NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU PARETO VÀO BÀI TOÁN RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐỀ CƢƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CÂY QUYẾT ĐỊNH XÂY DỰNG HỆ THỐNG DỰ ĐOÁN BỆNH TỰ KỶ Ở TRẺ EM Họ tên học viên Giáo viên hƣớng dẫn Lớp : : : Đỗ Thị Thu Hà TS Nguyễn Văn Hiệu KHMT K27 (2013 - 2015) Đà Nẵng, 10/2014 I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hội chứng tự kỷ (thƣờng gọi bệnh tự kỷ) hội chứng rối loạn phức tạp trình phát triển tự nhiên ngƣời Trẻ em mắc bệnh tự kỷ có nhiều biểu khiếm khuyết quan hệ xã hội, khiếm khuyết sử dụng ngôn ngữ giao tiếp, khiếm khuyến hành vi, thƣờng chơi tƣởng tƣợng,… Hiện nay, bệnh tự kỷ trẻ em trở thành mối quan tâm, lo ngại toàn xã hội Nhiều chuyên gia giới nhận định tỷ lệ trẻ bị tự kỷ ngày gia tăng Theo số liệu Bộ Lao động - Thƣơng binh Xã hội, Việt Nam có khoảng 5%-7% trẻ em có khuyết tật độ tuổi 15 trở xuống, đó, trẻ tự kỷ bại não chiếm 40% Bệnh viện Châm cứu trung ƣơng thống kê năm khoảng 3.000 lƣợt trẻ có vấn đề não tự kỷ đến điều trị Theo ghi nhận bệnh viện Nhi Đồng (TP Hồ Chí Minh), năm 2012 có đến 2.563 lƣợt trẻ tự kỷ đến khám Ở Việt Nam chƣa có nghiên cứu điều tra, thống kê thức trẻ tự kỷ Nếu ƣớc lƣợng theo tỷ lệ nƣớc Anh Việt Nam có khoảng 200.000 ngƣời tự kỷ Có nhiều nguyên nhân khiến trẻ mắc bệnh tự kỷ đƣợc đƣa ra, nhƣng nguyên nhân gây bệnh chƣa đƣợc hiểu biết đầy đủ Bệnh tự kỷ chƣa có thuốc chữa, chƣa có phác đồ điều trị cụ thể, biểu bệnh trẻ khác nhau.Phát sớm điều có ý nghĩa quan trọng cho việc trị liệu trẻ mắc chứng tự kỷ Nếu trẻ tự kỷ đƣợc phát hiện, chẩn đoán sớm đƣợc can thiệp cách bản, toàn diện, hợp lý kiên trì trƣớc 40 tháng tuổi trẻ tiến tốt Khi phát can thiệp sớm, trẻ đƣợc khắc phục khiếm khuyết đƣợc trợ giúp để phát triển từ đầu kỹ ngôn ngữ, xã hội nhận thức Tuy nhiên, số trẻ tự kỷ đƣợc phát muộn cao Trong xã hội ngày nay, mà áp lực sống ngày lớn, thành phố, cha mẹ bị theo dòng xoáy kinh tế thị trƣờng, nhiều thời gian quan tâm chăm sóc cái, biểu bất thƣờng không đƣợc quan tâm theo dõi kịp thời Đến cha mẹ phát mắc bệnh tự kỷ hầu hết muộn, “thời gian vàng” điều trị bệnh tự kỷ.Theo số liệu bệnh viện Nhi trung ƣơng, số trẻ phát muộn 44% Chẩn đoán bệnh y học lĩnh vực phức tạp Bởi đối tƣợng lĩnh vực ngƣời Hơn nữa, bệnh tự kỷ lại chƣa xác định đƣợc nguyên nhân đầy đủ, biểu bệnh bệnh nhân khác Bệnh nhân mắc bệnh tự Đề cƣơng luận văn tốt nghiệp kỷ có nhiều dấu hiệu dễ nhầm lẫn với bệnh khác nhƣ bệnh tâm thần, bệnh trầm cảm Vì vậy, việc chẩn đoán bệnh tự kỷ lại khó khăn Với mong muốn góp phần nhỏ bé phát triển phƣơng pháp luận phục vụ việc dự đoán bệnh tự kỷ trẻ em, giúp bậc cha mẹ, thầy cô giáo, y bác sĩ phát bệnh sớm nhằm nâng cao hiệu điều trị bệnh, chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật định xây dựng hệ thống dự đoán bệnh tự kỷ trẻ em” làm đề tài tốt nghiệp II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Tìm hiểu kỹ thuật định để vận dụng xây dựng hệ thống hỗ trợ dự đoán bệnh tự kỷ trẻ em Để hoàn thành mục tiêu đặt ra, cần thực nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu dấu hiệu nhận biết bệnh tự kỷ trẻ em; - Tìm hiểu kỹ thuật định; - Xây dựng hệ thống dự đoán bệnh tự kỷ trẻ em III ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tƣợng nghiên cứu - Các dấu hiệu nhận biết bệnh tự kỷ vấn đề liên quan đến bệnh tự kỷ - Nghiên cứu phƣơng pháp chẩn đoán bệnh tự kỷ Phạm vi nghiên cứu - Tập trung tìm hiểu phƣơng pháp định - Áp dụng hệ thống hỗ trợ dự đoán bệnh tự kỷ trẻ em IV PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lý thuyết - Thu thập, tìm hiểu, phân tích tài liệu có liên quan đến bệnh tự kỷ - Tìm hiểu hệ hỗ trợ chẩn đoán bệnh tự kỷ trẻ em - Tìm hiểu kỹ thuật định thuật toán định - Nghiên cứu công cụ xây dựng hệ thống Nghiên cứu thực nghiệm - Thu thập liệu thực tế - Phân tích yêu cầu chƣơng trình - Thiết kế hệ thống triển khai xây dựng chƣơng trình - Kiểm thử đánh giá kết Đề cƣơng luận văn tốt nghiệp V DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC Kết lý thuyết: Nắm vững kỹ thuật định áp dụng thành công kỹ thuật dự đoán bệnh tự kỷ Kết thực tiễn: Xây dựng thành công chƣơng trình hỗ trợ dự đoán bệnh tự kỷ trẻ em với chức bản, dự đoán nhanh chóng, xác có giá trị thực tiễn cao VI Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Ý nghĩa khoa học Góp phần nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp định dự đoán bệnh tự kỷ trẻ em, mở rộng hƣớng nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp chẩn đoán bệnh khác Ý nghĩa thực tiễn Kết đề tài hệ thống hỗ trợ đắc lực, có độ tin cậy cao dự đoán bệnh tự kỷ, góp phần giúp gia đình, nhà trƣờng y bác sĩ phát sớm bệnh tự kỷ trẻ em, góp phần điều trị bệnh hiệu quả, giúp em sớm hòa nhập cộng đồng, không trở thành gánh nặng cho gia đình xã hội VII DỰ KIẾN BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Dự kiến kết đạt đƣợc Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bố cục luận văn CHƢƠNG – TỔNG QUAN VỀ HỘI CHỨNG TỰ KỶ Ở TRẺ EM Hội chứng tự kỷ tác hại bệnh trình phát triển trẻ em 1.1 Thế hội chứng tự kỷ? 1.2 Tác hại bệnh tự kỷ trình phát triển trẻ em Nguyên nhân gây bệnh tự kỷ trẻ em 2.1 Nguyên nhân chủ quan Đề cƣơng luận văn tốt nghiệp 2.2 Nguyên nhân khách quan Biểu bệnh tự kỷ trẻ em 3.1 Dấu hiệu nhận biết trẻ bị tự kỷ 3.2 Phân biệt trẻ bị tự kỷ với bệnh thần kinh bệnh trầm cảm Phƣơng pháp chẩn đoán bệnh tự kỷ trẻ em Điều trị bệnh tự kỷ trẻ em Biện pháp phòng bệnh tự kỷ trẻ em Kết chƣơng CHƢƠNG –KỸ THUẬT CÂY QUYẾT ĐỊNH Cây định 1.1 Khái niệm 1.2 Biểu diễn định 1.3 Xây dựng định 1.4 Ƣu – nhƣợc điểm định Một số thuật toán định 2.1 Thuật toán ID3 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Thuật toán 2.1.3 Lựa chọn thuộc tính phân loại 2.1.4 Ví dụ minh họa 2.1.5 Đánh giá thuật toán 2.2 Thuật toán C4.5 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Thuật toán 2.2.3 Xác định điểm chia tốt 2.2.4 Ví dụ minh họa 2.2.5 Đánh giá thuật toán 2.3 Thuật toán SPRINT 2.3.1 Giới thiệu 2.3.2 Thuật toán 2.3.3 Xác định điểm chia tốt 2.3.4 Đánh giá thuật toán Đề cƣơng luận văn tốt nghiệp 2.4 Cắt tỉa 2.4.1 Phƣơng pháp tỉa trƣớc 2.4.2 Phƣơng pháp tỉa sau 2.5 Thuật toán rút gọn luật định Kết chƣơng CHƢƠNG - ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CÂY QUYẾT ĐỊNH XÂY DỰNG HỆ THỐNG DỰ ĐOÁN BỆNH TỰ KỶ Ở TRẺ EM Phân tích thiết kế hệ thống Thu thập liệu liệu Mô tả liệu chƣơng trình Lựa chọn công cụ Xây dựng chƣơng trình Thực nghiệm Kết chƣơng KẾT LUẬN Kết đạt đƣợc Hạn chế đề tài Hƣớng phát triển VIII TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Dƣơng Hùng (2013), Ứng dụng định để phân loại khách hàng vay vốn ngân hàng thương mại, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Học viện công nghệ bƣu viễn thông [2] Phạm Duy An (2012), Phương pháp khai phá liệu định, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Học viện công nghệ bƣu viễn thông [3] Lê Trung Kiên (2013), Nghiên cứu ứng dụng logic mờ xây dựng hệ thống chẩn đoán bệnh tự kỷ trẻ em, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng [4] Lior Rokach, Oded Maimon, DECISION TREES, Tel-Aviv University [5] Abdelhalim, A.;Traore, I.,A New Method for Learning Decision Trees from Rules, In “Machine Learning and Applications, 2009 ICMLA '09 International Conference” Đề cƣơng luận văn tốt nghiệp [6] Sitanggang, I.S.;Yaakob, R.; Mustapha, N.; Nuruddin, A.A.B,An extended ID3 decision tree algorithm for spatial data, In “Spatial Data Mining and Geographical Knowledge Services (ICSDM), 2011 IEEE International Conference” [7] Chen Jin ;Luo De-lin ;Mu Fen-xiang, An improved ID3 decision tree algorithm, In “Recent Trends in Information Technology (ICRTIT), 2011 International Conference” [8] Thangaparvathi, B.;Anandhavalli, D.; Mercy Shalinie, S., A high speed decision tree classifier algorithm for huge dataset, In “Recent Trends in Information Technology (ICRTIT), 2011 International Conference” [9] Fa-Chao Li; Fei Guan, Heuristic Mode Research and Application of Decision Tree Algorithm, In “Multimedia Technology (ICMT), 2010 International Conference” [10] Khoshgoftaar, T.M ; Seliya, N , Software quality classification modeling using the SPRINT decision tree algorithm, In “Tools with Artificial Intelligence, 2002 (ICTAI 2002) Proceedings 14th IEEE International Conference” IX KẾ HOẠCH DỰ KIẾN TRIỂN KHAI ĐỀ TÀI Tháng (năm 2014-2015) 10 11 12 Dự kiến nội dung thực Thực đề cƣơng luận văn Tìm hiểu bệnh tự kỷ trẻ em - Nguyên nhân gây bệnh - Biểu bệnh trẻ em - Phƣơng pháp điều trị bệnh tự kỷ trẻ em Thu thập liệu thực tế Nghiên cứu kỹ thuật định ứng dụng kỹ thuật định chẩn đoán bệnh tự kỷ trẻ em Xây dựng chƣơng trình Hoàn thiện luận văn Đề cƣơng luận văn tốt nghiệp Ý KIẾN CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Đà Nẵng, ngày tháng năm 2014 Cán hƣớng dẫn TS.Nguyễn Văn Hiệu Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM ĐỀ CƢƠNG Đà Nẵng, ngày tháng năm 2014 Cán duyệt đề cƣơng Đề cƣơng luận văn tốt nghiệp