Bài giảng Trí tuệ nhân tạo: Chương 1 - Lý Anh Tuấn

Bài giảng Trí tuệ nhân tạo: Chương 1 cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu về Trí tuệ nhân tạo, khái niệm Trí tuệ nhân tạo, lịch sử của Trí tuệ nhân tạo, các lĩnh vực ứng dụng của Trí tuệ nhân tạo, khái niệm tác nhân thông minh,...

Khoa Công Nghệ thông tin Trường Đại học Thuỷ Lợi TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Giảng viên: Lý Anh Tuấn Mục tiêu mơn học • Giới thiệu cho sinh viên ý tưởng kỹ thuật trí tuệ nhân tạo • Giúp sinh viên phát triển kỹ lập trình, phân tích (tìm kiếm, lơgíc), có kiến thức vấn đề quan trọng biểu diễn tri thức, suy diễn, học máy, hiểu cách tổng quát nguyên tắc thực tiễn AI • Trang bị kiến thức cho sinh viên phục vụ cho việc nghiên cứu sâu AI Nội dung • Chương I: Giới thiệu & Tác nhân thơng minh • Chương II: Giải vấn đề tìm kiếm – Các chiến lược tìm kiếm mù – Các chiến lược tìm kiếm kinh nghiệm – Tìm kiếm có đối thủ • Chương III: Tri thức suy luận – Logic mệnh đề – Logic vị từ – Suy diễn logic vị từ • Chương IV: Sự không chắn suy diễn xác suất • Chương V: Học máy – Cây định – Mạng nơron Đánh giá kết • Thi cuối kỳ: 60% (Thi viết) • Điểm q trình: 40% – Thi kỳ – Bài tập lý thuyết, tập thực hành – Bài tập lớn • Tìm hiểu vấn đề AI, viết báo cáo • Viết chương trình AI: tìm kiếm, chơi cờ, hệ CSTT – Chuyên cần Tài liệu tham khảo • Giáo trình chính: – Russell S J & Norvig P, Artificial Intelligence: A Modern Approach, Third Edition – Tom M Mitchell, Machine Learning, McGraw-Hill Companies, Inc., 1997 – Đinh Mạnh Tường, Trí tuệ nhân tạo, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2002 Chương 1: Giới thiệu TTNT & Tác nhân thông minh I Giới thiệu TTNT 1.1 Khái niệm TTNT 1.2 Lịch sử TTNT 1.3 Các lĩnh vực ứng dụng TTNT II Tác nhân thông minh 2.1 Khái niệm tác nhân thông minh 2.2 Môi trường công việc (PEAS) 2.3 Các kiểu môi trường 2.4 Thế giới máy hút bụi 1.1 Khái niệm TTNT • M Minsky: “Trí tuệ nhân tạo nhằm mơ máy tính hành động thơng minh người” • Hai quan điểm vai trò máy tính ngành trí tuệ nhân tạo: – Máy tính phương tiện mơ để thử mơ hình hay định lý – Máy tính có nhiều khả chủ động Do cần cố gắng tạo máy tính có khả thơng minh người, khả thu nhận tri thức, nhận dạng, suy luận định Các cách tiếp cận TTNT • • • • Hành động giống người Suy nghĩ giống người Suy nghĩ hợp lý Hành động hợp lý Hành động giống người – Con người thông minh nên mơ hình hành động thơng minh AI – Tiến hành thí nghiệm người xem họ hành động tình định -> xem xét việc tạo cho máy tính khả hành động – Ví dụ: • Chơi bài: Thay tạo chương trình chơi tốt -> tạo chương trình chơi giống người chơi • Thí nghiệm Turing (Turing Test): Liệu máy tính hành động thơng minh (hành động giống người) khơng ? Thí nghiệm Turing Interrogator – Bao gồm hai người máy tính; Một ngườingười thẩm vấn đưa câu hỏi cho người khác máy tính trả lời – ứng viên tham gia thí nghiệm ngăn cách với ứng viên khác – người thẩm vấn cố gắng phát ứng viên tham gia máy tính 10 1.2 Lịch sử TTNT • Những năm 80: TTNT thâm nhập vào ngành kinh tế: máy giặt, máy ảnh sử dụng TTNT • Những năm 90: TTNT đạt thành tựu – Cài đặt thành phần thông minh hệ thống thông tin – Làm rõ thành phần ngành khoa học TTNT – Tiến hành nghiên cứu mới: chế suy lý, TTNT phân tán, tốn học, mơ hình tính tốn,… 17 1.3 Các Ứng Dụng TTNT Trò chơi tốn đố Suy luận chứng minh định lý tự động Các hệ chuyên gia (các hệ tri thức) Xử lý ngôn ngữ tự nhiên Lập kế hoạch người máy Máy học Mạng Neuron giải thuật di truyền … 18 II Tác nhân thơng minh Tác nhân • Russell and Norvig: “Một tác nhân thứ nhận biết mơi trường thơng qua cảm biến hành động môi trường thông qua truy xuất” • Ví dụ: – – – – Người lái xe taxi Người mua hàng trực tuyến Internet Người chơi Bộ lọc thư rác Tác nhân mơi trường • Một tác nhân – Làm việc mơi trường đặc biệt – Có mục tiêu – Nhận biết môi trường – Quyết định hành động để đạt mục tiêu – Thực hành động Cấu trúc tác nhân • Tác nhân: Kiến trúc + chương trình • Chương trình tác nhân: ánh xạ tri thức tới hành động • Nhận đầu vào tri giác trả lại hành động cho truy xuất tác nhân 22 Các tác nhân hợp lý • Một tác nhân hợp lý ln làm điều • Điều gì? – Là tác nhân thành công – Làm để đo lường thành cơng? • Đo lường hiệu suất theo mục tiêu mơi trường • Đo lường hiệu suất giới máy hút bụi: – Lượng ô bẩn làm đơn vị thời gian – Năng lượng tiêu tốn việc di chuyển làm 23 Sự hợp lý • Ở thời điểm hợp lý phụ thuộc vào: – Đo lường hiệu suất – Các hành động cung cấp – Tri thức sẵn có mơi trường – Chuỗi tri giác cập nhật • Một tác nhân hợp lý chọn hành động làm cực đại giá trị mong đợi hiệu suất đo lường dựa vào chuỗi tri giác tri thức sẵn có 24 Mơi trường cơng việc (PEAS) • P: Đo lường hiệu suất – Định nghĩa mục tiêu • E: Mơi trường – Định nghĩa giới tác nhân • A: Truy xuất – Định nghĩa làm tác nhân thay đổi giới • S: Cảm biến – Định nghĩa làm tác nhân nhìn thấy giới Ví dụ: người lái xe taxi tự động • Các đo lường hiệu xuất: – An toàn, nhanh, luật, hành khách thoải mái, lợi nhuận cực đại • Môi trường – Đường, phương tiện giao thông khác, người bộ, thời tiết • Các truy xuất – Tay lái, ga, phanh, tín hiệu, còi, thiết bị hiển thị • Các cảm biến – Máy quay, LIDAR, RADAR, GPS, cảm biến động chuyển động Các kiểu mơi trường • Có thể quan sát đầy đủ quan sát phần: Các cảm biến có dò tất khía cạnh liên quan đến việc lựa chọn hành động • Tất định ngẫu nhiên: Trạng thái mơi trường có xác định hồn tồn trạng thái tại? • Phân đoạn liên tiếp: Kinh nghiệm tác nhân chia vào bước mà hành động tác nhân phụ thuộc vào phân đoạn tại? • Tĩnh động: Mơi trường thay đổi tác nhân chọn hành động? • Rời rạc liên tục: Đặc trưng áp dụng cho trạng thái mơi trường, cho cách thời gian vận hành cho tri giác/hành động tác nhân • Đơn đa tác nhân: Mơi trường có chứa tác nhân khác làm cực đại đo lường hiệu suất dựa vào hành động tác nhân khơng? Các kiểu mơi trường Trò chơi chữ Trò chơi cá Mua hàng ngựa trực tuyến Taxi Có thể quan sát đầy đủ đầy đủ ? phần Tất định tất định ngẫu nhiên ? ngẫu nhiên Phân đoạn liên tiếp liên tiếp liên tiếp liên tiếp Tĩnh tĩnh tĩnh động động Rời rạc rời rạc rời rạc rời rạc liên tục Tác nhân đơn đa Đa đa Thế giới máy hút bụi • Mơi trường: hình vng A B • Các tri giác: [vị trí nội dung] ví dụ [A, Dirty] • Các hành động: Left, Right, Suck Thế giới máy hút bụi Thế giới máy hút bụi Đây có phải tác nhân tốt cho công việc này? ... McGraw-Hill Companies, Inc., 19 97 – Đinh Mạnh Tường, Trí tuệ nhân tạo, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2002 Chương 1: Giới thiệu TTNT & Tác nhân thông minh I Giới thiệu TTNT 1. 1 Khái niệm TTNT 1. 2... M Minsky: Trí tuệ nhân tạo nhằm mơ máy tính hành động thơng minh người” • Hai quan điểm vai trò máy tính ngành trí tuệ nhân tạo: – Máy tính phương tiện mơ để thử mơ hình hay định lý – Máy tính... đưa khái niệm trí tuệ nhân tạo” – Chương trình TTNT có nguồn gốc từ lý thuyết lơgíc, từ trò chơi cờ – Ngơn ngữ lập trình LISP đời, phù hợp với nhu cầu xử lý đặc trưng TTNT 15 1. 2 Lịch sử TTNT