bài tập lớn môn hệ cơ sở tri thức đề tài người mua hàng thông thái

Các vấn đề đó có thể được giải quyết bằng một hệ thống dựa trên tri thức con người, cung cấp cho người nội trợ thông tin, cũng như gợi ý ra những quyết định xác đáng để phục vụ cho nhu c

Trang 1

VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

***

BÀI TẬP LỚN MÔN

HỆ CƠ SỞ TRI THỨC

Đề tài: Người mua hàng thông thái

Nhóm sinh viên thực hiện:

Nguyễn Văn Tiến Thành 20092441

Giảng viên hướng dẫn: Phạm Văn Hải

Hà Nội, 09 – 2012

Trang 2

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

Mục lục 2

Lời nói đầu 3

1 Mục đích 4

2 Phạm vi 5

3 Các sự kiện, ngữ cảnh, cách biểu diễn tri thức 5

Sơ đồ tổng quát 5

3.1 Các sự kiện, ngữ cảnh 5

3.2 Cách biểu diễn tri thức 6

Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất 6

4 Động cơ suy điễn, các luật và diễn giải của các luật 9

4.1 Động cơ suy diễn, cách diễn giải các luật 9

4.2 Các luật 12

4.3 Giải thích các file đính kèm 13

5 Sơ đồ kiến trúc hệ thống 14

Kết luận 17

Tài liệu tham khảo 18

Trang 3

L I NÓI Đ U ỜI NÓI ĐẦU ẦU

Từ khi thiết bị tính toán đầu tiên (máy tính Von Neuman) ra đời, đến những thiết

bị tính toán nhẹ, khả chuyển như laptop, tablet, thiết bị mobile, chúng ngày càng thâm nhập vào cuộc sống, và là một phần không thể thiếu của mỗi con người

Với sự tiến bộ của các công nghệ phát triển trí tuệ nhân tạo, những thiết bị tính toán tưởng chừng như vô giác, và chỉ làm theo những gì được lập trình sẵn, đã có những tri thức và sự suy luận dựa trên tri thức như con người Chúng xuất hiện ngày càng nhiều trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống, từ quân đội đến y tế, quản lý, giáo dục

Cuộc sống ngày càng hiện đại, con người càng bận rộn trong công việc Nhu cầu

về sức khỏe, đặc biệt là nhu cầu dinh dưỡng trong mỗi bữa ăn hằng ngày, càng trở nên quan trọng Do đó, các câu hỏi đặt ra là: Làm thế nào để có được một bữa ăn đầy đủ dinh dưỡng cho mỗi thành viên? Với chi phí hợp lý? Chất lượng thực phẩm đảm bảo? Các vấn đề đó có thể được giải quyết bằng một hệ thống dựa trên tri thức con người, cung cấp cho người nội trợ thông tin, cũng như gợi ý ra những quyết định xác đáng để phục vụ cho nhu cầu dinh dưỡng của mình Hệ thống trợ giúp quyết định này sẽ được trình bày trong tài liệu này Đầu tiên, chúng em xin giới thiệu về kiến trúc tổng quát của một hệ thống dựa trên tri thức, sau đó là quy trình xây dựng hệ thống dựa trên tri thức Cuối cùng là phần trình bày về về quá trình thu thập tri thức một cách tổng thể và sơ khai cho hệ thống này

Chúng em xin được chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Hải, người trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn chúng em thực hiện bài tập lớn này Trong bài báo cáo này còn có phần thiếu sót, mong thầy sẽ đưa ra những nhận xét để bài báo cáo được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn tất cả tác giả của những cuốn sách, các bài báo khảo sát thực tế mà chúng em đã sử dụng trong quá trình tìm hiểu vấn đề Những kiến thức các tác giả trình bày trong các tác phẩm đó đã giúp chúng em rất nhiều để hoàn thành báo cáo này

Trang 4

1 M c đích ục đích

Xây dựng hệ chuyên gia hỗ trợ người dùng trong việc lựa chọn các sản phẩm theo nhu cầu

Bằng kiến thức đầu vào là các thông tin về:

- Độ tuổi

- Giới tính

- Loại nghề nghiệp

- Sở thích

- Tình trạng bệnh lý

- …

Hệ thống sẽ đưa ra các gợi ý về:

-Các loại thực phẩm nên ăn: kết quả trả về là tên loại thực phẩm như: rau cải, rau muống, cá biển, cà chua, gấc, …

-Đưa ra giá trị dinh dưỡng trong các loại thực phẩm đó để người dùng có thêm kiến thức về giá trị dinh dưỡng có trong các loại thực phẩm mà hệ thống đã gợi ý (Tạo lòng tin đối với người dùng)

-Các loại Vitamin để giúp cơ thể phát triển khỏe mạnh

Ví dụ: Trẻ hơn 6 tháng tuổi và dưới 1 tuổi: Tham khảo tại [3]

o Uống nước ép Cà rốt

 Giải thích vì sao uống nước ép Cà rốt: Uống một lượng nhất định nước ép cà rốt tươi mỗi ngày, sẽ giúp trẻ khỏe và linh hoạt hơn Nước ép cà rốt có thể làm tăng sự thèm ăn và chống nhiễm trùng Đặc biệt, bà mẹ mới sinh và đang cho con bú, một cốc nước ép cà rốt/ngày, sẽ có nhiều Sữa hơn

Vì cà rốt rất giàu vitamin A nên nước ép cà rốt sẽ nuôi dưỡng và phát triển cơ quan thị giác của bé

o Uống nước cần tây

 Giải thích: Cần tây có hương vị thơm đặc trưng, tăng cường sự thèm ăn Cần tây rất giàu vitamin A, B1, B2, C… rất cần cho trẻ trong giai đoạn đầu này

Nên cho trẻ uống nước cần tây vào buổi sáng và giữa các bữa

ăn, để thúc đẩy quá trình hoàn thiện cơ thể và tăng cường chiều cao

Trang 5

2 Ph m vi ạm vi

Hiện tại, hệ thống đang được xây dựng ở phạm vi hẹp, tức là:

-Đầu vào: dữ kiện đầu vào cho hệ thống là đơn giản (vì đầu vào phụ thuộc vào đầu ra) Là các thông tin sinh lý và bệnh lý của người dùng ở mức cơ bản

-Đầu ra: Hệ thống tập trung vào việc đưa ra các loại thực phẩm (đưa ra tên gọi của loại thực phẩm đó) Giá trị dinh dưỡng của các loại thực phẩm

-Áp dụng cho khu vực miền Bắc:

o Vì: sự phân bố các loại thực phẩm là khác nhau giữa các vùng miền (có thể là ít hoặc nhiều), sự khác nhau về sở thích ăn uống, phong tục, tập quán

o Nên: hệ thống tạm thời sẽ được xây dựng ở khu vực miền Bắc (Hà Nội)

để đảm bảo sự chính xác của hệ thống và đơn giản hóa việc tìm kiếm thực phẩm cho người dùng

Tương lai, khi thu thập đủ tri thức về các khu vực khác hệ thống sẽ được mở rộng thêm Việc mở rộng sẽ được đơn giản bằng chức năng của hệ thống cung cấp cho người dùng (là các chuyên gia)

3 Các s ki n, ng c nh, cách bi u di n tri th c ự kiện, ngữ cảnh, cách biểu diễn tri thức ện, ngữ cảnh, cách biểu diễn tri thức ữ cảnh, cách biểu diễn tri thức ảnh, cách biểu diễn tri thức ểu diễn tri thức ễn tri thức ức

S đ t ng quát ơ đồ tổng quát ồ tổng quát ổng quát

3.1 Các s ki n, ng c nh ự kiện, ngữ cảnh, cách biểu diễn tri thức ện, ngữ cảnh, cách biểu diễn tri thức ữ cảnh, cách biểu diễn tri thức ảnh, cách biểu diễn tri thức

Trang 6

Tập các sự kiện: F = {f1, f2, f3, …, fm}

Các sự kiện của tập F: về tuổi, giới tính, …

-f1: tuổi < 6 tháng

-f2: tuổi > 6 AND tuổi <= 8 tháng

-f5: Tuổi > 1 năm AND Tuổi <= 3 năm

-f6: tuổi = 6

-f7: Tuổi >= 7 AND Tuổi <= 9

-f8: Tuổi >= 10 AND Tuổi <= 12

-f9: Tuổi >= 13 AND Tuổi <= 15 AND Giới tính = Nữ

-f10: Tuổi >= 13 AND Tuổi <= 15 AND Giới tính = Nam

-…

Xem trong file rule.xlsx tại sheet rules, ở cột IF, các giá trị ở cột IF chính là các sự kiện

3.2 Cách bi u di n tri th c ểu diễn tri thức ễn tri thức ức Tham khảo tại [2]

Tri thức của một hệchuyên gia có thể được biểu diễn theo nhiều cách khác nhau Thông thường người ta sửdụng các cách sau đây :

-Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất

-Biểu diễn tri thức nhờ mệnh đề logic

-Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa

-Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo

Ngoài ra, người ta còn sử dụng cách biểu diễn tri thức nhờ các sự kiện không chắc chắn, nhờ bộ ba: đối tượng, thuộc tính và giá trị (O-A-V: Object-Attribute-Value), nhờ khung (frame), v.v Tuỳ theo từng hệ chuyên gia, người ta có thể sử dụng một cách hoặc đồng thời cả nhiều cách

Trong bài này, chúng em sẽ sử dụng cách “Biểu diễn tri thức bởi các luật sản xuất”

Bi u di n tri th c b i các lu t s n xu t ểu diễn tri thức ễn tri thức ức ởi các luật sản xuất ật sản xuất ảnh, cách biểu diễn tri thức ất

Hiện nay, hầu hết các hệ chuyên gia đều là các hệ thống dựa trên luật, bởi các lý do như sau:

-Bản chất đơn thể (modular nature) Có thể đóng gói tri thức và mở rộng hệ

chuyên gia một cách dễ dàng

Trang 7

-Khả năng diễn giải dễ dàng (explanation facilities) Dễ dàng dùng luật để diễn

giải vấn đề nhờ các tiền đề đặc tả chính xác các yếu tố vận dụng luật, từ đó rút

ra được kết quả

-Tương tự quá trình nhận thức của con người Dựa trên các công trình của

Newell và Simon, các luật được xây dựng từ cách con người giải quyết vấn đề Cách biểu diễn luật nhờ IF THEN đơn giản cho phép giải thích dễ dàng cấu trúc tri thức cần trích lọc

Luật là một kiểu sản xuất được nghiên cứu từ những năm 1940 Trong một hệ thống dựa trên luật, công cụ suy luận sẽ xác định những luật nào là tiên đề thỏa mãn các

sự việc

Các luật sản xuất thường được viết dưới dạng IF THEN Có hai dạng:

IF < điều kiện > THEN < hành động >

hoặc

IF < điều kiện > THEN < kết luận > DO < hành động >

Tuỳ theo hệ chuyên gia cụ thể mà mỗi luật có thể được đặt tên Chẳng hạn mỗi

luật có dạng Rule: tên Sau phần tên là phần IF của luật

Phần giữa IF và THEN là phần trái luật (LHS: Left - Hand -Side), có nội dung được

gọi theo nhiều tên khác nhau, như tiền đề (antecedent), điều kiện (conditional part), mẫu so khớp (pattern part)

Phần sau THEN là kết luận hay hậu quả(consequent) Một sốhệchuyên gia có thêm phần hành động (action) được gọi là phần phải luật(RHS: Right - Hand -Side)

Ví dụ:

Rule: Đèn đỏ

IF

Đèn đỏsáng THEN

Dừng

Rule: Đèn-xanh

IF

Đèn xanh sáng THEN

Đi Trong ví dụ trên, Đèn đỏ sáng và Đèn xanh sáng là những điều kiện, hay những khuôn

Trang 8

mẫu Sau đây là một số ví dụ khác :

Rule: Điều trị sốt

IF

Bệnh nhân sốt THEN

cho uống thuốc Aspirin

Hệ thống chẩn đoán xe máy (OPS5)

IF

Máy xe không nổ khi khởi động THEN

Dự đoán: Xe bịpanne sức nén Pittong, bạc xéc-măng và lòng xy lanh sai tiêu chuẩn, dễ tạo thành những khe hở nhỏ làm cho pittong không còn kín nên hoà khí không được nén lên đầy đủ Xử lý : nên điều chỉnh hoặc thay mới pittong, bạc xéc-măng và lòng xy lanh cho đúng tiêu chuẩn

IF

máy xe nổ không ổn định, OR máy xe nổ rồi lại tắt, AND bugi khô

THEN

Dự đoán : Xe đã bị nghẹt xăng Xử lý: nên xúc rửa bình xăng và bộ khoá xăng của xe

MYCIN hệ thống chẩn đoán bệnh viêm màng não và hiện tượng có vi khuẩn bất thường trong máu (nhiễm trùng)

IF

Tại vị trí vết thương có máu, AND Chưa biết chắc chắn cơ quan bị tổn thương, AND

Mở đầu 17 Chất nhuộm màu âm tính, AND

Vi khuẩn có dạng hình que, AND Bệnh nhân bị sốt cao

THEN

Cơ quan có triệu chứng (0.4) nhiễm trùng

Trang 9

4 Đ ng c suy đi n, các lu t và di n gi i c a các lu t ộng cơ suy điễn, các luật và diễn giải của các luật ơ đồ tổng quát ễn tri thức ật sản xuất ễn tri thức ảnh, cách biểu diễn tri thức ủa các luật ật sản xuất

4.1 Đ ng c suy di n, cách di n gi i các lu t ộng cơ suy điễn, các luật và diễn giải của các luật ơ đồ tổng quát ễn tri thức ễn tri thức ảnh, cách biểu diễn tri thức ật sản xuất

Đầu vào: Người dùng nhập vào thông tin: Tuổi, Bệnh / Triệu chứng (nếu có), Công việc Đầu ra: Danh sách thực phẩm mà người dùng nên ăn trong một tuần

A.

Quá trình x lý c a h th ng: ử lý của hệ thống: ủa các luật ện, ngữ cảnh, cách biểu diễn tri thức ống:

Bước 1: Tạo ra vector dinh dưỡng cần cung cấp để đáp ứng yêu cầu

Tuổi DinhDuongCan1 (v1 A,v2 B,v3 C,v4 D,v5E,v6 Protein,v7 ChatBeo,v8

Carbohydrate,v9 ChatXo,v10 Cholesterol,v11 Canxi,v12 Photpho,v13 Sắt,v14 Natri,v15

Kali,v16 Beta-catoten)

Bệnh / Triệu chứng DinhDuongCan2 (v1 A,v2 B,v3 C,v4 D,v5E,v6 Protein,v7

ChatBeo,v8 Carbohydrate,v9 ChatXo,v10 Cholesterol,v11 Canxi,v12 Photpho,v13 Sắt,v14

Natri,v15 Kali,v16 Beta-catoten)

Công việc DinhDuongCan3 (v1 A,v2 B,v3 C,v4 D,v5E,v6 Protein,v7 ChatBeo,v8

Carbohydrate,v9 ChatXo,v10 Cholesterol,v11 Canxi,v12 Photpho,v13 Sắt,v14 Natri,v15

Kali,v16 Beta-catoten)

DinhDuongTongHop = DinhDuongCan1 + DinhDuongCan2 + DinhDuongCan3.

Bước 2: Suy diễn từ đầu vào đến đầu ra

Thực phẩm 1 (g)  DinhDuongDapUng (v1 A,v2 B,v3 C,v4 D,v5E,v6 Protein,v7

…

Trang 10

Thực phẩm n (g)  DinhDuongDapUng (v1 A,v2 B,v3 C,v4 D,v5E,v6 Protein,v7

 ThucPhamTrongTuan(TP1, TP2,…, TPk) (g) (1)

Trong đó:

TPk cho biết lượng thực phẩm của loại k là gì và bao nhiêu gam

Để thực hiện quá trình chuyển từ vế trái sang vế phải của (1) Ta giải quyết bài toán cái túi, như sau:

-Mỗi đồ vật tương ứng với mỗi loại thực phẩm, với trọng lượng ứng với vector DinhDuongDapUng cua loại thực phẩm đó

-Trọng lượng của cái túi là vector DinhDuongTongHop + vector hằng số (10dv,10dv,10dv,10dv,… 10dv) (Vector hằng số để đảm bảo lượng DinhDuongDapUng thoa mãn nhu cầu của người dùng)

-Giá trị của cái túi là tổng số gam tối thiếu của tập các loại thực phẩm cần cung cấp trong một tuần

Có thể thực hiện quá trình này bằng phương pháp thông thường hoặc giải thuật gen di truyền

Với quần thể là tổng hợp của các ThucPhamTrongTuan Các Gen là các TPi

B.

X lý v i các s ki n không ch c ch n: ử lý của hệ thống: ới các sự kiện không chắc chắn: ự kiện, ngữ cảnh, cách biểu diễn tri thức ện, ngữ cảnh, cách biểu diễn tri thức ắc chắn: ắc chắn:

Nguyên nhân:

Nguồn dữ liệu hiện tại không đầy đủ về tính định lượng của lượng dinh dưỡng nhu cầu tương ứng với từng độ tuổi, từng Bệnh (hay triệu chứng), và với từng dạng công việc khác nhau

Giải pháp:

Cung cấp vector DinhDuongCan khởi tạo, ứng với từng độ tuổi, từng Bệnh (hay triệu chứng), và với từng dạng công việc Các giá trị định lượng của vector này được tạo ra bằng cảm nhận của người kĩ sư tri thức, thông qua độ đáp ứng của các thành phần dinh

Trang 11

dưỡng (Ví dụ: người bị mỏi mắt  Chủ yếu là do thiếu vitamin A  Hàm lượng vitamin được định lượng là 10mcg/ngày, hay 70mcg/tuan)

Vector DinhDuongCan chưa thật sự phản ánh khách quan, do đó cần qua bước điều chỉnh Nhưng dựa vào đâu mà ta có thể điều chỉnh cho thích hợp? Ở ứng dụng này, chúng tôi dựa vào các bệnh ( triệu chứng) xuất hiện để đánh giá mức độ thiếu (thừa) các thành phần dinh dưỡng của cơ thể Ví dụ, đối với công việc ngồi nhiều với máy tính, cần

bổ sung nhiều vitamin A, và theo vector DinhDuongCan được khởi tạo với lượng vitamin

A cần thiết là cao (50mcg/ngày chẳng hạn) Nhưng nếu có hơn 50 / 100 người vẫn mắc chứng mỏi mắt này, thì ta cần tăng lượng vitamin A lên (70mcg / ngày chẳng hạn)

Hơn thế nữa, vector DinhDuongCan của từng bệnh (hay triệu chứng) cũng cần được điều chỉnh cho thích hợp Ví dụ, có 100 người có triệu chứng đau măt, nhưng có trên 50 vẫn chưa có dấu hiệu hết hoặc giảm triệu chứng, thì ta cần tăng lượng vitamin A của vector DinhDuongCan của triệu chứng đau mắt này

Chúng tôi đề xuất cơ chế điều chỉnh đối với Tuổi và Công việc theo một nhóm, và của Bệnh (Triệu chứng) theo một nhóm

Đối với Tuổi và Công việc, xét 100 người thực hiện theo chế độ dinh dưỡng ứng với cặp tuổi và công việc (Ví dụ 20-30 tuổi và Làm việc nhiều với máy tính, ta được 1 cặp):

- Nếu ít hơn 25 người mắc các Bệnh (hoặc có các triệu chứng) có nguồn gốc từ việc thiếu 1 hoặc 1 nhóm các thành phần dinh dưỡng (A, B, C, Sắt, Canxi, …) nào đó, thì vẫn giữ nguyên vector DinhDuongCan hiện thời

- Nếu bằng hoặc hơn 25 người và ít hơn 75 người mắc các Bệnh (hoặc có các triệu chứng) có nguồn gốc từ việc thiếu 1 hoặc 1 nhóm các thành phần dinh dưỡng (A,

B, C, Sắt, Canxi, …) nào đó, thì ta tiến hành tăng lượng dinh dưỡng thành phần của 1 hoặc nhóm các dinh dưỡng thành phần ở vector DinhDuongCan hiện thời

Độ tăng là một hằng số tùy vào có bao nhiêu người mắc bệnh (số lượng người cụ thể dao động từ khoảng 25 đến 75 người);

- Nếu bằng hoặc hơn 75 người người mắc các Bệnh (hoặc có các triệu chứng) có nguồn gốc từ việc thiếu 1 hoặc 1 nhóm các thành phần dinh dưỡng (A, B, C, Sắt, Canxi, …) nào đó, thì ta tiến hành theo dõi những người này, và tăng thêm lượng dinh dưỡng thành phần theo hàng tuần, cho đến khi bệnh ( triệu chứng) giảm hoặc hết hoàn toàn Sau đó, với mỗi người, ta sẽ nhận được vector DinhDuongCan phù hợp với chính người đó Ta lấy trung bình các vector DinhDuongCan của những người này và của vector DinhDuongCan hiện thời, để thay thế cho vector DinhDuongCan hiện thời

Đối với Bệnh (Triệu chứng), xét 100 người thực hiện theo chế độ dinh dưỡng ứng với mỗi Bệnh (Triệu chứng) (Ví dụ, triệu chứng mỏi mắt)

Định dạng
Số trang	18
Dung lượng	262 KB