Bài giảng Trí Tuệ Nhân Tạo - Nguyễn Văn Hòa

Nội dung text: Bài giảng Trí Tuệ Nhân Tạo - Nguyễn Văn Hòa

1. Trí Tu Nhân T o Artificial Intelligence Gi ảng viên: Nguy ễn V ăn Hòa Khoa KT-CN-MT ĐH An Giang 1
2. Thông tin c n thi t
   Đị a ch ỉ email: nvhoa@agu.edu.vn
   Ch ỉ liên l ạc qua điện tho ại n ếu th ật c ần thi ết
   Tài li ệu c ủa môn h ọc: /
   Qui đị nh trong l ớp: 2
3. Mc tiêu c a môn h c
   Các khái ni ệm c ơ b ản c ủa trí tu ệ nhân t ạo
   Các k ỹ thu ật c ơ b ản c ủa trí tu ệ nhân t ạo  Tìm ki ếm, bi ểu di ễn tri th ức  Suy di ễn, máy h ọc 
   Các ứng d ụng c ủa trí tu ệ nhân t ạo  Smart systems: Smart internet application, Smart e- commerce systems 3
4. Yêu c u môn h c
   Sinh viên ph ải d ự trên 80% s ố ti ết m ới đượ c d ự thi k ết thúc h ọc ph ần
   Th ảo lu ận, th ực hành, seminar
   Làm bài t ập m ỗi ch ươ ng
   Làm đồ án theo nhóm (t ối đa 4-5 SV) 4
5. Đánh giá môn h c
   Ki ểm tra: 15%
   Đồ án môn h ọc: 35% (nhóm 4 -5 SV)
   Thi h ết môn : 50%  Vi ết
   Question & discussion? 5
6. Phân b th i gian
   Lên l ớp: 25 ti ết
   Th ực hành: 10 ti ết  Prolog/Pascal/Java/C++/Visual C++ 6
7. Ni dung môn h c
   Gi ới thi ệu trí tu ệ nhân t ạo
   Các ph ướ ng pháp gi ải quy ết v ấn đề  Các ph ươ ng pháp bi ểu di ễn  Các ph ươ ng pháp gi ải quy ết v ấn đề  Tìm ki ếm mù trên không gian tr ạng thái  Tìm ki ếm v ới thông tin Heuristic
   Bi ểu di ễn tri th ức  Lượ c đồ bi ểu di ễn tri th ức  Xử lý tri th ức  Tri th ức và suy lu ận không ch ắc ch ắn
   Máy h ọc 7
8. Tài li u tham kh o
   Sách, giáo trình chính  Artificial Intelligence: A Modern Approach . Stuart Russell & Peter Norvig (3nd edition, 2009)  Giáo Trình Trí Tu ệ Nhân T ạo. Võ Hu ỳnh Trâm & Tr ần Ngân Bình. ĐH CT
   Sách/Slides tham kh ảo  Bài gi ảng Trí Tu ệ Nhân T ạo
   
   8
9. Ch ươ ng 1: T ng quan v Trí tu nhân t o 9
10. Ni dung
    Trí tu ệ nhân t ạo (TTNT) là gì?
    Turing Test
    Các n ền t ảng c ủa TTNT
    Mục tiêu nghiên c ứu c ủa Trí tu ệ nhân t ạo
    Lịch s ử hình thành
    Các thành t ựu hi ện t ại 10
11. AI as Rational Agency action = argmax a ⊂ Actions EU(Result( state , a))
12. Trí Tu Nhân T o là gì? Search engines Semantic web Science Medicine/ Diagnosis Labor Appliances What else? 12
13. Trí tu nhân t o là gì? (tt)
    Trí tu ệ nhân t ạo là l ĩnh v ực khoa h ọc chuyên nghiên c ứu các ph ươ ng pháp ch ế t ạo trí tu ệ máy sao cho gi ống nh ư trí tu ệ con ng ườ i
    Hai đị nh ngh ĩa v ề trí tu ệ nhân t ạo  Hệ th ống mà bi ết suy ngh ĩ nh ư con ng ườ i  Hệ th ống mà bi ết hành độ ng nh ư con ng ườ i
    Để h ệ th ống mà bi ết suy ngh ĩ và hành độ ng gi ống nh ư con ng ườ i thì h ệ th ống  Ph ải có tri th ức, ph ải có kh ả n ăng lý gi ải, ph ải có kh ả n ăng h ọc  Ph ải có th ị giác và thính giác 13
14. Trí tu c a con ng ư i
    Kh ả n ăng gi ải quy ết v ấn đề c ủa con ng ườ i thông qua 4 thao tác c ơ b ản sau:  Xác đị nh t ập h ợp đích  Thu th ập các s ự ki ện và lu ật suy di ễn  Cơ ch ế t ập trung  Bộ máy suy di ễn 14
15. Các yêu c u c a TTNT Thinking humanly Thinking rationally (Suy ngh ĩ nh ư con ng ườ i) (Suy ngh ĩ h ợp lý) Acting humanly Acting rationally (Hành độ ng nh ư con ng ườ i) (Hành độ ng h ợp lý) Nguy ễn Ng ọc Hi ếu - Các Bài gi ảng Trí tu ệ Nhân t ạo 15
16. Hành đ ng nh ư con ng ư i
    Alan Turing (1912-1954)
    “Computing Machinery and Intelligence” (1950) Phép thử Người Người kiểm tra Hệ thống TTNT 16
17. Hành đ ng nh ư con ng ư i
    Ch ỉ ra các l ĩnh v ực c ần nghiên c ứu trong AI:  Xử lý ngôn ng ữ t ự nhiên: để giao ti ếp  Bi ểu di ễn tri th ức: để l ưu tr ữ và ph ục h ồi các thông tin đượ c cung c ấp tr ướ c/trong quá trình th ẩm v ấn  Suy di ễn t ự độ ng: để s ử d ụng các thông tin đã đượ c l ưu tr ữ tr ả l ời các câu h ỏi và đư a ra các k ết lu ận m ới  Học máy: thích nghi v ới các tình hu ống m ới, phát hi ện và suy ra các m ẫu Nguy ễn Ng ọc Hi ếu - Các Bài gi ảng Trí tu ệ Nhân t ạo 17
18. Suy ngh ĩ nh ư con ng ư i
    Con ng ườ i suy ngh ĩ nh ư th ế nào ?  Nh ờ tâm lý h ọc, khoa h ọc nh ận th ức.
    Ng ườ i thu ộc tr ườ ng phái này, yêu c ầu:  Ch ươ ng trình ch ẳng nh ững gi ải đúng  Còn so sánh t ừng b ướ c gi ải v ới s ự gi ải c ủa 1 ng ườ i.  VD: General Problem Solver (GPS), Newell & Simon. Nguy ễn Ng ọc Hi ếu - Các Bài gi ảng Trí tu ệ Nhân t ạo 18
19. Suy ngh ĩ có lý: Lu t c a suy ngh ĩ
    Aristole: ~420 BC.  Ti ến trình suy ngh ĩ đúng là gì?  Mở ra nhánh: quá trình suy lu ận.  VD: “Socrates is a man, all men are mortal; therefore Socrates is mortal”
    Theo sau Aristole -> 20th:  Logic hình th ức (formal logic) ra đờ i.  Hình th ức hoá v ề m ặt ký hi ệu và quá trình suy di ễn v ới các đố i t ượ ng trong th ế gi ới t ự nhiên. Nguy ễn Ng ọc Hi ếu - Các Bài gi ảng Trí tu ệ Nhân t ạo 19
20. Hành đ ng có lý
    Hành độ ng có lý ~ hành độ ng để đạ t đượ c m ục tiêu.
    Ưu th ế:  Tổng quát h ơn lu ật suy ngh ĩ: Xử lý thông tin không ch ắc ch ắn 20
21. Các ti n đ c ơ b n c a TTNT TTNT k ế th ừa nhi ều ý t ưở ng, quan điểm và các k ỹ thu ật t ừ các ngành khoa h ọc khác Nghiên c ứu tâm trí con ng ườ i Các lý thuy ết c ủa l ập lu ận và h ọc TTNT Ngôn ng ữ h ọc Toán h ọc Nghiên c ứu ý ngh ĩa và Các lý thuy ết xác su ất logic, cấu trúc c ủa ngôn ng ữ Khoa h ọc tạo quy ết đị nh và tính toán máy tính Làm cho TTNT tr ở Nguythànhễn Ng hi ọệcn Hi thếuự -c Các Bài gi ảng Trí tu ệ Nhân t ạo 21
22. Lch s hình thành TTNT
    Giai đoạn c ổ điển (1950 - 1965)  Có 2 lãnh v ực chính:
    Game playing: dựa trên k ỹ thu ật State Space Search
    Theorem proving: th ực hi ện chu ỗi các suy di ển để đạ t t ới bi ểu th ức c ần ch ứng minh  Có 2 k ỹ thu ật tìm ki ếm c ơ b ản
    Kỹ thu ật generate and test: ch ỉ tìm đượ c 1 đáp án/ ch ưa ch ắc t ối ưu.
    Kỹ thu ật Exhaustive search (vét c ạn): Tìm t ất c ả các nghi ệm, ch ọn l ựa ph ươ ng án t ốt nh ất 22
23. Lch s hình thành TTNT (tt)
    Giai đoạn vi ễn vông (1965 - 1975)  Đây là giai đoạn phát tri ển v ới tham v ọng làm cho máy hi ểu đượ c con ng ườ i qua ngôn ng ữ t ự nhiên  Các nghiên c ứu t ập trung vào vi ệc bi ểu di ễn tri th ức và ph ươ ng th ức giao ti ếp gi ữa ng ườ i & máy b ằng ngôn ng ữ t ự nhiên  Kết qu ả không m ấy kh ả quan nh ưng c ũng tìm ra đượ c các ph ươ ng th ức bi ểu di ễn tri th ức v ẫn còn đượ c dùng đế n ngày nay  Semantic Network (m ạng ng ữ ngh ĩa)  Conceptial graph ( đồ th ị khái ni ệm)  Frame (khung)  Script (k ịch b ản) 23
24. Lch s hình thành TTNT (tt)
    Giai đoạn hi ện đạ i (t ừ 1975 đế n nay)  Xác đị nh l ại m ục tiêu mang tính th ực ti ễn h ơn:
    Tìm ra lời gi ải t ốt nh ất trong kho ảng th ời gian ch ấp nh ận đượ c.
    Không yêu c ầu toàn tìm ra lời gi ải t ối ưu  Tinh th ần HEURISTIC ra đờ i và đượ c áp d ụng m ạnh mẽ để kh ắc ph ục bùng n ổ t ổ h ợp.  Các h ệ chuyên gia (Expert System)  Mạng n ơ-ron (Neural Network)  Các tác t ử thông minh (Intelligent Agents )  Máy h ọc (Machine Learning), Computer vision, . 24
25. Mô hình ng d ng ûi quyeát vaán Gia ñeà t Bieåu dieãn H o Heuristic e b o tri thöùc ä c R h u y e â Coâng cuï n Laäp luaän g i i a thöïc hieän a s e m a N G h a ä n Maùy: Newral d a ï n g Ngoân ngöõ: Prolog 25
26. Mô hình phân t ng ÖÙng duïng Intelligence System Knowledge Engineering Kyõ thuaät (Coâng ngheä veà tri thöùc) Khoa hoïc Artificial Intelligence (Trí tueä nhaân taïo) 26
27. Các l ĩnh v c ng d ng
    Game Playing: tìm ki ếm / Heuristic
    Automatic reasoning & Theorem proving: tìm ki ếm / Heuristic
    Expert System: là h ướ ng phát tri ển m ạnh m ẽ nh ất và có giá tr ị ứng d ụng cao nh ất.
    Planning & Robotic: l ập k ế ho ạch và l ập l ịch trình tự độ ng, NASA
    Machine learning: trang b ị kh ả n ăng h ọc t ập để gi ải quy ết v ấn đề kho tri th ức:  Supervised : Ki ểm soát đượ c tri th ức h ọc đượ c.  UnSupervised: T ự h ọc, không ki ểm soát. 27
28. Google:Finding Canonical Images
29. Induced Graph
30. Route Finding 6,000 out of 4,000,000 miles
31. Statistical Machine Translation SEHR GEEHRTER GAST! DEAR GUESTS, KUNST, KULTUR UND ART, CULTURE AND KOMFORT IM HERZEN LUXURY IN THE HEART BERLIN. OF BERLIN. DIE ÖRTLICHE THE LOCAL VOLTAGE NETZSPANNUNG IS 220/240 VOLTS 50 HZ. BETRÄGT 220/240 VOLT EN BEI 50 HERTZ. DE
32. Các thành t u hi n t i
    Computer beats human in a chess game
    Computer -human conversation using speech recognition
    Expert system controls a spacecraft
    Robot can walk on stairs and hold a cup of water
    Language translation for webpages.
    Home appliances use fuzzy logic.
    35
33. Wolfram Alpha 36
34. Andrew Ng
35. Hư ng nghiên c u c a TTNT
    Nh ận d ạng và t ổng h ợp  Ti ếng nói, hình ảnh, ch ữ vi ết
    Xử lý ngôn ng ữ t ự nhiên
    Lập k ế ho ạch
    Tr ợ giúp ra quy ết đị nh, phân lo ại
    Trò ch ơi
    Y t ế
    38