giáo trình ứng dụng công nghệ 4 0 ngành công nghệ thông tin cao đẳng liên thông

Māc tiêu môn hác - Về kiÁn thāc: Ng°ời học có đ°ợc các kiÁn thāc c¢ bÁn về các āng dụng cÿa công nghá 4.0 vào các ngành nghề, lĩnh vāc trong cuác sáng; kiÁn thāc về mát sá āng dụng và t

TRÌNH Đà: CAO ĐÀNG LIÊN THÔNG

Ban hành kèm theo Quyết định số: 374ĐT/QĐ- CĐXD1 ngày 16 tháng 08 năm

2022 cÿa Hiệu trưởng trường CĐXD số 1

Hà Nội, năm 2022

TUYÊN Bà BÀN QUYÀN

Tài liáu này thuác lo¿i sách giáo trình nên các ngußn thông tin có thể đ°ợc phép dùng nguyên bÁn hoặc trích dùng cho các mục đích về đào t¿o và tham khÁo

Mọi mục đích khác mang tính lách l¿c hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiÁu lành m¿nh s¿ bị nghiêm cÃm

3

LàI NÓI ĐÀU

Giáo trình þNG DĀNG CÔNG NGHà 4.0 được biên soạn nhằm phục vụ cho giảng dạy và học tập cho trình độ Cao đẳng liên thông ngành Công nghá thông tin

(Āng dụng phần mềm) ở trường Cao đẳng Xây dựng số 1 Āng dụng công nghệ 4.0 là môn học ngành nhằm cung cấp các kiến thāc cơ bản về tổng quan về về công nghệ 4.0, āng dụng cÿa trí tuệ nhân tạo và āng dụng cÿa thực tế ảo trong ngành Công nghệ thông tin

Giáo trình này được viết theo đề cương môn học Āng dụng công nghệ 4.0 Nội dung gồm 03 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan công nghệ 4.0

Chương 2: Trí tuệ nhân tạo Chương 3: Thực tế ảo

Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng trong quá trình biên soạn, biên tập và in ấn khó tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ phía các thầy cô và bạn đọc để hoàn thiện giáo trình hơn!

Trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày……tháng……năm………

Tham gia biên so¿n Trần Thị M¢ - Chÿ biên

1.2.2 Qui mô và tác đá phát triển 9

1.2.3 Tác đáng m¿nh m¿ và toàn dián đÁn thÁ giới đ°¢ng đ¿i 9

CH¯¡NG 2: TRÍ TUà NHÂN T¾O 15

2.1 Giới thiáu trí tuá nhân t¿o 16

2.2.1 Giai đo¿n tiền khởi đầu (1943-1955) 19

2.2.2 Giai đo¿n khởi đầu (1952-1969) 19

2.2.3 Mát sá khó khăn và giai đo¿n trầm lắng 20

2.2.4 Mát Há tháng dāa trên tri thāc (1969-1979) 21

2.2.5 Trí tuá nhân t¿o có sÁn phẩm th°¢ng m¿i (1980 đÁn nay) 22

2.2.6 Trí tuá nhân t¿o chính thāc trở thành ngành khoa học (1987 đÁn nay) 22

2.2.7 Cách tiÁp cận dāa trên dÿ liáu, sử dụng khái l°ợng dÿ liáu lớn (2001 đÁn nay) 23

5

2.4.4 Các thiÁt bị tā lái 29

2.4.5 Há chuyên gia 30

2.4.6 Xử lý, hiểu ngôn ngÿ tā nhiên 30

2.4.7 Lập kÁ ho¿ch, lập thời khóa biểu 30

2.4.8 Rô bát 30

CH¯¡NG 3: THĀC TÀ ÀO 32

3.1 Giới thiáu thāc tÁ Áo 33

3.2 Các āng dụng thāc tÁ Áo trong cuác sáng 34

3.3 Thāc tÁ Áo VR 34

3.4 Thāc tÁ Áo tăng c°ờng AR 35

6

Tên môn hác: ĀNG DĀNG CÔNG NGHà 4.0 Mã môn hác: MH17.1

Thái gian thāc hián môn hác: 30 giờ; (Lý thuyÁt: 28 giờ; Thāc hành, thÁo

luận, bài tập: 0 giờ; Kiểm tra: 2 giờ)

II Māc tiêu môn hác

- Về kiÁn thāc: Ng°ời học có đ°ợc các kiÁn thāc c¢ bÁn về các āng dụng cÿa công nghá 4.0 vào các ngành nghề, lĩnh vāc trong cuác sáng; kiÁn thāc về mát sá āng dụng và thành tāu cÿa trí tuá nhân t¿o, thāc tÁ Áo hián nay

- Về kỹ năng: Sử dụng đ°ợc ít nhÃt mát āng dụng phần mềm thāc tÁ Áo hián nay

- Về năng lāc tā chÿ và trách nhiám: Rèn luyán lòng yêu nghề, t° thÁ tác phong công nghiáp, tính kiên trì, sáng t¿o trong công viác

8

CH¯¡NG 1: TàNG QUAN CÔNG NGHà 4.0 1.1 Gißi thiáu chung vÁ cách m¿ng công nghá 4.0

Cách m¿ng công nghiáp 4.0 (CMCN 4.0), đó là sā kÁt hợp cao đá giÿa há tháng siêu kÁt nái vật lý và kỹ thuật sá với tâm điểm là internet, v¿n vật kÁt nái (IoT) và trí tuá nhân t¿o Công nghiáp 4.0 với há tháng kỹ thuật sá hóa, h°ớng đÁn giÁi phóng con ng°ời khßi công viác trí tuá Đây đ°ợc coi là xu h°ớng phát triển cÿa thÁ giới làm thay đái căn bÁn cách con ng°ời sáng, làm viác và quan há với nhau

Trong đó phÁi kể đÁn nhÿng yÁu tá nh°: - KÀT NàI Sà mọi lúc, mọi n¢i: ng°ời - ng°ời; ng°ời - vật; vật - vật (the Internet of Things -IoT) nh° các biÁn thể nhß có thể gắn vào c¢ thể ng°ời

- TRÍ TUà MÁY: Robot t¿o ra Robot, t¿o ra lāc l°ợng c¿nh tranh - thay thÁ con ng°ời ở mọi cÃp đá

- THAY ĐàI NGUYÊN LÝ SÀN XUÂT: Tā đáng hóa (robot thay thÁ con ng°ời) và <in= ra sÁn phẩm

- TàC Đà cāc cao và tiÁn triển cāc nhanh (logic <nhÁy vọt= thay logic <tuyÁn tính=): PH¾M VI tác đáng bao trùm, toàn dián

Ngày nay, chúng ta không còn xa l¿ với nhÿng cụm từ: Trí tuá nhân t¿o (AI), thāc tÁ Áo (VR), thāc t¿i Áo (AR), m¿ng xã hái, đián toán đám mây, di đáng, phân tích dÿ liáu lớn, internet v¿n vật

Thành tāu cÿa cuác cách m¿ng công nghá 4.0 có thể kể đÁn thông qua các nhóm xu thÁ công nghá lớn nh°:

- NHÓM V¾T LÝ:

+ Xe tā lái (tā hành// ô tô tā lái, máy bay không ng°ời lái) + Công nghá in 3D (chÁ t¿o <cáng= >< chÁ t¿o trừ=) + Robot cao cÃp (robot thông minh, có trí tuá, sā phái hợp giÿa ng°ời và máy) + Vật liáu mới (vật liáu thông minh, biÁt tā làm s¿ch, tā phục hßi, vô định hình)

- NHÓM SINH HàC:

+ Hoàn thành giÁi trình bá gen, kích ho¿t hay chỉnh sửa gen + Sau10 năm s¿ hoàn thành Dā án Há gen ng°ời, cho phép giÁi mã mát gen trong vài giờ với chi phí d°ới 1.000 USD, thử nghiám cách thāc mà các biÁn dị gen gây ra các bánh lý đặc thù

+ Sinh học táng hợp là b°ớc tiÁp theo, t¿o khÁ năng tùy biÁn c¢ thể b¿ng cách sửa l¿i DNA

9

năm 2000, đặc tr°ng bởi sā hợp nhÃt, không có ranh giới giÿa các lĩnh vāc công nghá, vật lý, kỹ thuật sá và sinh học Đây là xu h°ớng kÁt hợp giÿa các há tháng Áo và thāc thể, v¿n vật kÁt nái Internet (IoT) và các há tháng kÁt nái Internet (IoS)

Cuác cách m¿ng công nghá lần thā t° này đang làm thay đái cách thāc sÁn xuÃt, chÁ t¿o Trong các <nhà máy thông minh=, các máy móc đ°ợc kÁt nái Internet và liên kÁt với nhau qua mát há tháng có thể tā hình dung toàn bá quy trình sÁn xuÃt rßi đ°a ra quyÁt định s¿ thay thÁ dần các dây chuyền sÁn xuÃt tr°ớc đây Nhờ khÁ năng kÁt nái cÿa hàng tỷ ng°ời trên trên thÁ giới thông qua các thiÁt bị di đáng và khÁ năng tiÁp cận đ°ợc với c¢ sở dÿ liáu lớn, nhÿng tính năng xử lý thông tin s¿ đ°ợc nhân lên bởi nhÿng đát phá công nghá trong các lĩnh vāc nh° trí tuá nhân t¿o, công nghá ng°ời máy, Internet kÁt nái v¿n vật, xe tā lái, công nghá in 3 chiều, công nghá nano, công nghá sinh học, khoa học vật liáu, l°u trÿ năng l°ợng và tính toán l°ợng tử

1.2.2 Qui mô và tốc độ phát triển

Tác đá phát triển cÿa nhÿng đát phá trong cách m¿ng công nghiáp lần thā t° này là ch°a có tiền lá trong lịch sử nhân lo¿i NÁu nh° các cuác cách m¿ng công nghiáp tr°ớc đây dißn ra với tác đá theo cÃp sá cáng (hay tuyÁn tính) thì tác đá phát triển cÿa cách m¿ng công nghiáp lần thā t° này là theo cÃp sá nhân Thời gian từ khi các ý t°ởng về công nghá và đái mới sáng t¿o đ°ợc phôi thai, hián thāc hóa các ý t°ởng đó trong các phòng thí nghiám vàth°¢ng m¿i hóa ở qui mô lớn các sÁn phẩm và qui trình mới đ°ợc t¿o ra trên ph¿m vi toàn cầu đ°ợc rút ngắn đáng kể.Nhÿng đát phá công nghá dißn ra trong nhiều lĩnh vāc nh° kể trên với tác đá rÃt nhanh và t°¢ng tác thúc đẩy nhauđang t¿o ra mát thÁ giới đ°ợc sá hóa, tā đáng hóa và ngày càng trở nên hiáu quÁ và thông minh h¢n

1.2.3 Tác động mạnh mẽ và toàn dián đến thế giới đương đại

Cuác cách m¿ng công nghiáp lần thā t° có nhÿng tác đáng to lớn về kinh tÁ, xã hái và môi tr°ờng ở tÃt cÁ các cÃp - toàn cầu, khu vāc và trong từng quác gia Các tác

Cuác cách m¿ng công nghiáp lần thā t° cũng tác đáng tích cāc đÁn l¿m phát toàn cầu Nhờ nhÿng đát phá về công nghá trong các lĩnh vāc năng l°ợng (cÁ sÁn xuÃt cũng nh° sử dụng), vật liáu, Internet v¿n vật, ng°ời máy, āng dụng công nghá in 3D (hay còn đ°ợc gọi là công nghá chÁ t¿o đắp dần, có °u viát là giúp tiÁt kiám nguyên vật liáu và chi phí l°u kho h¢n nhiều so với công nghá chÁ t¿o cắt gọt truyền tháng v.v… đã giúp giÁm m¿nh áp lāc chi phí đẩy đÁn l¿m phát toàn cầu nhờ chuyển đái sang mát thÁ giới hiáu quÁ, thông minh và sử dụng ngußn lāc tiÁt kiám h¢n

Từ góc đá sÁn xuÃt, trong dài h¿n, cuác cách m¿ng công nghiáp lần này s¿ tác

đáng hÁt sāc tích cāc Kinh tÁ thÁ giới đang b°ớc vào giai đo¿n tăng tr°ởng chÿ yÁu

dāa vào đáng lāc không có trần giới h¿n là công nghá và đái mới sáng t¿o, thay cho tăng tr°ởng chÿ yÁu dāa vào các yÁu tá đầu vào luôn có trần giới h¿n

Tuy nhiên cuác cách m¿ng công nghá này đang t¿o ra nhÿng thách thāc liên quan đÁn nhÿng chi phí điều chỉnh trong ngắn đÁn trung h¿n do tác đáng không đßng đều đÁn các ngành khác nhau: có nhÿng ngành s¿ tăng tr°ởng m¿nh m¿ và có nhÿng ngành s¿ phÁi thu hẹp đáng kể Trong từng ngành, kể cÁ các ngành tăng tr°ởng, tác đáng cũng có sā khác biát giÿa các doanh nghiáp, với sā xuÃt hián và tăng tr°ởng nhanh cÿa nhiều doanh nghiáp t¿o ra nhÿng công nghá mới và sā thu hẹp, kể cÁ đào thÁi cÿa các doanh nghiáp l¿c nhịp về công nghá

Chính vì vậy mà Cuác cách m¿ng công nghiáp lần thā t° đang vẽ lại bản đồ

kinh tế trên thế giới, với sā suy giÁm quyền lāc cÿa các quác gia dāa chÿ yÁu vào

khai thác tài nguyên và sā gia tăng sāc m¿nh cÿa các quác gia dāa chÿ yÁu vào công nghá và đái mới sáng t¿o:

- Nhiều quác gia phát triển song chÿ yÁu dāa vào tài nguyên nh° Úc, Canada, Na Uy v.v… đang phÁi trÁi qua mát quá trình tái c¢ cÃu nền kinh tÁ nhiều thách thāc A rập Xê út gần đây đã chính thāc tuyên bá về kÁ ho¿ch tái c¢ cÃu nền kinh tÁ và chuyển đái mô hình tăng tr°ởng để giÁm m¿nh sā phụ thuác vào dầu mß Trừ Ân Đá, các n°ớc còn l¿i trong nhóm BRICS đang gặp nhiều thách thāc do có nền kinh tÁ dāa nhiều vào tài nguyên khoáng sÁn

- N°ớc Mỹ - đầu tàu thÁ giới về công nghá và dẫn dắt cuác cách m¿ng công nghiáp lần thā t° đang khôi phục vị thÁ hàng đầu cÿa mình trên bÁn đß kinh tÁ thÁ giới.Các n°ớc Đông Bắc Á (Nhật BÁn, Hàn Quác, Đài Loan) cũng tham gia m¿nh m¿ vào quá trình này, đặc biát là trong lĩnh vāc công nghiáp chÁ t¿o Trung Quác cũng là n°ớc có thể s¿ đ°ợc h°ởng lợi nhiều do sau nhiều năm xây dāng và cÿng cá khÁ năng áp dụng và hÃp thụ công nghá thông qua tăng tr°ởng xuÃt khẩu (kể cÁ bắt ch°ớc và

11

sao chép) đã bắt đầu b°ớc vào giai đo¿n t¿o ra công nghá với sā xuÃt hián m¿nh m¿ cÿa mát sá tập đoàn phát triển công nghá hàng đầu thÁ giới Điều này giúp Trung Quác giÁm nhẹ đ°ợc tác đáng cÿa quá trình điều chỉnh đang dißn ra sau giai đo¿n tăng tr°ởng nóng cÿa thập niên tr°ớc

- T¿i châu Âu, mát sá n°ớc nh° Đāc, Na Uy có thể tham gia và tận dụng đ°ợc nhiều c¢ hái từ cuác cách m¿ng công nghiáp mới Tuy nhiên, nhiều nền kinh tÁ châu Âu khác tß ra hụt h¢i trong cuác đua này cho dù có há tháng ngußn nhân lāc tát, đ°ợc lý giÁi mát phần là do tinh thần và môi tr°ờng khởi nghiáp để thúc đẩy phát triển công nghá mới không b¿ng so với Mỹ và các n°ớc Đông Bắc Á

Bản đồ sāc mạnh cÿa các doanh nghiệp cũng đang được vẽ lại: các tập đoàn

lớn vang bóng mát thời và tháng lĩnh thị tr°ờng trong mát giai đo¿n dài đang bị các doanh nghiáp trẻ khởi nghiáp trong giai đo¿n gần đây trong lĩnh vāc công nghá v°ợt mặt.Mát sá ví dụ điển hình là:

(i) Trong lĩnh vāc công nghá thông tin, các công ty nh° Google, Facebook v.v… đang tăng tr°ởng nhanh, trong khi các công ty tiÁng tăm khác nh° IBM, Microsoft, Cisco, Intel, hay mát lo¿t các tập đoàn đián tử lớn cÿa Nhật BÁn đang phÁi trÁi qua mát quá trình tái c¢ cÃu đầy khó khăn Sā sụp đá cÿa các <ông lớn= nh° Nokia, hay tr°ớc đó là Kodak cho thÃy nguy c¢ <sai mát ly đi mát dặm= mà các công ty phÁi đái mặt trong cuác c¿nh tranh đã khác liát l¿i càng khác liát h¢n trong thời đ¿i cÿa cuác cách m¿ng công nghiáp lần thā t° đang dißn ra với tác đá cÿa <lũ quét=

(ii) Trong lĩnh vāc chÁ t¿o, các công ty ô tô truyền tháng đang chịu sāc ép c¿nh tranh quyÁt liát từ các công ty mới nái lên nhờ cách tiÁp cận mới nh° Tesla đang đẩy m¿nh sÁn xuÃt ô tô đián và tā lái, cũng nh° Google và Uber

(iii) Trong lĩnh vāc tài chính ngân hàng, quá trình tái c¢ cÃu đang dißn ra trên dián ráng Ánh h°ởng đÁn viác làm cÿa hàng triáu nhân viên trong 10 năm tới do āng dụng ngân hàng trāc tuyÁn di đáng, và sā c¿nh tranh quyÁt liát từ các doanh nghiáp khởi nghiáp từ Silicon Valley cung cÃp các dịch vụ tài chính rẻ h¢n nhiều cho khách hàng nhờ āng dụng đián toán đám mây Ngành bÁo hiểm cũng đang chịu sāc ép tái c¢ cÃu d°ới tác đáng cÿa viác āng dụng trí tuá nhân t¿o, và t°¢ng lai sụt giÁm nhu cầu bÁo hiểm xe cá khi xe tā lái trở nên phá biÁn trên thị tr°ờng

(iv) Cuác c¿nh tranh toàn cầu l¿i càng thêm khác liát với sā nhập cuác cÿa nhiều công ty đa quác gia siêu nhß, đang trở thành mát xu h°ớng rõ nét nhờ h¿ tầng thông tin Internet cho hián thāc và th°¢ng m¿i hóa mát ý t°ởng mới trên toàn cầu mát cách nhanh chóng do chi phí giao dịch giÁm m¿nh, giúp giÁm đáng kể chi phí và qui mô nhập cuác

Tác động đến môi trường là tích cāc trong ngắn h¿n và hÁt sāc tích cāc trong

trung và dài h¿n nhờ các công nghá tiÁt kiám năng l°ợng, nguyên vật liáu và thân thián với môi tr°ờng Các công nghá giám sát môi tr°ờng cũng đang phát triển nhanh, đßng thời còn đ°ợc hß trợ bởi Internet kÁt nái v¿n vật, giúp thu thập và xử lý thông tin liên tục 24/7 theo thời gian thāc, ví dụ thông qua các ph°¢ng tián nh° máy bay không

12

ng°ời lái đ°ợc kÁt nái bởi Internet đ°ợc trang bị các camera và các bá phận cÁm āng có khÁ năng thu thập các thông tin sá liáu cần thiÁt cho viác giám sát

Tác động đến xã hội thông qua kênh viác làm trong trung h¿n là điều đáng

quan ng¿i nhÃt hián nay Trong nhÿng thập niên gần đây, bÃt bình đÁng về thu nhập đã có xu h°ớng tăng nhanh, nái bật là 1% sá ng°ời giàu nhÃt nắm tài sÁn t°¢ng đ°¢ng với 99% sá ng°ời còn l¿i Nh°ng cuác cách m¿ng công nghiáp lần thā t° l¿i càng làm khuyÁch đ¿i thêm xu h°ớng này do lợi suÃt cÿa ý t°ởng tăng m¿nh: nhờ có ý t°ởng liên quan đÁn công nghá và đái mới sáng t¿o nên đã xuÃt hián nhiều tỷ phú đô la chỉ ở đá tuái trên 20 d°ới 30, điều rÃt khác biát so với giai đo¿n tr°ớc đây Lợi suÃt cÿa kỹ năng, đặc biát là các kỹ năng thúc đẩy hay bá trợ cho quá trình sá hóa, tā đáng hóa (b¿ng ng°ời máy hay b¿ng phần mềm - tāc là trí tuá nhân t¿o có khÁ năng tā học) cũng tăng m¿nh Trong khi đó, các kỹ năng truyền tháng đã từng có vai trò quan trọng trong giai đo¿n tr°ớc, song đang bị ng°ời máy thay thÁ nên có lợi suÃt giÁm m¿nh Nhóm lao đáng chịu tác đáng m¿nh nhÃt là lao đáng giÁn đ¢n, ít kỹ năng do rÃt dß bị thay thÁ bởi ng°ời máy và do vậy có giá đang giÁm nhanh Đây là mát trong nhÿng nguyên nhân chính dẫn đÁn sā gia tăng bÃt bình đÁng trên toàn cầu, làm doãng chênh lách về thu nhập và tài sÁn giÿa mát bên là lao đáng ít kỹ năng hay có kỹ năng dß bị ng°ời máy thay thÁ chiÁm tuyát đ¿i bá phận ng°ời lao đáng, và bên kia là nhÿng ng°ời có ý t°ởng hay kỹ năng bá trợ cho quá trình tā đáng hóa và sá hóa đang dißn ra với tác đá nhanh

Nh° vậy, ở nhÿng n°ớc t° bÁn phát triển nhÃt đang dißn ra mát mâu thuẫn mang tính nền tÁng cÿa kinh tÁ thị tr°ờng: d°ới tác đáng cÿa cuác cách m¿ng công nghiáp lần thā t°, cung gia tăng m¿nh m¿ trong khi cầu không theo kịp do nhiều ng°ời lao đáng bị thay thÁ bởi quá trình tā đáng hóa nên không có thu nhập Phá thu nhập ở nhiều n°ớc phát triển mang tính l°ỡng cāc với sā phân hóa rÃt rõ nét, t¿o nên mát khoÁng tráng lớn ở giÿa Đây cũng là mâu thuẫn đã đ°ợc Các Mác chỉ ra giÿa sā phát triển lāc l°ợng sÁn xuÃt ở māc cao và ph°¢ng thāc phân phái cÿa chÿ nghĩa t° bÁn Điều này dẫn đÁn viác mát sá nhà kinh tÁ nái tiÁng cÿa thÁ giới nh° Dani Rodrik kêu gọi chÿ nghĩa t° bÁn phÁi thāc hián thay đái căn bÁn lần thā hai, với viác đ°a vào mô hình <Nhà n°ớc sáng t¿o=, sau lần thay đái thā nhÃt với sā ra đời cÿa Nhà n°ớc phúc lợid°ới tác đáng cÿa cuác đÃu tranh cÿa giai cÃp công nhân Mát sá chuyên gia khác đề nghị ng°ời máy thông qua chÿ phÁi đóng thuÁ thu nhập và đóng bÁo hiểm xã hái để dùng tiền đó đào t¿o l¿i và hß trợ cho nhÿng công nhân bị thay thÁ

Nhÿng ý t°ởng về sàn an sinh xã hái - mọi ng°ời đề đ°ợc cÃp mát khoÁn tiền nhÃt định không phụ thuác vào viác có đi làm hay không, nhÿng manh nha cÿa ph°¢ng thāc phân phái cáng sÁn chÿ nghĩa <Làm theo năng lāc, h°ởng theo nhu cầu= - đang đ°ợc xem xét ở mát sá n°ớc t° bÁn phát triển Ví dụ, gần đây mát sá quác gia nh° Phần Lan, Hà Lan, Thuỵ Sỹ và gần đây nhÃt là Canada đã quyÁt định thử nghiám viác <cho tiền= ng°ời dân hàng tháng bÃt kể họ có thÃt nghiáp hay không

13

Nhÿng kÁ ho¿ch này có c¢ sở hợp lý nÁu xét về māc đá phát triển cÿa lāc l°ợng sÁn xuÃt hián nay ở mát sá n°ớc có trình đá phát triển cao, đßng thời cũng phần nào giúp giÁi quyÁt nhÿng mâu thuẫn cá hÿu cÿa há tháng phân phái cÿa nền kinh tÁ thị tr°ờng có khÁ năng phá hÿy cân đái cung cầu khi cách m¿ng công nghá có khÁ năng t¿o ra nhiều cÿa cÁi vật chÃt nhờ tā đáng hóa thay thÁ nhiều lao đáng ít kỹ năng

14

Há tháng ki¿n thāc ch°¢ng 1 1 Yêu cÁu vÁ lý thuy¿t

- KiÁn thāc c¢ bÁn về các đặc điểm c¢ bÁn cÿa cuác cách m¿ng công nghá 4.0 hián nay

2 Yêu cÁu vÁ bài t¿p: 3 Há tháng các ki¿n thāc đã hác:

- Táng quan các đặc điểm c¢ bÁn về cách m¿ng công nghá 4.0

4 Các câu hßi ch°¢ng 1:

Câu hßi 1: Nêu các đặc điểm c¢ bÁn về cách m¿ng công nghá 4.0? Câu hßi 2: Nêu 1 sá đặc tr°ng cÿa cách m¿ng công nghá 4.0?

Mục đích cÿa trí tuá nhân t¿o là xây dāng các thực thể thông minh Tuy nhiên, do rÃt khó định nghĩa thÁ nào là thāc thể thông minh nên cũng khó tháng nhÃt định nghĩa trí tuá nhân t¿o Theo mát tài liáu đ°ợc sử dụng ráng rãi trong giÁng d¿y trí tuá nhân t¿o hián nay, các định nghĩa có thể nhóm thành bán nhóm khác nhau, theo đó, trí tuá nhân t¿o là lĩnh vāc nghiên cāu viác xây dāng các há tháng máy tính có đặc điểm sau:

1) Há tháng hành đáng nh° ng°ời 2) Há tháng có thể suy nghĩ nh° ng°ời 3) Há tháng có thể suy nghĩ hợp lý 4) Há tháng hành đáng hợp lý Trong sá các định nghĩa trên, nhóm thā hai và ba quan tâm tới quá trình suy nghĩ và t° duy, trong khi nhóm thā nhÃt và thā t° quan tâm chÿ yÁu tới hành vi Ngoài ra, hai nhóm định nghĩa đầu xác định māc đá thông minh hay māc đá trí tuá b¿ng cách so sánh với khÁ năng suy nghĩ và hành đáng cÿa con ng°ời, trong khi hai nhóm định nghĩa sau dāa trên khái niám suy nghĩ hợp lý và hành đáng hợp lý Trong phần phân tích bên d°ới ta s¿ thÃy suy nghĩ và hành đáng hợp lý khác với suy nghĩ và hành đáng nh° ng°ời thÁ nào

2.1.1 Hành động như người

Do con ng°ời đ°ợc coi là đáng vật có trí tuá, nên mát cách rÃt tā nhiên là lÃy con ng°ời làm th°ớc đo khi đánh giá māc đá thông minh cÿa máy tính Theo cách định nghĩa này, trí tuá nhân t¿o nh¿m t¿o ra các há tháng có hành vi hay hành đáng t°¢ng tā con ng°ời, đặc biát trong nhÿng ho¿t đáng có liên quan tới trí tuá Để xác định thÁ nào là hành đáng nh° ng°ời, có thể sử dụng phép thử Turing

Phép thử Turing (Turing test): Vào năm 1950, Alan Turing - nhà toán học

ng°ời Anh có nhiều đóng góp cho khoa học máy tính - đã xây dāng thÿ tục cho phép định nghĩa trí tuá Thÿ tục này sau đó đ°ợc gọi là phép thử Turing (Turing test), và đ°ợc thāc hián nh° sau

Há tháng đ°ợc gọi là thông minh, hay có trí tuá nÁu há tháng có thể hành đáng t°¢ng tā con ng°ời trong các công viác đòi hßi trí tuá Trong quá trình thử, mát ng°ời kiểm tra s¿ đặt các câu hßi (d°ới d¿ng văn bÁn) và nhận câu trÁ lời cũng d°ới d¿ng văn bÁn từ há tháng, t°¢ng tā khi ta chat hay nhắn tin NÁu ng°ời kiểm tra không phân biát đ°ợc câu trÁ lời là do ng°ời thật trÁ lời hay do máy sinh ra thì há tháng qua đ°ợc phép thử và đ°ợc gọi là có trí tuá

17

Cần l°u ý r¿ng, phép thử Turing nguyên bÁn không đòi hßi có sā tiÁp xúc vật lý trāc tiÁp giÿa ng°ời kiểm tra và há tháng bị kiểm tra, do viác t¿o ra há tháng ng°ời nhân t¿o mát cách vật lý đ°ợc coi là không liên quan tới trí tuá

Để qua đ°ợc phép thử Turing, há tháng cần có nhÿng khÁ năng sau:

- Xử lý ngôn ngữ tự nhiên: để có thể phân tích, hiểu câu hßi và táng hợp câu trÁ

lời trên mát ngôn ngÿ giao tiÁp thông th°ờng nh° tiÁng Viát hay tiÁng Anh

- Biểu diễn tri thāc: phục vụ viác l°u tri thāc và thông tin trong há tháng

- Suy diễn: sử dụng tri thāc để trÁ lời câu hßi

- Học máy: để có thể thích nghi với hoàn cÁnh và học nhÿng mẫu trÁ lời

Trong lịch sử trí tuá nhân t¿o đã có nhÿng há tháng nh° ELIZA đ°ợc xây dāng nh¿m mục đích v°ợt qua phép thử Turing mà không cần đầy đÿ tới cÁ bán khÁ năng trên

Mặc dù không nhiều ng°ời coi mục đích chính cÿa trí tuá nhân t¿o là v°ợt qua phép thử Turing, mát sá há tháng đã xây dāng chuyên cho mục đích này Gần đây nhÃt, vào tháng 6 năm 2014, mát há tháng chat tā đáng có tên là Eugene Goostman do mát nhóm nghiên cāu ng°ời Nga xây dāng đã giành giÁi nhÃt trong cuác thi phép thử Turing Sau khi thāc hián mát đo¿n hái tho¿i dài 5 phút với há tháng, 33% giám khÁo cho r¿ng đó là ng°ời thāc Mát sá ý kiÁn cho r¿ng Eugene Goostman là há tháng máy tính đầu tiên v°ợt qua phép thử Turing

2.1.2 Suy nghĩ như người

Theo nhóm định nghĩa này, hành đáng thông minh chỉ đ¿t đ°ợc nÁu đ°ợc dẫn dắt bởi quá trình suy nghĩ t°¢ng tā quá trình suy nghĩ cÿa con ng°ời

Nhÿng nghiên cāu theo h°ớng này dāa trên viác nghiên cāu quá trình nhận thāc và t° duy cÿa con ng°ời, từ đây mô hình hóa và t¿o ra nhÿng há tháng có mô hình nhận thāc, t° duy t°¢ng tā Viác tìm hiểu quá trình nhận thāc, t° duy cÿa ng°ời có thể thāc hián theo mát sá ph°¢ng pháp nh°:

1) Thāc nghiám về hành vi con ng°ời khi suy nghĩ hoặc giÁi quyÁt vÃn đề; 2) Chụp Ánh sóng não, đo tín hiáu đián từ hoặc các tín hiáu khác cÿa não trong quá trình thāc hián các công viác khác nhau;

3) Sử dụng các ph°¢ng pháp n¢ ron sinh học khác nh° kích thích não, giÁi phẫu não v.v

Mát há tháng trí tuá nhân t¿o d¿ng này là há tháng GPS, viÁt tắt cÿa General Problem Solver do Newell và Simon trình dißn năm 1961 GPS là ch°¢ng trình máy tính cho phép giÁi quyÁt các bài toán b¿ng cách mô phßng chußi suy nghĩ cÿa con ng°ời khi giÁi quyÁt nhÿng bài toán nh° vậy

Hián nay, h°ớng nghiên cāu này đ°ợc thāc hián trong khuôn khá khoa học

nhận thāc (cognitive science) Đây là lính vāc khoa học liên ngành, kÁt hợp các mô

hình máy tính với ph°¢ng pháp thāc nghiám tâm lý Nhiều kÁt quÁ nghiên cāu về nhận thāc đã đ°ợc áp dụng trong các mô hình tính toán Ví dụ, nhiều nghiên cāu về quá trình tiÁp nhận tín hiáu Ánh và nhận d¿ng đái t°ợng đã đ°ợc áp dụng trong lĩnh vāc thị

18

giác máy Hay, gần đây, mát sá nghiên cāu về viác thiÁt kÁ các vi m¿ch có cÃu trúc dāa trên há thần kinh cÿa ng°ời (neuromorphic chips) đã cho kÁt quÁ tát trong các bài toán học máy hoặc xử lý l°ợng khái l°ợng dÿ liáu lớn

2.1.3 Suy nghĩ hÿp lý

Thāc tÁ cho thÃy con ng°ời bị chi phái bởi tâm lý, cÁm xúc Do vậy, không phÁi lúc nào con ng°ời cũng suy nghĩ và hành đáng theo h°ớng đ¿t tới kÁt quÁ tát Từ đây xuÃt hián cách tiÁp cận theo h°ớng xây dāng các há tháng cho phép đ¿t tới kÁt quÁ tát mà không cần học theo con ng°ời Cách tiÁp cận này đ°ợc gọi là suy nghĩ hợp lý và hành đáng hợp lý Tr°ớc hÁt là suy nghĩ hợp lý

Mát cách tiÁp cận tiêu biểu cÿa suy nghĩ hợp lý là xây dāng nhÿng há tháng có khÁ năng lập luận dāa trên viác sử dụng các há tháng hình thāc nh° logic Tiền thân cÿa cách tiÁp cận này có gác rß từ triÁt học Hy l¿p do Aristot khởi x°ớng C¢ sở chÿ yÁu là sử dụng logic để biểu dißn bài toán và giÁi quyÁt b¿ng suy dißn logic Mát sá há tháng logic cho phép biểu dißn mọi lo¿i đái t°ợng và quan há giÿa các đái t°ợng đó Sau khi đã biểu dißn d°ới d¿ng logic, có thể xây dāng ch°¢ng trình để giÁi quyÁt các bài toán về suy dißn và lập luận

Khó khăn chÿ yÁu cÿa cách tiÁp cận này là viác mô tÁ hay biểu dián bài toán d°ới d¿ng các cÃu trúc logic để có thể giÁi quyÁt đ°ợc Trên thāc tÁ, tri thāc và thông tin về bài toán th°ờng có yÁu tá không đầy đÿ, không chính xác Ngoài ra, viác suy dißn logic đòi hßi khái l°ợng tính toán lớn khi sử dụng trong thāc tÁ và rÃt khó để triển khai cho các bài toán thāc

2.1.4 Hành động hÿp lý

Cách tiÁp cận này tập trung vào viác xây dāng các tác tử (agent) có khÁ năng hành đáng hợp lý, tāc là hành đáng để đem l¿i kÁt quÁ tát nhÃt hoặc kÁt quÁ kỳ vọng tát nhÃt khi có yÁu tá không chắc chắn Cần l°u ý r¿ng, hành đáng hợp lý có thể khác với hành đáng giáng con ng°ời: con ng°ời không phÁi lúc nào cũng hành đáng hợp lý do bị chi phái bởi các yÁu tá chÿ quan

Mát đặc điểm quan trọng cÿa hành đáng hợp lý là hành đáng kiểu này có thể dāa trên viác suy nghĩ (suy luận) hợp lý hoặc không Trong mát sá tr°ờng hợp, để quyÁt định hành đáng thÁ nào, cần dāa trên viác suy luận hợp lý Tuy nhiên, trong nhiều tình huáng, viác hành đáng theo phÁn x¿, chÁng h¿n khi gặp nguy hiểm, không đòi hßi suy dißn phāc t¿p, nh°ng l¿i cho kÁt quÁ tát h¢n Các há tháng hành đáng hợp lý có thể sử dụng cÁ hai cách tiÁp cận dāa trên suy dißn và dāa trên phÁn x¿ để đ¿t đ°ợc kÁt quÁ tát

Há tháng có khÁ năng hành đáng hợp lý có thể bao gßm suy dißn hoặc không, có thể dāa trên cách suy nghĩ giáng ng°ời hoặc không, có thể bao gßm cÁ các kỹ thuật dùng để v°ợt qua phép thử Turing Do vậy, cách tiÁp cận này đ°ợc coi là táng quát và bao gßm các cách tiÁp cận khác Hiện có nhiều ý kiến coi hệ thống trí tuệ nhân tạo là

các hệ thống dạng này

2.2.1 Giai đoạn tiền khởi đầu (1943-1955)

Mặc dù ch°a có khái niám chính thāc về trí tuá nhân t¿o, giai đo¿n này ghi nhận mát sá kÁt quÁ có liên quan trāc tiÁp tới nghiên cāu về trí tuá nhân t¿o sau này:

- Năm 1943, Warren McCulloch và Walter Pitts mô tÁ mô hình m¿ng n¢ ron nhân t¿o đầu tiên, và cho thÃy m¿ng n¢ ron nhân t¿o có khÁ năng biểu dißn nhiều hàm sá toán học

- Năm 1950, Alan Turing công bá bài báo nhắc tới trí tuá máy, trong đó lần đầu tiên mô tÁ khái niám phép thử Turing, học máy, thuật toán di truyền và học tăng c°ờng

- Năm 1956 đ°ợc coi là năm chính thāc ra đời cÿa khái niám trí tuá nhân t¿o M°ời nhà nghiên cāu trẻ đã tá chāc mát cuác hái thÁo kéo dài hai tháng t¿i tr°ờng đ¿t học Dartmouth với mục đích đặt nền móng đầu tiên cùng với tên gọi chính thāc cÿa trí tuá nhân t¿o: <artificial intelligence= Đa sá nhÿng ng°ời tham gia hái thÁo này, bao gßm John McCarthy, Marvin Minsky, Allen Newell, và Herbert Simon, sau đó đã trở thành nhÿng chuyên gia tiên phong trong các nghiên cāu về trí tuá nhân t¿o Điểm quan trọng nhÃt cÿa hái thÁo này là đ°a ra mát sá đề xuÃt và hình dung về trí tuá nhân t¿o

Các đề xuÃt này v°ợt ra ngoài khuôn khá các lĩnh vāc nghiên cāu đã hình thành tr°ớc đó nh° lý thuyÁt điều khiển, vận trù học, lý thuyÁt ra quyÁt định Chính các đề xuÃt mới này đã đ°a trí tuá nhân t¿o thành mát lĩnh vāc khoa học mới với đái t°ợng và ph°¢ng pháp nghiên cāu riêng cÿa mình

2.2.2 Giai đoạn khởi đầu (1952-1969)

Đây là giai đo¿n với nhiều thành tích nhÃt định cÿa các nghiên cāu trí tuá nhân t¿o, đ°ợc thể hián qua mát sá ví dụ sau:

- Các ch°¢ng trình Logic Theorist và sau đó là General Problem Solver (GPS) cÿa Newell và Simon, có khÁ năng chāng minh định lý toán học theo cách t°¢ng tā t° duy cÿa con ng°ời ChÁng h¿n, trong lớp bài toán mà GPS có thể giÁi quyÁt, viác chia bài toán thành các bài toán con và thā tā các b°ớc giÁi đ°ợc tiÁn hành t°¢ng tā với