Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập lớn: Xây dựng hệ chuyên gia tư vấn mua điện thoại di động tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ á...
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG BÀI TẬP LỚN TRÍ TUỆ NHÂN TẠO ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ CHUYÊN GIA TƯ VẤN MUA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG SVTH :Nguyễn Thị Thúy 20082599 Phạm Khương Duy 20080459 Lớp : HTTT – K53 GVHD : TS Nguyễn Nhật Quang Hà Nội, tháng 11 năm 2012 Trí tuệ nhân tạo Mục lục KẾ HOẠCH THỰC HIỆN Giới thiệu toán III- Cơ sở lý thuyết Biểu diễn tri thức Suy diễn tiến III- Giải toán Thu thập tri thức .7 Biểu diễn tri thức Suy diễn tiến IV- Cài đặt, demo chương trình 10 Cài đặt 10 Demo chương trình 11 V- Kết luận đánh giá 13 Các vấn đề gặp phải 13 Hướng phát triển đề tài 13 Đánh giá .13 TÀI LIỆU THAM KHẢO 14 Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 Trí tuệ nhân tạo KẾ HOẠCH THỰC HIỆN Thời gian thực Nội dung công việc Người thực 01/09/2012- 05/09/2012 Tìm hiểu đề xuất đề tài môn học Thúy 08/09/2012-20/09/2012 Thu thập tri thức xây dựng tập luật, liệu Duy 20/09/2012-31/10/2012 Viết chương trình Thúy 01/11/2012-08/11/2012 Viết báo cáo lần1 Duy 09/11-13/11/2012 Hoàn thiện báo cáo, viết slide Duy+ Thúy Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 Trí tuệ nhân tạo I- Giới thiệu toán - - - II- Hiện nay, khoa học công nghệ phát triển nhanh chóng làm thay đổi nhiều đời sống hàng ngày chúng ta.Ngày nay, ta thấy điện thoại di động dường vật bất ly thân người tầng lớp.Bởi đáp ứng nhiều nhu cầu người sống đại ngày từ nhu cầu thiết yếu trao đổi thông tin tới nhu cầu giải trí, tới phục vụ cho mục đích chuyên môn khác Những điện thoại ngày giúp người trao đổi thông tin mà cung cấp nhiều tiện ích khác: nghe nhạc, chụp hình, truy cập internet… Nhưng có nhiều hãng sản phẩm điện thoại di động đời với nhiều kiểu dáng màu sắc tính năng, giá cả… khiến cho việc việc lựa chọn điện thoại phù hợp với mục đích sử dụng, công việc, khả tài chính… trở nên khó khăn Hệ tư vấn mua điện thoại di động hỗ trợ cho người sử dụng chọn điện thoại phù hợp với cá nhân người sử dụng Cơ sở lý thuyết Biểu diễn tri thức - Biểu diễn tri thức (knowledge representation) lĩnh vực nghiên cứu quan trọng Trí tuệ nhân tạo Nhằm phát triển phương pháp, cách thức biểu diễn tri thức công cụ hỗ trợ việc biểu diễn tri thức - Có nhiều phương pháp biểu diễn tri thức, phải phụ thuộc vào tri thức cụ thể toán ta chọn phương pháp biểu diễn hợp lý Biểu diễn tri thức luật sản xuất (Production rules) Biểu diễn tri thức khung (Frames) Biểu diễn tri thức sử dụng mạng ngữ nghĩa(Semantic networks ) Biểu diễn tri thức ontology Các mô hình xác suất …………… - Khi biểu diễn tri thức cho toán, việc biểu diễn coi tốt chúng thỏa mãn yếu tố sau Tính hoàn chỉnh (Completeness) Tính ngắn gọn (Conciseness) Tính hiệu tính toán( Computational efficiency) Tính rõ ràng, dễ hiểu (Transparency) - Với toán cụ thể xét- toán tư vấn mua điện thoại di động, việc biểu diễn tri thức sử dụng luật phương pháp biểu diễn hợp lý Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 Trí tuệ nhân tạo 1.1 Biểu diễn tri thức dựa luật - Phương pháp biểu diễn tri thức luật sinh phát minh Newell Simon lúc hai ông cố gắng xây dựng hệ giải toán tổng quát Đây kiểu biểu diễn tri thức có cấu trúc, sử dụng phổ biến hệ sở tri thức - Ý tưởng tri thức cấu trúc cặp điều kiện – hành động: "NẾU điều kiện xảy THÌ hành động thi hành" - Trong biểu diễn tri thức sử dụng luật, ta cần xác định: Tập kiện F(Facts) {A1,A2, A3, …… An, B1,B2, B3, …… Bm } Tập luật R(rules) áp dụng kiện có dạng sau: IF A1 AND A2 AND … AND An THEN B (trong A1,A2, …… An, B) kiện F A1,A2, A3, …… An – gọi điều kiện (Conditions) B: kết luân(conclusion) - Trong biễu diễn tri thức dựa luật, chế suy luận luật sản xuất bao gồm hai chế : suy diễn tiến, suy diễn lùi Suy diễn tiến: trình suy luận xuất phát từ số kiện ban đầu, xác định kiện sinh từ kiện Suy diễn lùi: trình suy luận ngược xuất phát từ số kiện ban đầu, ta tìm kiếm kiện "sinh" kiện - Vấn đề tối ưu luật: Tập luật sở tri thức có khả thừa, trùng lặp nguy hiểm mâu thuẫn Dĩ nhiên hệ thống đổ lỗi cho người dùng việc đưa vào hệ thống tri thức Tuy việc tối ưu sở tri thức mặt tổng quát thao tác khó (vì tri thức thường có quan hệ không tường minh), giới hạn sở tri thức dạng luật, ta có số thuật toán đơn giản để loại bỏ vấn đề - Ưu điểm phương pháp biểu diễn tri thức dựa luật : Biểu diễn tri thức luật đặc biệt hữu hiệu tình hệ thống cần đưa hành động dựa vào kiện quan sát Nó có ưu điểm yếu sau : Các luật dễ hiểu nên dễ dàng dùng để trao đổi với người dùng (vì dạng tự nhiên ngôn ngữ) Có thể dễ dàng xây dựng chế suy luận giải thích từ luật Việc hiệu chỉnh bảo trì hệ thống tương đối dễ dàng Có thể cải tiến dễ dàng để tích hợp luật mờ -Nhược điểm phương pháp biểu diễn tri thức dựa luật Các tri thức phức tạp đôi lúc đòi hỏi nhiều (hàng ngàn) luật sinh Điều làm nảy sinh nhiều vấn đề liên quan đến tốc độ lẫn quản trị hệ thống Thống kê cho thấy, người xây dựng hệ thống trí tuệ nhân tạo thích sử dụng luật sinh tất phương pháp khác (dễ hiểu, dễ cài đặt) nên họ thường tìm Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 Trí tuệ nhân tạo cách để biểu diễn tri thức luật sinh cho dù có phương pháp khác thích hợp hơn! Đây nhược điểm mang tính chủ quan người Cơ sở tri thức luật sinh lớn làm giới hạn khả tìm kiếm chương trình điều khiển Nhiều hệ thống gặp khó khăn việc đánh giá hệ dựa luật sinh gặp khó khăn suy luận luật sinh Suy diễn tiến - - - Là hai chế chế suy luận luật sản xuất biểu diễn tri thức dựa luật Bài toán cần chứng minh:Với tập mệnh đề giả thiết (cơ sở tri thức) KB, cần suy mệnh đề kết luận Q Suy diễn tiến suy diễn dựa liệu nên phù hợp với toán đưa đinh, nhận dạng đối tượng… Ý tưởng suy diễn tiến: Lặp lại bước sau suy kết luận: Áp dụng luật có mệnh đề giả thiết thỏa mãn KB Bổ sung kết luận luật vào KB Sơ đồ thuật toán Những điểm cần ý cài đặt giải thuật suy diễn tiến Tránh vòng lặp cách kiểm tra xem mệnh đề có danh sách mệnh đề cần chứng minh chưa? Nếu không bổ sung lại nữa! Tránh việc chứng minh lặp lại mệnh đề Mệnh đề chứng minh trước chứng minh trước thỏa mãn KB Ưu điểm suy diễn tiến Ưu điểm suy diễn tiến làm việc tốt toán chất thu thập thông tin thấy điều cần suy diễn Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 Trí tuệ nhân tạo Suy diễn tiến cho khối lượng lớn thông tin từ số thông tin ban đầu Nó sinh nhiều thông tin Suy diễn tiến tiếp cận lý tưởng loại toán cần giải nhiệm vụ lập kế hoạch, điều hành điều khiển diễn dịch - Nhược điểm suy diễn tiến Một nhược điểm hệ thống suy diễn tiến không cảm nhận vài thông tin quan trọng Hệ thống hỏi câu hỏi hỏi mà câu đến kết luận Hệ thống hỏi câu không liên quan Có thể câu trả lời quan trọng, làm người dùng lúng túng phải trả lời câu không dính đến chủ đề III- Giải toán Thu thập tri thức - - Thu thập tri thức bước quan trọng mở đầu cho toán, đặc biệt toán tư vấn định Các tri thức cụ thể toán tư vấn mua điện thoại di động Dựa liệu điện thoại di động bao gồm: kiểu dáng, màu sắc, hãng sản xuất, giá tiền, tính …… Dữ liệu người sử dụng: tuổi tác, nghề nghiệp, giới tính, sở thích……… Thông tin: mục đích sử dụng, giá tiền, màu sắc phù hợp Tri thức: liệu điện thoại phù hợp với liệu người sử dụng Ví dụ: người sử dụng nữ giới thường thích màu sắc màu hồng Người sử dụng nam giới thường thích màu đen ……………… Cách thức thu thập thông tin: Dựa tìm kiếm thông tin: internet liệu điện thoại di động (kiểu dáng, màu sắc, hãng sản xuất, giá tiền, tính ) Dựa hỏi đáp: liệu người sử dụng(tuổi tác, nghề nghiệp, giới tính, sở thích….) Dựa thống kê để đưa tri thức Biểu diễn tri thức - Trong toán cụ thể tư vấn mua điện thoại di động phương pháp biểu diễn tri thức luật phương pháp biểu diễn hợp lý Tập kiện F bao gồm nhóm kiện sau: Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 Trí tuệ nhân tạo Giá tiền : Màu sắc Kiểu dáng Hãng sản xuất Tính Giới tính người sử dụng Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 Trí tuệ nhân tạo Nghề nghiệp Sở thích Điện thoại - Điện thoại bao gồm kiện D1,D2………… D115 Tập luật toán bao gồm 154 luật kèm theo file Rule.txt Cú pháp: Ví dụ: GT4,H4,K2,M2,T4:D94 Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 Trí tuệ nhân tạo tương đương với GT4 ∧ H4 ∧ K2 ∧ M2 ∧ T4->D94 Trong Mệnh đề điều kiện : GT4,H4,K2,M2,T4 Mệnh đề kết luận : D94 Suy diễn tiến - - - Đối với toán tư vấn mua điện thoại di động (dạng toán đưa định) nên phương pháp suy diễn tiến phương pháp phù hợp Trong nội dung tập lớn này, chúng em cài đặt thuật toán suy diễn tiến với đầu đủ ý tưởng ban đầu thuật toán thêm số cải tiến để giúp tránh nhược điểm thuật toán Lặp lại bước sau suy kết luận: Áp dụng luật có mệnh đề giả thiết thỏa mãn KB Bổ sung kết luận luật vào KB Trong trường hợp xảy xung đột luật tức bước suy diễn có nhiều bước sử dụng Giải xung đột luật đồng thời tránh vòng lặp tránh việc chứng minh lặp lại mệnh đề Không áp dụng luật sinh kết (các kiện) có nhớ làm việc Không áp dụng lại luật sinh tập kiện (giống lần áp dụng trước nó.) Ví dụ: Tập giả thiết ban đầu: Người sử dụng: có giới tính nữ, sở thích công nghệ, nghề nghiệp sinh viên KB: G1, NN1, ST1 Thực suy diễn tiến với tập luật bao gồm Rule1 : G1:M2 (Giới tính nữ -> màu sắc ưa thích màu hồng) Rule2: NN1:GT1 (nghề nghiệp sinh viên -> mức giá mức giá 2trieu-5trieu) Rule4: ST1:H1 (sở thích công nghệ-> hãng sản xuất 1- Samsung) Rule5: ST1:H2 (sở thích công nghệ-> hãng sản xuất 2- Nokia) Rule6: G1:KD3 (Giới tính nữ -> kiểu dáng ưa thích nắp gập) Rule7: G1:KD2 (Giới tính nữ -> kiểu dáng ưa thích cảm ứng) Rule8: NN1:H2 (nghề nghiệp sinh viên -> hãng sản xuất nokia) …… Đến bước suy diễn ta thấy ta áp dụng luật suy diễn số luật suy diễn số không áp dụng (vì không áp dụng luật sinh Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 10 Trí tuệ nhân tạo kết có nhớ) Hoặc ngược lại IV- Cài đặt, demo chương trình Cài đặt - Chương trình viết : C# Chạy visual studio 2010 Luật lưu dạng file text (rule.txt) file đính kèm Ngoài có file text(dich.txt) lưu tập đích có Dữ liệu lưu trữ dạng bảng database dienthoai (SQL2008) Bao gồm bảng Dienthoai(DT_ID, GT_ID,HSX_ID,MS_ID,KD_ID,T_ID,Name,Description) GiaDT(GT_ID,Description) HangSX(HSX_ID,TenHang) KieuDang(KD_ID, Description) MauSac (MS_ID,Description) TinhNang(T_ID, Description) GioiTinh(G_ID,Description) NgheNghiep(N_ID,Description) SoThich(ST_ID,Description) Demo chương trình - Các chức chương trình : search tư vấn Form giao diện Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 11 Trí tuệ nhân tạo - Chức search cho phép người sử dụng : lựa chọn giá trị phù hợp giá tiền, hãng sản xuất, kiểu dáng, màu sắc ưa thích Thực tìm kiếm trả kết Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 12 Trí tuệ nhân tạo - Chức tư vấn: cho phép người sử dụng nhập vào thông tin cá nhân bao gồm Giới tính, nghề nghiệp, sở thích Trả kết tư vấn Nguyễn Thị Thúy – Phạm Khương Duy - Lớp HTTT- K53 13 Trí tuệ nhân tạo V- Kết luận đánh giá Các vấn đề gặp phải - Trong trình xây dựng chương trình, thu thập biểu diễn tri thức hai vấn đề xảy nhiều sai sót lỗi Trong trình thu thập : số lượng thông tin hỏi đáp không nhiều (134 hỏi đáp) nên kết thống kê chưa thật xác Khi biểu diễn tri thức: nhiều mâu thuẫn luật xảy Ví dụ: Nam sinh viên thường thích công nghệ G2:ST1 Công nghệ đa số người vấn chọn hãng Apple, Samsung Sinh viên thường có mức giá mua GT1, GT2 ([...]... triển của đề tài - Xây dựng mở rộng thêm tri thức, cho phép học và bổ sung thêm các luật vào cơ sở tri thức, cải tiến các tri thức, nâng cao độ chính xác Thử nghiệm phương thức biểu di n tri thức bằng thông tin không chắc chắn dựa trên lý thuyết xác suất Mở rộng tư vấn mua các sản phẩm công nghệ khác: máy tính…… 3 Đánh giá - Chương trình còn nhiều hạn chế về kết quả tư vấn vì số lượng tập luật, lượng dữ... nghệ G2:ST1 Công nghệ được đa số người được phỏng vấn chọn là hãng Apple, Samsung Sinh viên thường có mức giá khi mua GT1, GT2 ( ... thức bước quan trọng mở đầu cho toán, đặc biệt toán tư vấn định Các tri thức cụ thể toán tư vấn mua điện thoại di động Dựa liệu điện thoại di động bao gồm: kiểu dáng, màu sắc, hãng sản xuất, giá... việc việc lựa chọn điện thoại phù hợp với mục đích sử dụng, công việc, khả tài chính… trở nên khó khăn Hệ tư vấn mua điện thoại di động hỗ trợ cho người sử dụng chọn điện thoại phù hợp với cá... rộng tư vấn mua sản phẩm công nghệ khác: máy tính…… Đánh giá - Chương trình nhiều hạn chế kết tư vấn số lượng tập luật, lượng liệu hạn chế Giao di n đơn giản Chưa hiển thị hình ảnh điện thoại