Máy nhìn và ngôn ng.. Các mô hình th n kinh.[r]
(1)Chương 0 M Đ UỞ Ầ 1. T ng quan v khoa h c Trí tu nhân t oổ ề ọ ệ ạ
Trong Công Ngh Thơng Tin, Trí Tu Nhân T o (Artificial Intelligence) làệ ệ
m t ngành m i, nh ng phát tri n r t m nh m đem l i nhi u k t qu toộ ể ấ ẽ ề ế ả
l n Con ngớ ười thường t cho sinh v t thơng minh kh trí tuự ậ ả ệ
đóng vai trị quan trong cu c s ng Trong văn h c t ng có nh ngộ ố ọ ữ
câu chuy n đ cao v trí thơng minh c a ngệ ề ề ủ ười
Trí Tu Nhân T o ch m i hình thành t năm 1956 Tuy nhiên, vi c nghiênệ ỉ ệ
c u trí tu có t lâu Trên 2000 năm trứ ệ ước, nhà tri t h c tìm hi u vế ọ ể ề
cách th c nhìn nh n, h c t p, nh suy lý Vi c đ i c a máy tính n tứ ậ ọ ậ ệ ủ ệ
vào nh ng năm 50 c a th k 20 sinh khuynh hữ ủ ế ỷ ướng đ a lĩnh v cư ự
nghiên c u trí tu v v n đ lý thuy t th c nghi m máy.ứ ệ ề ấ ề ế ự ệ 1.1 Đ i tố ượng m c tiêu nghiên c u c a trí tu nhân t o.ụ ứ ủ ệ ạ
Trí tu nhân t o nghiên c u v cách hành x thông minh (intelligentệ ứ ề
behaviour) v i m c tiêu xây d ng lý thuy t đ y đ v thơng minh đ cóớ ụ ự ế ầ ủ ề ể
th gi i thích để ả ược ho t đ ng thông minh c a sinh v t áp d ng đạ ộ ủ ậ ụ ược hi u bi t vào máy móc nói chung, nh m ph c v cho ngể ế ằ ụ ụ ười
- V m t k thu tề ặ ỹ ậ : T o máy thông minh đ gi i quy t v n đạ ể ả ế ấ ề
th c t dùng k thu t AI.ự ế ỹ ậ
- Khoa h c:ọ Phát tri n khái ni m thu t ng đ hi u để ệ ậ ữ ể ể ược hành x thông minh c a sinh v t.ử ủ ậ
1.2 Vai trị c a Trí Tu Nhân T o ủ ệ ạ
Trí tu nhân t o bao quát r t nhi u lĩnh v c nghiên c u h p Nó nghiênệ ấ ề ự ứ ẹ
c u t lĩnh v c t ng quát nh máy nh n bi t, suy lu n logic, đ n bàiứ ự ổ ậ ế ậ ế
(2)hoá x lý tri th c nh phử ứ ương pháp thu c lĩnh v c mang tínhộ ự
người
Trí tu nhân t o nghiên c u k thu t làm cho máy tính có th “suy nghĩệ ứ ỹ ậ ể
m t cách thông minh” mô ph ng trình suy nghĩ c a ngộ ỏ ủ ười đ aư
ra nh ng quy t đ nh, l i gi i Trên c s đó, thi t k chữ ế ị ả ế ế ương trình cho máy tính đ gi i quy t toán.ể ả ế
S đ i phát tri n c a Trí tu nhân t o t o m t bự ể ủ ệ ạ ộ ước nh y v tả ọ
v ch t k thu t k ngh x lý thơng tin Trí tu nhân t o làề ấ ỹ ậ ỹ ệ ệ
c s c a công ngh x lý thông tin m i, đ c l p v i công ngh x lý thôngơ ủ ệ ộ ậ ệ
tin truy n th ng d a văn b n gi y t Đi u đề ố ự ả ấ ề ược th hi n qua cácể ệ
m t sau:ặ
- Nh nh ng công c hình th c hố (các mơ hinh logic ngơn ng , logicờ ữ ụ ứ ữ
m , ), tri th c th t c tri th c mơ t có th bi u di n đờ ứ ủ ụ ứ ả ể ể ễ ược máy Do v y trình gi i toán đậ ả ược ti n hành h u hi u h n.ế ữ ệ
- Mơ hình logic ngôn ng m r ng kh ng d ng c a máy tínhữ ộ ả ứ ụ ủ
trong lĩnh v c đòi h i tri th c chuyên gia trình đ cao, r t khó nh : yự ỏ ứ ộ ấ
h c, sinh h c, đ a lý, t đ ng hóa ọ ọ ị ự ộ
- M t s ph n m m trí tu nhân t o th hi n tính thích nghi tính m mộ ố ầ ề ệ ể ệ ề
d o đ i v i l p toán thu c nhi u lĩnh v c khác ẻ ố ớ ộ ề ự
- Khi máy tính trang b ph n m m trí tu nhân t o ghép m ngị ầ ề ệ ạ
s cho phép gi i quy t nh ng toán c l n phân tán.ẽ ả ế ữ ỡ 1.3 Các k thu t Trí tu nhân t o ỹ ậ ệ ạ
Có nhi u k thu t nghiên c u, phát tri n ngành khoa h c Trí tu nhân t o.ề ỹ ậ ứ ể ọ ệ
Tuy v y, k thu t Trí tu nhân t o thậ ỹ ậ ệ ường ph c t p cài đ t ặ ụ
th , lý k thu t thiên v x lý ký hi u tể ỹ ậ ề ệ ượng tr ng đòiư
(3)Do v y, k thu t Trí tu nhân t o hậ ỹ ậ ệ ướng t i khai thác nh ng tri th cớ ữ ứ
v lĩnh v c quan tâm đề ự ược mã hoá máy cho đ t đạ ược m c đứ ộ
t ng quát; d hi u, d di n đ t thông qua ngôn ng chuyên môn g n gũi v iổ ễ ể ễ ễ ữ ầ
ngôn ng t nhiên; d s a đ i, hi u ch nh, d s d ng, khai thác nh m thuữ ự ễ ổ ệ ỉ ễ ụ ằ
h p kh c n xét đ t i l i gi i cu i cùng.ẹ ả ầ ể ả ố Các k thu t Trí tu nhân t o c b n bao g m :ỹ ậ ệ ạ ơ ả ồ
- Lý thuy t gi i tốn suy di n thơng minh:ế ả ễ Lý thuy t gi i bàiế ả
toán cho phép vi t chế ương trình gi i câu đ , ch i trị ch i thơngả ố ơ
qua suy lu n mang tính ngậ ười; h th ng ch ng minh đ nh lý.ệ ố ứ ị
Ngoài h th ng h i đáp thơng minh cịn cho phép l u tr x lýệ ố ỏ ữ
kh i lố ượng l n thông tin.ớ
- Lý thuy t tìm ki m may r i: ế ế ủ Lý thuy t bao g m phế ương
pháp k thu t tìm ki m v i s h tr c a thông tin ph đ gi i bàiỹ ậ ế ự ỗ ợ ủ ụ ể ả
tốn m t cách có hi u qu ộ ệ ả
- Các ngơn ng v Trí tu nhân t o:ữ ề ệ ạ Đ x lý tri th c ngể ứ ười ta không ch s d ng ngơn ng l p trình dùng cho x lý d li uỉ ụ ữ ậ ữ ệ
s , mà c n có ngôn ng khác Các ngôn ng chuyên d ng cho phépố ầ ữ ữ ụ
l u tr x lý thông tin ký hi u M t s ngôn ng đư ữ ệ ộ ố ữ ược nhi u ngề ười bi t đ n IPL.V,LISP, PROLOG.ế ế
- Lý thuy t th hi n tri th c h chuyên gia:ế ể ệ ứ ệ Trí tu nhân t o làệ
khoa h c v th hi n s d ng tri th c M ng ng nghĩa, lọ ề ể ệ ụ ứ ữ ược đ ,ồ
logic v t , khung phị ương pháp th hi n tri th c thông d ng.ể ệ ứ ụ
Vi c g n li n cách th hi n s d ng tri th c c s hình thành hệ ắ ề ể ệ ụ ứ ệ
chuyên gia
- Lý thuy t nh n d ng x lý ti ng nói:ế ậ ạ ử ế Giai đo n phát tri n đ uạ ể ầ
(4)h c, nh n d ng theo phọ ậ ương pháp hàm th , dùng máy nh n d ng ngế ậ ứ
d ng c a phụ ủ ương pháp vi c nh n d ng ch vi t, âm thanh.ệ ậ ữ ế - Người máy: Cu i nh ng năm 70, ngố ữ ười máy công nghi p đ tệ
được nhi u ti n b Ngề ế ộ ười máy có b ph n c m nh n c chộ ậ ả ậ ế
ho t đ ng đạ ộ ược n i ghép theo s u n thông minh Khoa h c vố ự ề ể ọ ề
c h c Trí tu nhân t o ọ ệ ược tích h p khoa h c ngợ ọ ười máy
- Tâm lý h c x lý thông tin :ọ ử Các k t qu nghiên c u c a tâm lý h cế ả ứ ủ ọ
giúp Trí tu nhân t o xây d ng c ch tr l i theo hành vi, có ýệ ự ế ả
th c; giúp cho vi c th c hi n suy di n mang tính ngứ ệ ự ệ ễ ười
- Ngoài ra, x lý danh sách, k thu t đ quy, k thu t quay lui xử ỹ ậ ệ ỹ ậ ử lý cú pháp hình th cứ nh ng k thu t c b n c a tin h c truy nữ ỹ ậ ả ủ ọ ề
th ng có liên quan tr c ti p đ n Trí tu nhân t o.ố ự ế ế ệ 2 L ch s phát tri n c a Trí Tu Nhân T o.ị ử ể ủ ệ ạ
L ch s c a Trí tu nhân t o cho th y ngành khoa h c có nhi u k tị ủ ệ ấ ọ ề ế
qu đáng ghi nh n Theo m c phát tri n, ngả ậ ố ể ười ta th y Trí tu nhânấ ệ
t o đạ ược sinh t nh ng năm 50 v i s ki n sau:ừ ữ ự ệ
• Turing coi người khai sinh ngành Trí tu nhân t o b i phát hi nệ ệ
c a ơng v máy tính có th l u tr chủ ề ể ữ ương trình d li u.ữ ệ
• Tháng 8/1956 J.Mc Carthy, M Minsky, A Newell, Shannon Simon ,… đ a khái niêm “trí tu nhân t o” ệ
• Vào kho ng năm 1960 t i Đ i h c MIT (Massachussets Institure ofả ạ ọ
Technology) ngôn ng LISP đ i, phù h p v i nhu c u x lý đ cữ ợ ầ ặ
tr ng c a trí tu nhân t o - ngơn ng l p trình đ u tiên dùng choư ủ ệ ữ ậ ầ
trí tu nhân t o.ệ
• Thu t ng Trí tu nhân t o đậ ữ ệ ược dùng đ u tiên vào năm 1961 t iầ
(5)• Nh ng năm 60 giai đo n l c quan cao đ v kh làm cho máyữ ạ ộ ề ả
tính bi t suy nghĩ Trong giai đo n ngế ười ta ch ng ki nứ ế
(6)Ngày nay, th gi i chuy n nh ng nghiên c u v Trí tuế ể ữ ứ ề ệ
nhân t o Ch c ch n r ng máy tính v i trí tu nh ngạ ắ ắ ằ ệ ườ ẽi s tác đ ngộ
m nh đ n cu c s ng xã h i.ạ ế ộ ố ộ 4 Các khái ni m c b n:ệ ơ ả
Trí tu ngệ ười (Human Intelligence): Cho đ n có hai khái ni m v tríế ệ ề
tu ngệ ườ ượi đ c ch p nh n s d ng nhi u nh t, là:ấ ậ ụ ề ấ
• Khái ni m trí tu theo quan m c a Turingệ ệ ể ủ
“Trí tu nh ng có th đánh giá đệ ữ ể ược thông qua tr c nghi m thơngắ ệ
minh”
• Khái ni m trí tu đ a t n bách khoa toàn th :ệ ệ ụ ể
“Trí tu kh năng:ệ ả
Ph n ng m t cách thích h p nh ng tình hu ng m i thông qua hi u ch nhả ứ ộ ợ ữ ố ệ ỉ
hành vi m t cách thích đáng.ộ
Hi u rõ nh ng m i liên h qua l i c a s ki n c a th gi i bên ngoàiể ữ ố ệ ủ ự ệ ủ ế
nh m đ a nh ng hành đ ng phù h p đ t t i m t m c đích đó.ằ ữ ộ ợ ộ ụ
Nh ng nghiên c u chuyên gia tâm lý h c nh n th c ch r ng trìnhữ ứ ọ ậ ứ ỉ ằ
ho t đ ng trí tu c a ngạ ộ ệ ủ ười bao g m thao tác c b n:ồ ả
1 1- Xác đ nh t p đích (goals).ị ậ
2 2- Thu th p s ki n (facts) lu t suy di n (inference rules) đ đ tậ ự ệ ậ ễ ể
được đích đ t ra.ặ
3- Thu g n (pruning) trình suy lu n nh m xác đ nh t p suy di n cóọ ậ ằ ị ậ ễ
th s d ng để ụ ược
4- Áp d ng c ch suy di n c th (inference mechanisms) đ đ aụ ế ễ ụ ể ể
các s ki n ban đ u đ n đích.ự ệ ầ ế
Trí tu máy:ệ khơng có m t đ nh nghĩa t ng quat, nh ng có th nêuộ ị ổ ể
các đ c tr ng chính:ặ
(7)2- Kh mô ph ng hành vi c a ngả ỏ ủ ười
3- Kh tr u tả ượng hoá, t ng quát hoá suy di n ổ ễ
4- Kh t gi i thích hành vi.ả ự ả
5- Kh thích nghi tình hu ng m i k c thu n p tri th c d li u.ả ố ể ả ứ ữ ệ
6- Kh x lý bi u di n hình th c nh ký hi u tả ể ễ ứ ệ ượng tr ng.ư
7- Kh s d ng tri th c heuristic.ả ụ ứ
8- Kh x lý thông tin khơng đ y đ , khơng xácả ầ ủ 5 M t s chuyên ngành c a Trí tu nhân t o:ộ ố ủ ệ ạ
1 Các phương pháp tìm ki m l i gi i.ế ả
2 H chuyên giaệ
3 Máy nhìn ngơn ng ữ
4 Lý thuy t nh n d ng.ế ậ
5 Các mô hình th n kinh.ầ