8/26/2012 1 Tuần 1 (Week 1) Pham Van Hai Email: haivnu@yahoo.com 1 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp  Mã MãMã Mã s ss số: :: : IT4361  Kh KhKh Khối ii i lư lưlư lượng ngng ng: 2 ◦ Lý thuyết: 30 giờ ◦ Bài tập/BTL: 15 giờ (dự án theo nhóm môn học) ◦ Thí nghiệm: 0  Yêu YêuYêu Yêu c cc cầu uu u: SV tham gia > 85% lớp học 2 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp  Học phần nhằm cung cấp sinh viên những kỹ thuật cơ bản nhằm xây dựng các bộ sinh hệ cơ sở tri thức (công cụ tạo lập hệ cơ sở tri thức, hệ cơ sở tri thức vỏ, hệ cơ sở tri thức rỗng), trên cơ sở đó cài đặt các hệ cơ sở tri thức ứng dụng cụ thể.  Học phần còn yêu cầu sinh viên thực hiện, thể nghiệm các hệ cơ sở tri thức ứng dụng sử dụng môi trường/ngôn ngữ lập trình cụ thể. Học phần giúp sinh viên nắm được các khái niệm cơ bản về hệ cơ sở tri thức, biết cách phân tích, thiết kế và xây dựng các hệ chuyên gia/hệ cơ sở tri thức ứng dụng. 3 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 8/26/2012 2  Nội dung học phần bao gồm các phần cơ bản sau:  ại cương về hệ cơ sở tri thức (Cấu trúc một hệ cơ sở tri thức)  Quá trình tạo lập hệ cơ sở tri thức  Sự khác biệt giữa hệ cơ sở tri thức và các hệ tin học truyền thống  Các lớp bài toán thực tế  Phạm vi áp dụng  Thu thập tri thức; Quản trị tri thức; Mô tơ suy diễn; Giao diện hệ thống; Mô đun giải thích;  Các bước xây dựng hệ cơ sở tri thức ứng dụng; 4 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp  1 11 1 . Stuart Russell, Peter Norvig, “Artificial Intelligence: A modern approach”, Pearson Education, 2007  2. Donald Waterman. A guide to Expert System Addision - Wesley Publishing company, 1987.  3. Bruce G.Buchanan, Edward h. Shortliffe. Rule - based ES: The MTCIN experirments of the Standford heuristic programming project, Addision - Wesley Publishing company, 1988.  4. Robert I. Levine, Diane E. Drang, Biarry Edelson. A compehensive guide to AI & ES, Mc. Graw - Hill book company, 1999  5. Michel Gondran. An introduction to ES, McGraw Hill Book Com.,1984  6. S. Weiss, C. Kulikowski. A practical guide to desining ES, Rowman & Allanhed Publishers, 1988  7. I. Bratko. PROLOG programming for AI, Addision - Wesley Publishing company, 1986  8. A. Kabbaj. IA en LISP et PROLOG, Masson. 1991  9. A. Walker, M. Mc Cord, J. Sowa, W. Wilson. Knowledge Systems and Prolog, Addison- Wesley Publishing company, 1987  10. Jean - Louis Ermine. Systèmes Experrs: Technique et Documentation, Lavoisier, 1989  11. W. Black. Systèmes intelligents basés sur connaissance, Maisson, 1985.  12. Nguyễn Thanh Thủy, “Kỹ nghệ xử lý tri thức và hệ cơ sở tri thức”, HBKHN  13. http://opencyc.org/doc/tut/?expand_all=1 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 5 6 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp DECISION SUPPORT DECISION SUPPORT DECISION SUPPORT DECISION SUPPORT SYSTEMS SYSTEMSSYSTEMS SYSTEMS 8/26/2012 3 7 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp Computer Inputs Outputs Các hệ CSTT Knowledge Base Systems Quản lý tri thức Knowledge Management Khám phá tri thức Knowledge Discovery Tiếp nhận và tối ưu hóa CSTT Cấu trúc của một Hệ CSTT Các kỹ thuật để khám phá tri thức  Hệ CSTT là chương trình máy tính được thiết kế để giải quyết các vấn đề của chuyên gia  Hệ CSTT là hệ thống dựa trên tri thức để giải quyết các bài toán phức tạp và các tri thức của chuyên gia.  Hệ CSTT bao gồm: ◦ Cơ sở tri thức (tri thức chuyên gia): sự kiện, các luật, và các khái niệm ◦ ộng cơ suy diễn (lập luận): mô hình hóa các lập luận của chuyên gia Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 8 9 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp ưa ưaưa ưa tri tri tri tri th thth thức cc c vào vàovào vào máy máymáy máy tính tínhtính tính Nhận thức: bằng cách tiếp nhận và tối ưu hóa CSTT 8/26/2012 4 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 10 Bộ tiếp nhận tri thức Knowledge editor Chuyên gia Expert Vùng nhớ làm việc Working memory ộng cơ suy diễn Inference Engine Tìm kiếm Search iều khiển Control Bộ xử lý ngôn ngữ tự nhiên Natural Processing Language Hệ giải thích Explanation system Giao diện Interface Tri thức Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 11 N NN Nội ii i dung dungdung dung Chương ChươngChương Chương trình trìnhtrình trình truy truytruy truyền nn n th thth thống ngng ng H HH Hệ CSTT CSTTCSTT CSTT Cấu trúc Tập các dòng lệnh thông qua thuật toán cụ thể Khối tri thức <-> CSTT Khối điều khiển <-> ộng cơ suy diễn Tính phức tạp Bài toán cụ thể, cơ bản Thuật toán <-> cài đặt Bài toán phức tạp Kinh nghiệm, tri thức mới được cập nhật Qui trình cài đặt Chuẩn phần mềm: cấu trúc, hướng đối tượng Xây dựng hệ CSTT theo miền ứng dụng cụ thể Phạm vi Ứng dụng nhỏ và vừa mang tính cụ thể Ứng dụng lớn, phức tạp giống tư duy của bộ não con người Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 12 H HH Hệ CSTT CSTTCSTT CSTT Knowledge Based Knowledge Based Knowledge Based Knowledge Based System SystemSystem System Diễn giải Intepration Dự báo Forecast/ Prediction Chuẩn đoán Diagnosics Kế hoạch, giám sát Planning/ mornitoring Giảng dạy Instruction Tối ưu Optimization Phân loại Classification Lựa chọn Selection Một số loại khác Others 8/26/2012 5  1. Dự báo đường chứng khoán VN index/ SP500 / Nasdaq  2. Hệ chuyên gia chuẩn đoán bệnh  3. Dự báo thời tiết, thiên tai và thảm họa  4. Bán hàng trực tuyến thông minh qua mạng  5. Tính toán hiệu năng máy khoan hầm / mỏ  6. Hệ thống học trực tuyến thông minh  7. Giám sát tiến độ dự án  etc Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 13  SV chọn một trong các bài toán ứng dụng thực tế trên cơ sở:  1. Bài toán truyền thống đã có  2. Bài toán áp dụng hệ CSTT  So sánh yêu cầu giữa hai kiểu bài toán truyền thống và hệ CSTT  Phân tích các yêu cầu thực tế của bài toán ứng dụng đó Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 14  Chuẩn bị: 4-5 sinh viên hình thành 01 nhóm  Chọn bài tập lớn – dự án theo nhóm  Trình bày và thảo luận ý tưởng bài tập dự án môn học Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 15 8/28/2012 1 Tuần 2 (Week 2) Pham Van Hai Email: haivnu@yahoo.com 1 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp  T TT Tập pp p các cáccác các s ss sự ki kiki kiện nn n (Facts) (Facts)(Facts) (Facts)  F={f F={fF={f F={f 1 11 1 ,f ,f,f ,f 2 22 2 ,…,f ,…,f,…,f ,…,f m mm m } } } } là làlà là t tt tập pp p các cáccác các s ss sự ki kiki kiện nn n ◦ f ff f 1 11 1 : : : : s ss sự ki kiki kiện nn n A AA A ◦ f ff f 2 22 2 : : : : s ss sự ki kiki kiện nn n B B B B ◦ … …… … ◦ f ff f m mm m : : : : s ss sự ki kiki kiện nn n n nn n  T TT Tập pp p lu lulu luật tt t ( (( (Rulebases RulebasesRulebases Rulebases) )) )  R1: IF <condition 1> THEN <action 1> R1: IF <condition 1> THEN <action 1>R1: IF <condition 1> THEN <action 1> R1: IF <condition 1> THEN <action 1>  R2: IF <condition 2> THEN <action 2> <condition 2> THEN <action 2><condition 2> THEN <action 2> <condition 2> THEN <action 2>  … …… …  Rn: IF <condition n> THEN <action n> <condition n> THEN <action n><condition n> THEN <action n> <condition n> THEN <action n> 2 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp  Mô tả luật ( Rule): một luật bao gồm nhiều sự kiện được chia làm 2 phần:  IF IF IF IF Gi GiGi Giả thi thithi thiết tt t THEN THEN THEN THEN K KK Kết tt t lu lulu luận nn n  Gi GiGi Giả thi thithi thiết tt t đư đưđư được cc c k kk kết tt t n nn nối ii i các cáccác các toán toántoán toán t tt tử AND AND AND AND ho hoho hoặc cc c NOT NOTNOT NOT Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 3 8/28/2012 2  Bài BàiBài Bài t tt tập pp p trên trêntrên trên l ll lớp pp p:  1. Tạo lập hệ CSTT dự báo thời tiết và thiên tai  2. Tạo lập hệ CSTT kiểm tra máy chủ mạng  Sinh viên làm bài tập 10 phút và thảo luận trên lớp Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 4  Các sự kiện của tập F  f 1 = nắng  f 2 = mây  f 3 = gió  f 4 = sét  f 5 = sao  f 6 = trăng  f 7 = sương  ……  f m = hiện-tượng Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 5 R 1 : IF gió to AND mưa nhiều THEN bão …………………………………………. ………………………………………… Tập luật R R m : IF <hiện tượng> AND hiện tượng khác> THEN <kết quả dự báo> Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 6 Tri Tri Tri Tri th thth thức cc c th thth thủ t tt tục cc c Mô tả cách thức giải quyết vấn đề hoặc công việc cụ thể Tri Tri Tri Tri th thth thức cc c khai khaikhai khai báo báobáo báo Mô tả vấn đề đó như thế nào Siêu SiêuSiêu Siêu tri tri tri tri th thth thức cc c Mô tả tri thức về tri thức Tri Tri Tri Tri th thth thức cc c Heuristics HeuristicsHeuristics Heuristics Mô tả tri thức về tri thức Tri Tri Tri Tri th thth thức cc c c cc cấu uu u trúc trúctrúc trúc Mô tả tri thức có cấu trúc 8/28/2012 3 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 7 Ti TiTi Tiếp pp p nh nhnh nhận nn n tri tri tri tri th thth thức cc c Th ThTh Thụ đ đđ động ngng ng ( (( (đóng đóngđóng đóng) )) ) -Tri thức kinh nghiệm -Tri thức gián tiếp Ch ChCh Chủ đ đđ động ngng ng ( (( (m mm mở) )) ) -Tri thức tự phân tích suy diễn -Khám phá tri thức mới Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 8 Cơ CơCơ Cơ s ss sở tri tri tri tri th thth thức cc c Knowledge Base Knowledge Base Knowledge Base Knowledge Base •Các định nghĩa, định lý •Các tiên đề   ộng ngng ng cơ cơcơ cơ suy suysuy suy di didi diễn nn n Inference Engine Inference Engine Inference Engine Inference Engine •Các định nghĩa, định lý •Các tiên đề H HH Hệ CSTT CSTTCSTT CSTT Knowledge Base System Knowledge Base SystemKnowledge Base System Knowledge Base System •Chứng minh •Các kết quả mới ưa các chứng minh và kết quả mới vào CSTT  Hệ CSTT dựa vào logic mệnh đề và logic vị từ  Hệ CSTT dựa vào luật dẫn  Hệ CSTT dựa trên đối tượng  Hệ CSTT dựa trên Frame  Hệ CSTT dựa trên mạng ngữ nghĩa  Hệ CSTT kết hợp phương pháp biểu diễn  Hệ CSTT kết hợp với Cơ sở dữ liệu Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 9 8/28/2012 4  Hệ chuyên gia  Hệ trợ giúp quyết định  Hệ logic mờ  Hệ thống thông minh  Intelligent Hybrid System Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 10 Thảo luận các ứng dụng tại lớp  Chuẩn bị: 4-5 sinh viên hình thành 01 nhóm  Chọn bài tập lớn – dự án theo nhóm  Trình bày tên dự án bài tập lớn môn học  Trình bày ý tưởng dự án –bài tập lớn môn học  Thông tin học liệu môn học:  http://ritsumei.academia.edu/HaiVPham/Teaching/ Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 11 9/11/2012 1 Tuần 3&4 (Week 3&4) Pham Van Hai Email: haivnu@yahoo.com 1 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp  Hệ MYCIN là một hệ chuyên gia ra đời từ những năm 1970 tại đại học Standford, Hoa Kỳ.  MYCIN sử dụng hệ lập luận gần đúng để xử lý các luật và diễn giải dựa trên độ đo chắc chắn  Nguồn học liệu: ◦ The MYCIN Experiments of the Stanford Heuristic Programming Project ◦ Website http://aitopics.net/RuleBasedExpertSystems Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 2 (Trích nguồn tài liệu: The MYCIN Experiments of the Stanford Heuristic Programming Project) Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 3 [...]... Thu th p cơ s tri th c (Knowledge Acquisition) Bi u di n tri th c (Knowledge Representation) Ki m tra và ánh giá (Test and Evaluation) V n hành và b o trì (Operation and Maintainance) Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 8 Thu th p cơ s tri th c (Knowledge Acquisition) ◦ Là thành ph n chính c a h chuyên gia /h CSTT ◦ Quá trình di n ra do k sư tri th c m nhi m bi u di n các thông tin và tri th c c... i và kh năng ph n h i nhanh chóng c a t ch c.” Qu n lý tri th c là Quá trình ki n t o, chia s , thác, khai thác, s d ng và phát tri n ngu n tài s n tri th c trong t ch c Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 3 1 10/2/2012 Làm thế nào để quản lý và thao tác xử lý hệ CSTT/ hệ chuyên gia hoạt động hiệu quả? Tính dư th a Tính úng T ch c lưu tr n tri th c Phân tán CSTT & m c bi u di n thông tin Hai V Pham... u tr cúm như th nào? Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 4 Sources: Stanford Univ Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 5 Cơ ch suy di n lùi (Backward changing) ◦ ưa gi thuy t sau ó ki m ch ng ◦ T p trung vào k t qu sau ó r i tìm trong cơ s thích áng v i bài toán ang xét tri th c Các s ki n, lu t, các k thu t suy di n nh m di n gi i tình hu ng cho ngư i s d ng h th ng d a trên lý thuy t ch c ch... và cách bi u di n tri th c ng cơ suy di n, các lu t và di n gi i c a lu t Sơ ki n trúc h th ng (system architecture) ◦ Chu n b n p báo cáo d án môn h c gi a kỳ Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 13 5 10/2/2012 Pham Van Hai Tu n 7 (Week 7) Email: haivnu@yahoo.com Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 1 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 2 Lotus- IBM ưa ra khái ni m: “Qu n lý tri th c là m t ng... CF(R1) = 0,5 CF(A) = 0,25 R2: C D CF(R2) = 0,25 CF(C) =0,5 R3: (- F) G CF(R3) = 0,75 CF(F) = -0 ,5 R4: (B∧-D)∨I J CF(R4) = 0,25 CF(I) = 0,4 a Tính CF(J)=? b Bi u di n m ng ng nghĩa cho các lu t Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 6 2 9/25/2012 Công c (Tools) Chuyên gia (Expert) Công c t o l p h chuyên gia (Tools for creating KBs) K s x lý tri th c gia/ H CSTT / H chuyên gia/ Knowledge Based Systems... sư tri th c m nhi m bi u di n các thông tin và tri th c c a chuyên gia cho máy tính hi u ư c ◦ Quá trình tích lũy các tri th c c a chuyên gia ưa vào h th ng Tri th c c a chuyên gia Kinh nghi m gi i quy t v n Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp Kinh nghi m và phương pháp th c hi n Tri th c chuyên sâu 9 3 9/25/2012 S d ng các lu t s n xu t (Rule production) ◦ IF AND/OR THEN < Action>... i m: ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ Yêu c u thông tin v lâm sàng, > 450 lu t (Rules) Tri th c chuyên gia v lĩnh v c kháng sinh Kh năng phán oán Suy lu n nh ng tri th c hi n có ưa ra phán oán và l i khuyên Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 5 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 6 2 9/11/2012 CSDL tĩnh (Static Database) Static DB bao g m: •Rules •Meta-Rules •Templates •Rule Properties •Context Properties •Knowledge... và cách bi u di n tri th c 4 ng cơ suy di n, các lu t và di n gi i c a lu t 5 Sơ ki n trúc h th ng (system architechture) Ghi chú: các m c nêu trên có th thêm, b t ho c thay i tùy thu c vào m i d án Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 12 4 9/25/2012 Pham Van Hai Tu n 6 (Week 6) Email: haivnu@yahoo.com Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 1 Lu t có d ng NOT CF(e) CF(NOT e) = - CF(e) K t h p các... (c) CF(e) là do ch c ch n c a ch ng c CF(r) là o ch c ch n c a lu t suy di n Khi dó: CF(c) là o ch c ch n c a k t lu n CF(c) = CF(e) * CF(r) CF(c) ∈ [-1 ,1] ư c k t lu n như sau: i lư ng CF ti n v 1 cho th y s tin tư ng k t lu n là úng i lư ng CF ti n v -1 cho th y s tin tư ng k t lu n là không úng i lư ng CF b ng 0 k t lu n ý ki n trung l p Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 9 3 9/18/2012 Lu t ghép... Built by Consultation System Used by Explanation System Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 8 M ng ng nghĩa là m t phương pháp bi u di n tri th c s d ng th (grapth) trong ó: ◦ Nút (node) bi u di n i tư ng (object) ◦ Cung bi u di n quan h gi a các i tư ng là Tri u ch ng Hi n tư ng C m cúm S t do Th i ti t thay i Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp 9 3 9/11/2012 Hai V Pham hai@spice.ci.ritsumei.ac.jp . kỹ thuật cơ bản nhằm xây dựng các bộ sinh hệ cơ sở tri thức (công cụ tạo lập hệ cơ sở tri thức, hệ cơ sở tri thức vỏ, hệ cơ sở tri thức rỗng), trên cơ sở đó cài đặt các hệ cơ sở tri thức ứng. nào Siêu SiêuSiêu Siêu tri tri tri tri th thth thức cc c Mô tả tri thức về tri thức Tri Tri Tri Tri th thth thức cc c Heuristics HeuristicsHeuristics Heuristics Mô tả tri thức về tri thức Tri Tri Tri Tri. một hệ cơ sở tri thức)  Quá trình tạo lập hệ cơ sở tri thức  Sự khác biệt giữa hệ cơ sở tri thức và các hệ tin học truyền thống  Các lớp bài toán thực tế  Phạm vi áp dụng  Thu thập tri thức;