GIỚI THIỆU VỀ HỆ CHUYÊN GIA
Một số khái niệm về hệ chuyên gia
1 Khái niệm hệ chuyên gia vai trò hệ chuyên gia trong lĩnh vực đời sống
Hệ chuyên gia là một phần mềm máy tính được thiết kế để diễn đạt và lập luận các quy tắc dựa trên kiến thức chuyên sâu trong một lĩnh vực cụ thể Chương trình này giúp giải quyết vấn đề hoặc cung cấp những lời khuyên hữu ích cho người dùng.
Hệ chuyên gia đóng vai trò quan trọng trong đời sống, giúp giải quyết các vấn đề phức tạp thông qua việc phân tích và đưa ra quyết định Chúng ta có thể phân loại vai trò của hệ chuyên gia theo nhiều lĩnh vực khác nhau, từ y tế, giáo dục đến quản lý và sản xuất Sự phát triển của công nghệ thông tin đã nâng cao khả năng của hệ chuyên gia, cho phép chúng hoạt động hiệu quả hơn trong việc hỗ trợ con người trong các tình huống cụ thể.
Các hệ thống điều khiển quản lý đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh hành vi của các hệ thống, như trong quá trình sản xuất hoặc điều trị bệnh nhân Hệ chuyên gia về điều khiển thu thập dữ liệu từ các thao tác của hệ thống, diễn giải thông tin này để hiểu rõ trạng thái hiện tại của hệ thống và dự đoán các xu hướng trong tương lai.
Hệ thống có nhiệm vụ xây dựng các đối tượng theo các ràng buộc, chẳng hạn như thiết kế hệ thống máy tính với yêu cầu về cấu hình bộ nhớ và tốc độ Những hệ thống này thường thực hiện các bước công việc, trong đó mỗi bước tuân theo các ràng buộc riêng biệt.
Các hệ thống chuân đoán chỉ ra các chức năng trong hệ thống hay phát hiện lỗi dựa trên quan sát thông tin
Các hệ thống giảng dạy giúp giáo viên , sinh viên trong vài môn học
Ví dụ : 1979 Clancey đưa ra GUION để dạy sinh viên trong điều trị bệnh nhân nhiễm khuấn
Các hệ thống diễn giải giúp chúng ta hiểu rõ hơn về những tình huống bất ngờ thông qua việc phân tích thông tin hiện có Chẳng hạn, thông tin có thể được rút ra từ dữ liệu máy rò, thiết bị, hoặc kết quả thí nghiệm.
Các hệ thống giám sát đóng vai trò quan trọng trong việc so sánh thông tin quan sát hành vi của hệ thống với trạng thái được coi là gay cấn Ví dụ, các hệ thống này diễn giải tín hiệu thu từ đầu dò sóng và so sánh với trạng thái đã biết Khi phát hiện điều kiện gay cấn, hệ thống sẽ tự động kích hoạt một loạt nhiệm vụ cần thiết để xử lý tình huống.
Các hệ thống lập kế hoạch thiết lập các hành động nhằm đạt được mục tiêu trong khuôn khổ các ràng buộc cụ thể Ví dụ, chúng có thể lập kế hoạch cho các nhiệm vụ mà robot cần thực hiện để hoàn thành một chức năng nhất định.
Hệ thống dự báo thời tiết được sử dụng để dự đoán các kết quả từ các tình huống khác nhau Những hệ thống này cung cấp dự báo về các sự kiện tương lai dựa trên thông tin hiện có và các mô hình phân tích cụ thể.
2 Cấu trúc hệ chuyên gia
H1 Cấu trúc một hệ chuyên gia.
Tri thức là những kiến thức mà một người có thể biết và hiểu được.
Các loại tri thức thường gặp trong thực tế :
Tri thức thủ tục là loại tri thức mô tả cách giải quyết vấn đề và hướng dẫn thực hiện các hoạt động Nó bao gồm các luật, chiến lược, lịch trình và thủ tục, thể hiện những đặc trưng quan trọng trong việc tổ chức và quản lý công việc hiệu quả.
Tri thức mô tả là loại tri thức cung cấp thông tin về cách giải quyết một vấn đề cụ thể Nó bao gồm các khẳng định đơn giản và đánh giá giá trị chân lý, xác định đúng hoặc sai.
Tri thức Meta là tri thức về tri thức, giúp mô tả và làm rõ hơn những kiến thức đã có Các chuyên gia sử dụng tri thức Meta để nâng cao hiệu quả trong việc giải quyết vấn đề, bằng cách định hướng lập luận vào những lĩnh vực tri thức có tiềm năng cao hơn.
Tri thức may rủi là khái niệm mô tả luật may rủi trong quá trình lập luận, không đảm bảo tính khoa học và chính xác Nó chủ yếu xuất phát từ kinh nghiệm và tri thức giải quyết các vấn đề trong quá khứ.
Tri thức cấu trúc là khái niệm mô tả cách tổ chức và cấu trúc của tri thức trong hệ chuyên gia Nó thể hiện các mô hình khác nhau về tri thức, giúp người dùng hiểu rõ hơn về cách mà thông tin được sắp xếp và liên kết với nhau.
Cơ sở tri thức trong hệ chuyên gia là tập hợp tri thức về một lĩnh vực cụ thể, bao gồm các cơ sở lập luận và quy trình thủ tục được tổ chức thành lược đồ để giải quyết vấn đề trong lĩnh vực đó Nó không chỉ bao gồm tri thức tổng quát mà còn cả thông tin liên quan đến các tình huống cụ thể Thông thường, cơ sở tri thức được biểu diễn dưới dạng luật IF-THEN.
Mô tơ suy diễn hoạt động dựa trên các sự kiện trong bộ nhớ làm việc và kiến thức từ cơ sở tri thức để rút ra thông tin mới Cụ thể, mô tơ suy diễn áp dụng tri thức vào việc giải quyết các bài toán thực tế, thực hiện vai trò như một trình thông dịch cho cơ sở tri thức.
Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia
1.Đặc trưng của hệ chuyên gia
Có bốn đặc trưng cơ bản của một hệ chuyên gia :
• Hiệu quả cao (high performance) Khả năng trả lời với mức độ tinh thông bằng hoặc cao hơn so với chuyên gia (người) trong cùng lĩnh vực.
Thời gian trả lời thoả đáng là yếu tố quan trọng, yêu cầu thời gian phản hồi hợp lý, tương đương hoặc nhanh hơn so với chuyên gia để đạt được quyết định chính xác Hệ chuyên gia hoạt động như một hệ thống thời gian thực, đảm bảo khả năng đưa ra phản hồi kịp thời và hiệu quả.
• Độ tin cậy cao (good reliability) Không thế xảy ra sự cố hoặc giảm sút độ tin cậy khi sử dụng.
Hệ chuyên gia cung cấp những giải thích rõ ràng và nhất quán cho các bước suy luận, giúp người dùng dễ dàng hiểu được quy trình, khác hẳn với những câu trả lời mơ hồ từ các hệ thống hộp đen.
2.Ưu điểm của hệ chuyên gia
• Phố cập (increased availability) Là sản phâm chuyên gia, được phát triến không ngừng với hiệu quả sử dụng không thể phủ nhận.
• Giảm giá thành (reduced cost).
• Giảm rủi ro (reduced dangers) Giúp con người tránh được trong các môi trường rủi ro nguy hiếm.
• Tính thường trực (Permanance) Bất kể lúc nào cũng có thể khai thác sử dụng, trong khi con người có thế mệt mỏi, nghỉ ngơi hay vắng mặt.
• Đa lĩnh vục (multiple expertise), chuyên gia về nhiều lĩnh vục khác nhau và được khai thác đồng thời bất kế thời gian sử dụng.
• Độ tin cậy (increased relialility) Luôn đảm bảo độ tin cậy khi khai thác.
• Khả năng giảng giải (explanation) Câu trả lời với mức độ tinh thông được giảng giải rõ ràng chi tiết, dễ hiểu.
• Khả năng trả lời (fast réponse) Trả lời theo thời gian thực, khách quan.
• Tính ổn định, suy luận có lý và đầy đủ mọi lúc mọi nơi (steady, une motional, and complete response at all times).
• Trợ giúp thông minh như một người hướng dẫn (intelligent -tutor).
Sự phát triến của công nghệ hệ chuyên gia
Sau đây là một số sự kiện quan trọng trong lịch sử phát triển của công nghệ hệ chuyên gia (expert system technology).
Phương pháp hợp giải Robinson Ưng dụng logic mờ (fuzzy logic) trong suy luận về
PHÂN TÍCH BÀI TOÁN
Giới thiệu đề tài
Chúng em đã chọn đề tài “Tư vấn chọn trang phục mặc” nhằm tìm hiểu cách phối hợp trang phục một cách hài hòa, sang trọng và đẹp mắt Điều này đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về thời trang và phong cách ăn mặc của con người, hướng tới sự hoàn mỹ trong lựa chọn trang phục.
Yêu cầu đặt ra
Chúng ta thường gặp câu hỏi từ bạn bè, người thân hay đồng nghiệp về việc chọn trang phục phù hợp cho từng dịp, đặc biệt là khi cần giấu đi những khuyết điểm như vòng eo Để trả lời những câu hỏi này, chúng ta cần có kiến thức về cách phối hợp trang phục từ màu sắc đến kiểu dáng Tuy nhiên, không phải lúc nào chúng ta cũng nhớ hết những kiến thức đó, dẫn đến việc phải nhờ đến sự tư vấn của các chuyên gia thời trang Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi giới thiệu phần mềm “Tư vấn chọn trang phục mặc”, với các tính năng đơn giản, dễ sử dụng và đẹp mắt, có khả năng thay thế một chuyên gia trong lĩnh vực tư vấn trang phục Phần mềm này được phát triển dựa trên việc nghiên cứu kỹ lưỡng về cách phối hợp trang phục trong từng hoàn cảnh, nhằm đáp ứng tốt nhất nhu cầu của người dùng.
THUẬT TOÁN SỬ DỤNG
Các phương pháp suy diễn
Suy diễn tiến là quá trình lập luận dựa trên các sự kiện để rút ra kết luận Chẳng hạn, khi thấy trời mưa trước khi ra khỏi nhà, người ta sẽ đưa ra quyết định mang theo áo mưa.
Trong phương pháp này, người dùng cung cấp các sự kiện cho hệ chuyên gia để máy suy diễn rút ra các kết luận có thể Những kết luận này được coi là các thuộc tính có thể gán giá trị, trong đó có những kết luận quan trọng mà người dùng quan tâm, một số không có ý nghĩa và một số khác có thể gây ngạc nhiên.
• Các sự kiện thường có dạng : Attribute = Value
Hệ thống sẽ lần lượt xem xét các sự kiện trong cơ sở tri thức và các luật liên quan mà các sự kiện này là tiền đề Dựa trên nguyên tắc lập luận, hệ thống sẽ xác định các luật phù hợp Sau khi gán giá trị cho các thuộc tính của kết luận tương ứng, các sự kiện được coi là đã được thỏa mãn Các thuộc tính này sẽ là một phần của kết quả từ chuyên gia Cuối cùng, sau khi tất cả các sự kiện được xem xét, kết quả sẽ được xuất ra cho người sử dụng.
• Phương pháp suy diễn lùi tiến hành các lập luận theo chiều ngược lại
Phương pháp suy diễn tiến bắt đầu từ một giả thuyết, coi đó như một kết luận Từ đó, hệ thống sẽ cung cấp một tình huống trả lời, trong đó các sự kiện được sử dụng làm cơ sở cho giả thuyết đã được đưa ra.
Khi một người vào nhà với áo mưa và quần áo ướt, ta có thể đưa ra giả thuyết rằng trời đang mưa Để xác nhận giả thuyết này, ta có thể hỏi người đó xem có phải trời mưa không Nếu họ xác nhận rằng trời mưa, giả thuyết này trở thành một sự kiện có thật, chứng minh rằng việc cầm áo mưa và quần áo ướt là hợp lý.
Suy diễn lùi cho phép xác định giá trị của một thuộc tính, trả lời cho câu hỏi "giá trị của thuộc tính A là bao nhiêu?" trong đó A được xem như một đích cần phân tích.
Để xác định giá trị của A, cần thu thập thông tin từ các nguồn khác nhau như câu hỏi và luật Dựa vào các câu hỏi, hệ thống có thể nhận trực tiếp giá trị thuộc tính từ người sử dụng Ngoài ra, thông qua các luật, hệ thống suy diễn có khả năng xác định giá trị kết luận từ những kết luận khả thi liên quan đến thuộc tính.
• Ý tưởng của thuật toán suy diễn lùi như sau : Với mỗi thuộc tính đã cho, người ta định nghĩa nguồn của nó :
Nếu thuộc tính xuất hiện như tiền đề của một luật, nguồn sẽ được thu gọn thành một câu hỏi Ngược lại, nếu thuộc tính là hậu quả của một luật, nguồn sẽ là các luật mà trong đó thuộc tính là kết luận Khi thuộc tính đóng vai trò trung gian, xuất hiện đồng thời như tiền đề và kết luận, nguồn có thể là các luật hoặc các câu hỏi chưa được nêu ra.
Khi người sử dụng trả lời hợp lệ cho câu hỏi đã cho, giá trị này sẽ được gán cho thuộc tính và được coi là thành công Đối với các luật, hệ thống sẽ lần lượt xem xét các luật mà thuộc tính đích xuất hiện như kết luận để tìm giá trị của các thuộc tính thuộc tiền đề Nếu các luật này thỏa mãn, thuộc tính kết luận sẽ được ghi nhận.
Sử dụng kết hợp cả 2 phương pháp suy diễn trên.
Các thuật toán dùng trong bài tập
1.Thuật toán suy diễn tiến
Trong chương trình của chúng em, chúng tôi áp dụng thuật toán suy diễn tiến để tìm kiếm và xác định các luật, từ đó đưa ra những kết luận hữu ích nhằm tư vấn cho người dùng.
2.Phương pháp biểu diễn tri thức theo logic vị từ.
Cơ sở tri thức được cấu tạo bởi 2 phần :
Các sự kiện được cho bởi A->q/ (x,y,z, ), I = 1 ,k ,ở đây qi (x,y,z, ) là các vị từ phụ thuộc vào các hạng thức X, y, z,
Logic vị từ là công cụ mạnh mẽ giúp biểu diễn hầu hết các khái niệm và phát biểu trong các lĩnh vực khoa học Phương pháp này không chỉ trực quan mà còn có nền tảng lý thuyết vững chắc, hỗ trợ các quy trình suy diễn để khám phá và phát triển tri thức mới từ các sự kiện và luật đã được thiết lập.
(*) Logic vị từ và logic mệnh đề có các ưu điểm sau :
1 Là ngôn ngữ biểu diễn kiểu mô tả.
2 Có khả năng suy diễn đối với các cơ chế quen thuộc: Pronens &Tollens.
3 Khá trực quan với người sử dụng.
4 Khá gần gũi về cú pháp với các lệnh lập trình logic,chẳng hạn như prolog
5 Có thể dùng đế mô tả cấu trúc mô hình và xử lý động mô hình.
6 Có thể kiểm tra tính mâu thuẫn trong cơ sở tri thức.
7 Tính mô đun cao, do vậy các tri thức có thể thêm bớt sửa đối khá độc lập với nhau và các cơ chế suy diễn
BIỂU DIỄN CƠ SỞ TRI THỨC
Tri thức có trong bài toán tư vấn thời trang
Trong chương trình cơ sở tri thức được lưu ra 2 file là “Nodes.txt” và
“Rules.txt” Nodes.txt chứa danh sách các sự kiện, còn Rules.txt chứa danh sách các luật
Trong sự kiện này, chúng tôi đặt ra các câu hỏi để hiểu rõ hơn về bạn: Bạn là nam hay nữ? Bạn hiện đang là giáo viên hay sinh viên? Ngoài ra, bạn cũng có thể chia sẻ về sự lựa chọn trang phục của mình cho việc đi học hay đi làm.
Để tham gia sự kiện, bạn nên lựa chọn trang phục phù hợp như quần jean kết hợp với áo phông, hoặc một chiếc váy xòe nữ tính Nếu muốn tạo phong cách lịch lãm, hãy chọn một bộ vest Đối với những ai yêu thích sự tươi mới, váy hoa là sự lựa chọn lý tưởng Ngoài ra, bạn cũng có thể thử nghiệm với bộ style hiện đại hoặc quần vải kết hợp với áo sơ mi sáng màu để tạo ấn tượng tốt.
2 Tập luật của chương trình: r1 e1&~e2&~e3&~e4&~e5=>c9 r2 e1&~e2&~e3&e4&~e5&~e6=>c10 r3 e1&~e2&e3=>c11 r4 e1&e2&e3=>c12 r5 c12&e5=>c13 r6 c11&e4=>c13 r7 ~e1&e3&e6=>c14
GIAO DIỆN PHẦN MỀM
Giao diện chính
Nhìn vào giao diện trên chúng ta sẽ thấy có 2 nút “Next” , “Restart” , 1 ô
Khi sử dụng TextBox, thông tin sẽ hiển thị cho bạn lựa chọn Đúng hoặc Sai Để tiếp tục, bạn chỉ cần nhấn Next; nếu thông tin bạn chọn không đáp ứng yêu cầu, hãy nhấn “Restart” để bắt đầu lại.
Giao diện quản lý 26 I Giao diện kết quả 28
Trong tất cả các giao diện trên thì chúng ta đều thấy chúng có chung nút
“Quản lý” Khi bạn kích vào nút này thì giao diện như sau sẽ hiện ra:
Trong cửa sổ này có 2 tab là “Quản lý nút ” và “Quản lý luật” Trong tab
Quản lý nút bao gồm ba khung: khung đầu tiên chứa các câu hỏi mà người dùng cần trả lời, khung thứ hai hiển thị đáp án cho từng câu hỏi, và khung thứ ba đưa ra các kết luận tư vấn dựa trên thông tin thu thập được Ngoài ra, cần chú ý đến tab "Quản lý luật", nơi có nội dung quan trọng như hình vẽ minh họa.
Tab “Quản lý luật” sẽ chứa các luật là sự kết hợp các sự kiện để đưa ra một kết luận nào đó tư vấn cho người dùng
III Giao diện kết quả
Giao diện trên là kết quả tư vấn từ hệ chuyên gia, được xây dựng dựa trên thông tin thu thập từ người dùng Nó không chỉ cung cấp kết quả tư vấn mà còn giải thích lý do cho những kết quả đó.
“Thoát “ khỏi chương trình hãy nhấn nút “Exit” trên Menutrip của chương trình tư vấn nhé.