưởng của Turing là đưa

ra một thiết bị thông minh sẽ thay thế con người thực hiện các cuộc hội thoại Ý tưởng này giúp hình thành nền tảng cho cuộc cách mạng chatbot Sau đó, Eliza

11

là chương trình chatbot đầu tiên được phát triển năm 1966 Chương trình được tạo ra để “đóng vai” nhà trị liệu trả lời các câu hỏi đơn đơn giản với các cấu trúc câu xác định Chương trình được phát triển bởi ông Joseph Weizenbaum, Viện Công nghệ Massachusetts, Mỹ

Ngày nay với sự xuất hiện của máy tính ở mọi nơi và dựa trên kho cơ sở dữ liệu đa dạng và đồ sộ được lưu trữ trên máy tính Để có thể khai thác được kho

dữ liệu đa dạng và đồ sộ này máy tính cần có khả năng xử lý thông tin trong quá trình trao đổi thông tin (hội thoại) Với khả năng hội thoại thông minh, chatbot

có thể đáp ứng được yêu cầu trên để trở thành một chương trình tư vấn trợ giúp cho mọi người

4 Tổng quan về visual studio code

Visual Studio Code chính là ứng dụng cho phép biên tập, soạn thảo các đoạn code để hỗ trợ trong quá trình thực hiện xây dựng, thiết kế website một cách nhanh chóng Visual Studio Code hay còn được viết tắt là VS Code Trình soạn thảo này vận hành mượt mà trên các nền tảng như Windows, macOS, Linux

Hơn thế nữa, VS Code còn cho khả năng tương thích với những thiết bị máy

tính có cấu hình tầm trung vẫn có thể sử dụng dễ dàng

Visual Studio Code hỗ trợ đa dạng các chức năng Debug, đi kèm với Git, có Syntax Highlighting Đặc biệt là tự hoàn thành mã thông minh, Snippets, và khả năng cải tiến mã nguồn Nhờ tính năng tùy chỉnh, Visual Studio Code cũng cho phép các lập trình viên thay đổi Theme, phím tắt, và đa dạng các tùy chọn khác Mặc dù trình soạn thảo Code này tương đối nhẹ, nhưng lại bao gồm các tính năng mạnh mẽ

Dù mới được phát hành nhưng Visual Studio Code là một trong những Code

ngôn ngữ lập trình phổ biến, tích hợp đầy đủ các tính năng và khả năng mở rộng, nên Visual Studio Code trở nên cực kì thân thuộc với bất kì lập trình viên nào

Visual Studio Code là gì được rất nhiều người tìm hiểu Đây cũng là một trong các ứng dụng được dân IT “săn đón” và tải về và sử dụng rất nhiều Visual Studio Code cũng luôn có những cải tiến và tạo ra đa dạng các tiện ích đi kèm từ

đó giúp cho các lập trình viên sử dụng dễ dàng hơn Trong đó có thể kể đến những ưu điểm sau:

• Đa dạng ngôn ngữ lập trình giúp người dùng thỏa sức sáng tạo và sử dụng như HTML, CSS, JavaScript, C++…

• Ngôn ngữ, giao diện tối giản, thân thiện, giúp các lập trình viên dễ dàng định hình nội dung

• Các tiện ích mở rộng rất đa dạng và phong phú

• Tích hợp các tính năng quan trọng như tính năng bảo mật (Git), khả năng tăng tốc xử lý vòng lặp (Debug)…

• Đơn giản hóa việc tìm quản lý hết tất cả các Code có trên hệ thống Visual Studio Code là một trong những trình biên tập Code rất phổ biến nhất hiện nay Ứng dụng này cũng ngày càng chứng tỏ ưu thế vượt trội của mình khi

so sánh với những phần mềm khác Tuy bản miễn phí không có nhiều các tính năng nâng cao nhưng Visual Studio Code thực sự có thể đáp ứng được hầu hết nhu cầu cơ bản của lập trình viên

13

1 Qúa trình nh ận diện giọng n ói thành ký t ự

Để triển khai nhận diện giọng nói gồm các bước sau:

• Nhận nọi nói từ người dụng

• Máy tính phân tích âm thanh thành ký t máy tính có thự ể hiểu được

• AI thực hiện yêu cầu của người dùng thông qua ký tự được phân tích

Hình 1.1 Các bước nhận diện giọng nói của AI

Các kết quả nghiên cứu lý thuyết:

Thứ nhất, các công nghệ rí tuệ nhân tạo sẽ tiếp tục tăng trưởng về sự T tinh tế và có mặt khắp nơi, nhờ vào các khoản đầu tư cho Nghiên cứu khoa học

và phát triển công nghệ Trí tuệ nhân tạo của chính phủ và ngành công nghiệp Thứ hai, kế hoạch này giả định rằng tác động của Trí tuệ nhân tạo đối với

xã hội sẽ tiếp tục tăng, trong đó có việc làm, giáo dục, an toàn công cộng, an ninh quốc gia, cũng như các tác động đến tăng trưởng kinh tế