Nhập môn Trí tuệ nhân tạo-Bài 1

NHẬP MÔN TRÍ TUỆ NHÂN TẠO
@copyrights by Dr Nguyễn Xuân Hoài
Nội Dung
Giới thiệu các thông tin liên quan đến khoá học.
Yêu cầu của khoá học.
Trí tuệ nhân tạo là gì?
Các lĩnh vực liên quan đến trí tuệ nhân tạo.
Lịch sử hình thành khoa học về trí tuệ nhân tạo.
Các lĩnh vực và ứng dụng của trí tuệ nhân tạo.
Những vấn đề cốt lõi của trí tuệ nhân tạo
Nội dung tìm hiểu về trí tuệ nhân tạo của khoá học.

Giới thiệu về khoá học
+ Giáo trình môn học:
1. S.J. Russell and P. Norvig, Artificial Intelligence: A Modern Approach, 2nd Edition, Prentice-Hall, 2003.
2. M.Ginsberg, Essentials of Artificial Intelligence , Morgan Kaufmann, 1993.
3. E. Rich & K. Knight, Artificial Intelligence , McGraw-Hill, 1991.
+ Website môn học:
http://www.cs.adfa.edu.au/~z3013620/we/course.htm
+ MIT Open courseware
http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Electrical-Engineering-and-Computer-Science/6-034Spring-2005/CourseHome/index.htm
+ Địa chỉ liên hệ:
[email protected]
Yêu cầu của khoá học
Nắm vững các kiến thức cơ bản về máy tính và lập trình.
Có chuẩn bị về thuật toán + cấu trúc dữ liệu
Có chuẩn bị về toán logic (không bắt buộc).

Cách đánh giá môn học:

+ 1 Bài tập cài đặt: 20% số điểm.
+ 1 Bài tập nghiên cứu ứng dụng: 40% số điểm.
+ 1 Bài thi: 40 % số điểm.
Trí tuệ nhân tạo là gì?
Đã có nhiều định nghĩa khác nhau về trí tuệ nhân tạo. Hiện vẫn chưa thể thống nhất.
Mặc dù vậy quan điểm về AI và sự phát triển của nó trong tương lai chia làm hai phe với rất nhiều cuộc tranh luận thú vị mang tính triết học (Xem thêm cuốn “The Artificial Minds” của Franklins)
Trí tuệ nhân tạo là gì?
Strong AI: Có thể tạo ra trí thông minh và các chương trình máy tính thông minh hơn người!!!
(Các nhà nghiên cứu thời kỳ đầu và....Hollywood!!!)
Trí tuệ nhân tạo là gì?
2. Weak AI: Chương trình máy tính có thể mô phỏng các hành vi thông minh của con người!!!
(Được chấp nhận bởi phần lớn những nhà nghiên cứu hiện nay)
Bốn quan điểm nhìn nhận về trí tuệ nhân tạo
Trí tuệ nhân tạo là gì?
Suy nghĩ như người:
- Cách tiếp cận cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20 về tâm lý học nhận thức. Chủ yếu quan tâm đến việc nghiên cứu xem trí tuệ của con người là gì? các chức năng thể hiện trí tuệ như: xử lý ngôn ngữ, nghĩ, học, lập luận được thực hiện như thế nào?
Trí tuệ nhân tạo là gì?
Hai cách tiếp cận:
Trên xuống: Tâm lý học nt  Symbolism (Simon & Newell, 1961).
Dưới lên: Neural and Brain Science (Mc Culloch, Pitt 1950s)  Artificial Neural Networks.
Trí tuệ nhân tạo là gì?
Hành động như người:
- Turing Test (1950):
Trí tuệ nhân tạo là gì?
Suy nghĩ có lý trí:
- Bắt đầu từ thời Hylạp cổ đại (Rule of Arguments) cho đến G. Boole (Mathematical Model of Thoughts), cho đến Hilbert: Logics. (nhưng không phải các hành vi thông minh đều có thể biểu diễn bằng Logic!)
Trí tuệ nhân tạo là gì?
Hành động có lý trí:
- “Doing the right thing” (not “Doing the thing right!!!”).
- Hành vi được coi là thông minh nếu giúp cho tác nhân (agent) thực hiện hành vi tăng cơ hội thực hiện được đích đặt ra cho nó với điều kiện thông tin phương tiện cho phép của môi trường mà nó đang tồn tại.
Trí tuệ nhân tạo là gì?
Lợi điểm của định nghĩa:
- Thông minh không nhất thiết phải là con người hay giống người!!!
- Hành vi thông minh không nhất thiết phải thực hiện thông qua suy nghĩ, luận lý!!!
Trí tuệ nhân tạo là gì?
Ví dụ: Evolutionary Intelligence, Swarm Intelligence, MAS.
Một số định nghĩa về TTNT trong các SÁCH về TTNT
Trí tuệ nhân tạo giúp tạo ra máy tính có khả năng suy nghĩ...máy tính có trí tuệ theo đầy đủ nghĩa của từ này (Haugeland, 1985).
Trí tuệ nhân tạo là khoa học nghiên cứu xem làm thế nào để máy tính có thể thực hiện được những công việc mà hiện con người con làm tốt hơn máy tính (Rich and Knight, 1991).
Một số định nghĩa về TTNT trong các SÁCH về TTNT
TTNT là khoa học nghiên cứu về các hoạt động trí não thông qua các mô hình tính toán (Chaniak và McDemott, 1985).
Nghiên cứu các mô hình tính toán để máy tính có thể nhận thức, lập luận, và hành động (Winston, 1992).
TTNT nghiên cứu các hành vi thông minh mô phỏng trong các vật thể nhân tạo (Nilsson 1998)
Thế còn chúng ta?
Trí tuệ nhân tạo là khoa học nghiên cứu các hành vi thông minh nhằm giải quyết các vấn đề được đặt ra đối với các chương trình máy tính!!!
Các Lĩnh Vực Liên Quan Đến TTNT
Tâm lý học nhận thức.
Thần kinh học.
Lý thuyết về hệ thống (cybernetics).
Toán Logic và Logic học.
Sinh học tiến hoá.
Khoa học về hành vi bầy đàn.
Tổ chức học.
Thống kê học.
.......
Lịch Sử hình thành khoa học TTNT
Ba giai đoạn:
Symbolism (70-80) (Automated Reasoning and Proofing, Expert Systems, Logic Programming,...).
Connectionism (80s-90s) (Neural Networks, Statistical Learning, Support Vector Machines, Probabilistic Graph Learning,....).
Evolutionary Computation (90s-?) (Evolutionary Programming, Evolutionary Strategies, Genetic Algorithms) , Intelligent Multi Agent Systems.
Lịch Sử hình thành khoa học TTNT
Lịch Sử hình thành khoa học TTNT
1969 Minsky and Papert - cuốn "PERCEPTRON"
1969—79 Các hệ tựa tri thức (hệ chuyên gia, lập kế hoạch) và sự thống trị của Symbolism.
1980-85 AI trở thành ngành công nghiệp với sản phẩm nổi tiếng là các hệ chuyên gia.
1986: Rumelhart, Hinton, Williams: Mạng PERCEPTRON đa lớp với thuật toán BP.
1987 AI trở thành một khoa học.
1986-1995 Mạng Neural, Machine Learning, Approximate Reasoning, Fuzzy Systems,...Thời của Connectionism.
1995- Evolutionary Computation, Natural Computation, Intelligent Multi-Agent Systems.
Các lĩnh vực ứng dụng của TTNT
Xử lý ngôn ngữ tự nhiên và giao diện người máy.
Lập luận và giải quyết vấn đề tự động.
Chuẩn đoán, chưa trị với tri thức chuyên gia.
Nhìn và nhận dạng.
Xử lý âm thanh tiếng nói.
Phát hiện tri thức tự động từ dữ liệu.
Lập lịch, kế hoạch tự động.
Xây dựng các trò chơi thông minh.
Mô phỏng thông minh.
Giải các bài toán xã hội, thiên nhiên thông qua mô phỏng thông minh.
Cuộc sống nhân tạo.
........
Chuyện thần kỳ và bình dị về TTNT
Chương trình chơi cờ trên máy Deep Blue đánh bại đại kiện tướng Kasparov (1997).
Hệ chuyên gia MYCIN (1984, Standford) không thua kém chuyên gia người trong việc chuẩn đoán bệnh.
Chiến tranh vùng vịnh 1991, Kỹ thuật TTNT được dùng để lập lịch và lên kế hoạch hậu cần.
Chiến tranh vùng vịnh lần 2 (2003). Chiến tranh mô phỏng trên máy tính.
Chương trình lập lịch và điều khiển thông minh trên xe tự hành và Robot tự hành của NASA.
Máy giặt dùng Fuzzy Technology.
Máy nhận dạng mắt người tại sân bay Heathrow.
........
Những vấn đề cốt lõi của TTNT
Biểu diễn (representation).
Lập luận (reasoning).
Học (learning).
Tương tác (interaction).
Nội dung của khoá học
Kỹ thuật giải quyết vấn đề trong AI.
- Searchs
Biểu diễn tri thức trong AI.
- Logic.
- Rule-Based
Giới thiệu về hệ chuyên gia.
- Cơ sở tri thức.
- Cơ chế lập luận
Giới thiệu về mạng Neural
- Mạng Perceptron đơn và đa lớp.
- Cấu trúc, học, và ứng dụng