Nghiên cứu tích hợp tri thức trong logic khả năng dựa trên kỹ thuật đàm phán và tranh luận

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

LÊ THỊ THANH LƯU

NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP TRI THỨC
TRONG LOGIC KHẢ NĂNG DỰA TRÊN KỸ THUẬT
ĐÀM PHÁN VÀ TRANH LUẬN
Chuyên ngành:
Mã số:

Hệ thống thơng tin
9480104.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. ĐỖ VĂN THÀNH
2. TS. TRẦN TRỌNG HIẾU

HÀ NỘI – 2022


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án “Nghiên cứu tích hợp tri thức trong Logic khả năng dựa
trên kỹ thuật Đàm phán và Tranh luận” là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các
kết quả được trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được cơng
bố trong bất kỳ một cơng trình nào khác.
-

Tơi đã trích dẫn đầy đủ các tài liệu tham khảo, cơng trình nghiên cứu liên

quan ở trong nước và quốc tế. Ngoại trừ các tài liệu tham khảo này, luận án
hồn tồn là cơng việc của riêng tơi.

-

Luận án được hồn thành trong thời gian tơi làm nghiên cứu sinh tại Bộ môn
Các Hệ thống Thông tin, Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Công
nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Nghiên cứu sinh

Lê Thị Thanh Lưu

i


LỜI CẢM ƠN
Thời gian học nghiên cứu sinh và thực hiện luận án tại Bộ môn Các Hệ thống thông
tin - Khoa Công nghệ thông tin - Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà
Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Đỗ Văn Thành và TS. Trần Trọng
Hiếu là khoảng thời gian vô cùng quý báu và ý nghĩa đối với tôi.
Trước tiên tôi xin bày tỏ lịng tri ân vơ hạn sâu sắc đến Thầy PGS. TS Đỗ Văn Thành
và TS. Trần Trọng Hiếu, những người Thầy đã đưa tôi tiếp cận, khuyến khích, truyền
cảm hứng, chỉ bảo và tạo cho tơi những điều kiện tốt nhất từ khi bắt đầu làm nghiên
cứu sinh đến khi hoàn thành luận án này để đạt được những thành cơng trong lĩnh
vực nghiên cứu của mình. Sự nghiêm khắc, nghiêm túc trong nghiên cứu khoa học
cùng với sự động viên và chỉ bảo của các Thầy đã giúp tơi có nhiều động lực vượt
qua các giai đoạn nghiên cứu khó khăn, để ngày hơm nay tơi có thể hồn thành được
những nghiên cứu trong bản luận án này cũng như trưởng thành và tự tin hơn trên
con đường nghiên cứu khoa học của mình.

Tơi đặc biệt gửi lời tri ân chân thành tới PGS. TS. Hà Quang Thụy, PGS. TS Phan
Xuân Hiếu, PGS. TS Nguyễn Ngọc Hóa các Thầy đã ln tận tâm, động viên, khuyến
khích và chỉ dẫn giúp tôi vượt qua nhiều trở ngại trong quá trình nghiên cứu. Đặc biệt
PGS. TS. Hà Quang Thụy đã ln nhiệt tình hướng dẫn và truyền đạt các kinh nghiệm
nghiên cứu trong q trình tơi thực hiện luận án. Thầy đã cho chúng tôi một môi
trường làm việc hiệu quả nhân văn tại Phịng thí nghiệm Khoa học dữ liệu và Công
nghệ tri thức - DS&KTLab. Riêng tôi học hỏi ở Thầy rất nhiều điều.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới Thầy GS. TSKH. Nguyễn Ngọc
Thành Trường Đại học Bách khoa Wroclaw, Ba Lan đã có nhiều hỗ trợ về mặt chun
mơn cho luận án này.
Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành tới các đồng đội của tôi là các anh chị em
nghiên cứu sinh Vũ Ngọc Trình, Nguyễn Thị Hồng Khánh, Phạm Thanh Huyền, Bùi
Thị Hồng Nhung, Nguyễn Văn Thẩm, Nguyễn Thị Chăm, Lê Hoàng Quỳnh, Nguyễn

ii


Thị Ngân, Nguyễn Ngọc Vũ, Nguyễn Thọ Thông … Chúng tôi đã luôn ở bên nhau,
chia sẻ với nhau những ý tưởng nghiên cứu, động viên những lúc khó khăn cũng như
những niềm vui khi đạt được các kết quả mong muốn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban lãnh đạo, tập thể các Thầy Cô giáo, các Nhà khoa
học thuộc Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, PGS. TS. Nguyễn
Phương Thái, PGS. TS. Phạm Ngọc Hùng đã giúp đỡ về chuyên môn và tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Cảm ơn các chuyên viên
Nguyễn Thị Lan Hương, Nguyễn Khánh Ly, Tạ Thị Hồng Hạnh đã ln hỗ trợ tơi
trong q trình hồn thiện hồ sơ bảo vệ các cấp.
Tơi cũng bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu Trường Đại học Tài chính –
Kế tốn (Quảng Ngãi) đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian, quan tâm và động viên
tôi trong q trình học tập.
Tơi ln biết ơn những người thân trong gia đình, bố mẹ, các anh chị đã ln chia sẻ,

động viên và là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi trong suốt thời gian qua.

NCS. Lê Thị Thanh Lưu

iii


TĨM TẮT
Tích hợp tri thức làm gia tăng giá trị và khả năng của các hệ thống thông minh.
Nhiệm vụ của tích hợp tri thức là kết hợp một số hệ thống thông minh lại thành một
hay làm cho chúng có thể hợp tác được với nhau. Một trong những điều kiện cần thiết
để hợp tác thành công là thống nhất về tri thức của các hệ thống này. Tích hợp tri
thức là xây dựng một cơ sở tri thức (CSTT) chung đại diện tốt nhất cho tập các CSTT
ban đầu. Khi tích hợp tri thức cần phải giải quyết vấn đề không nhất quán giữa các
CSTT. Luận án này, đề xuất một số cách tiếp cận khác nhau để giải quyết bài tốn
tích hợp các CSTT như tích hợp các CSTT có thứ tự ưu tiên (bao gồm các CSTT
trong logic khả năng chuẩn (hay CSTTKN), tích hợp các CSTTKN sử dụng nhiều
tốn tử tích hợp, tích hợp các CSTT trong logic khả năng biểu trưng (hay
CSTTKNBT) theo quan điểm định đề. Các định đề là các tính chất logic mà ta mong
muốn các CSTT tích hợp cần thỏa mãn.
Nội dung của luận án được tóm tắt như sau:
1) Khảo cứu các phương pháp biểu diễn tri thức, duyệt tri thức và tích hợp tri
thức. Phát hiện tính khơng nhất qn trong CSTT. Khảo cứu mơ hình đàm phán của
J.Nash (1950) và mơ hình tranh luận của Phạm Minh Dũng (1995). Các mơ hình này
đã được phát triển mở rộng rất nhiều sau năm 2000, và được ứng dụng trong Logic
mờ (Fuzzy Logic) và logic khả năng (Possibilistic logic). Kỹ thuật đàm phán nhượng
bộ đồng thời trong lý thuyết trò chơi đàm phán và kỹ thuật tranh luận nhằm xử lý tri
thức mâu thuẫn trong lý thuyết lựa chọn xã hội đã được luận án xem xét để có thể
phát triển và vận dụng vào q trình tích hợp các CSTT ưu tiên nói chung, các
CSTTKN nói riêng. Việc tích hợp các CSTTKN sử dụng hai họ tốn tử nhằm khắc

phục hiện tượng tri thức được nhiều tác tử hỗ trợ nhưng khơng được tích hợp do trọng
số thấp hoặc tri thức gây ra mâu thuẫn có thể được tích hợp do trọng số của tri thức
đó cao hiện được thực hiện cho hai CSTTKN. Cách tiếp cận nghiên cứu tích hợp này
cần được phát triển mở rộng để có thể tích hợp được nhiều CSTTKN trong khi vẫn
khắc phục được những hạn chế đã nêu. Mới đây, logic khả năng biểu trưng đã được

iv


phát triển và mở rộng từ logic khả năng. Vấn đề tích hợp các CSTTKNBT được đặt
ra một cách tự nhiên nhưng đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào giải quyết.
2) Đề xuất khung tích hợp CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật đàm phán, bao gồm
đề xuất mô hình tiên đề (hay các tính chất logic mà CSTT tích hợp cần thỏa mãn) và
đề xuất quy trình làm việc cho q trình tích hợp các CSTT ưu tiên (có thể nhất qn
hoặc khơng) với tập ràng buộc dựa trên kỹ thuật đàm phán, trong đó tập ràng buộc
đóng vai trị như là trọng tài của q trình đàm phán (được gọi là quy trình tích hợp đàm phán). Quy trình này có vai trị như là mơ hình xây dựng của q trình tích hợp
dựa trên kỹ thuật đàm phán. Ý tưởng của giải pháp đàm phán nhượng bộ đồng thời
trong các trò chơi đàm phán đã được phát triển và lồng vào quy trình tích hợp - đàm
phán. Một thuật tốn mơ tả chính xác quy trình tích hợp - đàm phán được đề xuất và
được sử dụng để chứng minh mối quan hệ giữa mơ hình xây dựng và mơ hình tiên đề
của q trình tích hợp dựa trên kỹ thuật này. Độ phức tạp của thuật toán này cũng đã
được ước lượng và được tường minh cụ thể hơn đối với trường hợp tích hợp các
CSTTKN, là một dạng đặc biệt của các CSTT ưu tiên.
3) Đề xuất khung làm việc cho q trình tích hợp các CSTT ưu tiên (có thể nhất
qn hoặc khơng) dựa trên kỹ thuật tranh luận. Kỹ thuật tranh luận nhằm xử lý sự
mâu thuẫn tri thức trong lý thuyết lựa chọn xã hội đã được lồng vào quy trình tích
hợp các CSTT ưu tiên và quy trình này được gọi là quy trình tích hợp - tranh luận.
Nó được xem là mơ hình xây dựng cho q trình tích hợp CSTT ưu tiên dựa trên kỹ
thuật tranh luận trong khi các định đề của q trình tích hợp các CSTTKN được xem
là mơ hình tiên đề của q trình tích hợp các CSTT ưu tiên. Thuật tốn mơ tả chính

xác quy trình tích hợp – tranh luận đã được đề xuất và được sử dụng để chứng minh
mối quan hệ giữa mơ hình xây dựng và mơ hình tiên đề của q trình tích hợp các
CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật tranh luận. Độ phức tạp tính tốn của thuật tốn cũng
được ước lượng. Mỗi CSTTKN cịn có thể được xem là một khung tranh luận trong
đó lập luận và một số khái niệm về khung tranh luận sẽ cảm sinh một cách tự nhiên
và cụ thể. Trong ngữ cảnh ấy thuật tốn được đề xuất cũng mơ tả chính xác khung

v


tích hợp – tranh luận các CSTTKN và độ phức tạp tính tốn của nó sẽ xác định một
cách tường minh và cụ thể hơn.
4) Đề xuất mở rộng, phát triển phương pháp tích hợp hai CSTTKN sử dụng hai
tốn tử thành phương pháp tích hợp kết hợp nhiều CSTTKN sử dụng hai toán tử. Chỉ
ra điều kiện cần và đủ để q trình tích hợp này có thể thực hiện được và các định đề
của q trình tích hợp kết hợp các CSTTKN sử dụng hai toán tử cần thỏa mãn. Xây
dựng thuật tốn cho q trình tích hợp kết hợp các CSTTKN sử dụng hai toán tử.
5) Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTTKNBT theo quan điểm định đề được
thực hiện thơng qua việc tích hợp các phân bố không khả năng biểu trưng đặc trưng
cho các CSTTKN thành phần. Đề xuất phương pháp tích hợp phân cấp các CSTTKN
biểu trưng thơng qua việc tích hợp phân cấp các phân bố không khả năng biểu trưng.
Với một số lớp tốn tử tích hợp các CSTTKNBT có thể có, chỉ ra các tính chất logic
(hay định đề) mà các CSTT tích hợp được xây dựng bằng sử dụng các tốn tử tích
hợp này thỏa mãn.

vi


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. xiv

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH TÍCH HỢP CSTT KHẢ NĂNG ..............1
1.1. Tri thức, biểu diễn tri thức và CSTT ...............................................................1
1.1.1. Tri thức .....................................................................................................1
1.1.2. Biểu diễn tri thức ......................................................................................2
1.1.3. Cơ sở tri thức ............................................................................................3
1.1.4. CSTT nhất quán và CSTT không nhất quán ............................................4
1.1.5. Logic mệnh đề và logic khả năng .............................................................6
1.1.5.1. Quan hệ thứ tự ...................................................................................6
1.1.5.2. Logic mệnh đề ...................................................................................8
1.1.5.3. Logic khả năng ................................................................................11
1.1.6. Logic khả năng biểu trưng ......................................................................14
1.2. Tích hợp các CSTT ........................................................................................14
1.2.1. Khái niệm tích hợp CSTT ......................................................................14
1.1.2.1. Duyệt tri thức ..................................................................................15
1.1.2.2. Tích hợp tri thức ..............................................................................15
1.1.2.3. Tích hợp CSTT với ràng buộc tồn vẹn ..........................................17
1.2.2. Các cách tiếp cận tích hợp CSTT ...........................................................19
1.2.2.1. Tích hợp CSTT ở mức cú pháp .......................................................19
1.2.3.2. Tích hợp CSTT ở mức ngữ nghĩa ...................................................20
1.3. Tích hợp các CSTTKN theo quan điểm định đề ...........................................21
1.3.1. Các định đề cho q trình tích hợp các CSTT mệnh đề .........................22

vii


1.3.2. Các định đề cho q trình tích hợp CSTTKN theo cách tiếp cận cú pháp
..........................................................................................................................23
1.3.3 Các định đề cho q trình tích hợp các CSTTKN theo cách tiếp cận ngữ
nghĩa .................................................................................................................25
1.4. Tích hợp CSTTKN sử dụng hai tốn tử .........................................................27

1.5. Tích hợp tri thức sử dụng khung tranh luận ..................................................31
1.5.1. Khung tranh luận và ngữ nghĩa của khung tranh luận ...........................31
1.5.2. Tích hợp các khung tranh luận ...............................................................34
1.5.3. KTL cho tích hợp các CSTTKN mâu thuẫn ...........................................35
1.6. Tích hợp tri thức sử dụng kỹ thuật đàm phán ................................................36
1.6.1. Mô hình đàm phán ..................................................................................36
1.6.2. Tích hợp các CSTT dựa trên kỹ thuật đàm phán ....................................38
1.6.2.1 Theo cách tiếp cận của Booth ..........................................................38
1.6.2.2. Theo cách tiếp cận của Konieczny ..................................................39
1.6.2.3. Giải pháp đàm phán nhượng bộ đồng thời ......................................40
KẾT LUẬN CHƯƠNG.............................................................................................49
Chương 2. TÍCH HỢP CƠ SỞ TRI THỨC KHẢ NĂNG DỰA TRÊN KỸ THUẬT
ĐÀM PHÁN..............................................................................................................51
2.1. Vấn đề đặt ra và mô hình tiên đề ...................................................................51
2.1.1. Phát biểu vấn đề ......................................................................................51
2.1.2. Tập các tiên đề ........................................................................................52
2.2. Mơ hình xây dựng ..........................................................................................55
2.3. Tích hợp tri thức khả năng với tập ràng buộc ................................................69
KẾT LUẬN CHƯƠNG.............................................................................................82

viii


Chương 3. TÍCH HỢP CƠ SỞ TRI THỨC KHẢ NĂNG DỰA TRÊN KỸ THUẬT
TRANH LUẬN VÀ KẾT HỢP TOÁN TỬ ..............................................................84
3.1. Xác định vấn đề và mơ hình tiên đề ..............................................................84
3.1.1. Xác định vấn đề và một số khái niệm ....................................................84
3.1.2. Các tính chất logic của q trình tích hợp ..............................................86
3.2. Quy trình tích hợp CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật tranh luận .....................88
3.3. Quan hệ giữa mơ hình tiên đề và quy trình tích hợp – tranh luận .................99

3.4. Tích hợp CSTTKN dựa trên kỹ thuật tranh luận .........................................102
3.5. Tích hợp CSTTKN sử dụng phương pháp kết hợp nhiều tốn tử ...............111
KẾT LUẬN CHƯƠNG...........................................................................................118
Chương 4. TÍCH HỢP CSTT KHẢ NĂNG BIỂU TRƯNG ..................................120
4.1. Cơ sở tri thức khả năng biểu trưng ..............................................................120
4.1.1. Logic khả năng biểu trưng ....................................................................120
4.1.2. CSTT khả năng biểu trưng ...................................................................122
4.2. Mơ hình tích hợp CSTT khả năng biểu trưng ..............................................123
4.2.1. Các định đề của mơ hình tích hợp CSTTKNBT ..................................123
4.2.2. Tích hợp CSTTKN biểu trưng ..............................................................126
4.3. Mơ hình tích hợp phân cấp các CSTTKN biểu trưng ..................................131
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..............................................................137
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN ...............................................................................................................141
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................142

ix


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

KTL

Argumentation Framework

Quy trình tích hợp - tranh luận

KTPC

Hierarchical Aggregation

Gộp phân cấp

LKN

Possibilistic Logic

Logic khả năng

LKNBT

Symbolic Possibilistic Logic

Logic khả năng biểu trưng

PBKKNBT

Symbolic Impossibility

Phân bố không khả năng biểu trưng

Distributions

CSTT

Knowledge Base

Cơ sở tri thức

CSDL

Database

Cơ sở dữ liệu

CSTTKN

Possibilistic Knowledge Base

Cơ sở tri thức khả năng chuẩn

CSTTKNBT

Symbolic Possibilistic Knowledge
Base

x

Cơ sở tri thức khả năng biểu trưng


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 – Sắp thứ tự ưu tiên trong các CSTTKN ....................................................78
Bảng 2.2 - Tập các thế giới có thể của các CSTTKN ...............................................78

Bảng 2.3 - Giá trị của các hàm 𝜔𝑥 ...........................................................................79
Bảng 3.1 - Thứ tự ưu tiên của các CSTT trong Ví dụ 3.1 .......................................104
Bảng 3.2 - Tập các thế giới có thể của các CSTT ...................................................105
Bảng 4.1 - Phân bố KKNBT và PBKNBT tích hợp .................................................129
Bảng 4.2 - Tích hợp các phân bố KKNBT sử dụng các toán tử 𝑚𝑖𝑛 − 𝑚𝑖𝑛, 𝑚𝑖𝑛 −
𝑚𝑎𝑥, 𝑚𝑎𝑥 − 𝑚𝑖𝑛, 𝑚𝑎𝑥 − 𝑚𝑎𝑥. ............................................................................133

xi


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1. 1 - Các mức độ và khía cạnh của tri thức khơng nhất qn ..........................6
Hình 1. 2 - Lược đồ các quan hệ .................................................................................8
Hình 1. 3 - Ví dụ KTL trong Ví dụ 1.5 ......................................................................32
Hình 1. 4 - Suy diễn tranh luận .................................................................................33
Hình 1. 5 – Khung tích hợp tri thức tổng qt ..........................................................49
Hình 2. 1 - Sơ đồ Quy trình Tích hợp - Đàm phán………………………………………59
Hình 3. 1 - Sơ đồ Quy trình Tích hợp - Tranh luận……………………………………...91

xii


DANH MỤC CÁC KÝ PHÁP
Ý nghĩa

Ký pháp
⊢

Suy diễn cú pháp

⊨

Suy diễn ngữ nghĩa

⊬, ⊭

Không suy diễn ra được

≡

Tương đương logic

⟺

Tương đương

≈

Quan hệ tương đương

⊺

Ký hiệu phần từ hằng đúng

⊥

Ký hiệu phần tử hằng sai

Φ

Tập các công thức mệnh đề

[Φ]

Biểu diễn tập các mơ hình của Φ, nghĩa là [Φ] = {𝜔 ∈
Ω|∀𝜙 ∈ Φ, 𝜔 ⊢ 𝜙}. Ký hiệu [𝜙] để thay thế cho [{𝜙}]

⊔

Phép hợp đa tập

⊏

Tập con chặt của đa tập

⊑

Tập con của đa tập

≻

Quan hệ thứ tự chặt

≽

Quan hệ thứ tự tồn phần

⨁, ⨂

Các tốn tử tích hợp

𝐶𝑛(𝐾)

Bao đóng quan hệ hệ quả của 𝐾 (𝐾 là tập các công thức)

𝜋

Hàm phân bố khả năng

Ω

Tập tất cả các thế giới có thể

𝐵≥𝑎 (tương ứng 𝐵>𝑎 )

a-cut (tương ứng strict a-cut)

𝐼𝑛𝑐 (𝐵)

Mức độ không nhất quán của CSTTKN 𝐵

+

Phương pháp nới rộng

∔

Phương pháp xét lại

∸

Phương pháp co

xiii


MỞ ĐẦU
I. Cơ sở và động lực nghiên cứu
1. Cơ sở
Mặc dù có lịch sử phát triển khá lâu dài, việc tích hợp tri thức trong đó nhất là
tích hợp các tri thức không nhất quán (hay mâu thuẫn), đến từ nhiều nguồn vẫn đang
nổi lên như một trong các hướng nghiên cứu chính của khoa học máy tính ứng dụng
trong lĩnh vực khoa học xã hội. Trong thực tế, không nhất quán của tri thức phát sinh
chủ yếu trong các trường hợp sau:
- Tri thức được thu thập trong một khoảng thời gian và “tính thời sự” của nó
phụ thuộc vào nhãn thời gian
- Tri thức được trích ra từ một cơ sở dữ liệu (CSDL), chẳng hạn như từ các
phương pháp khai phá dữ liệu. Các luật khai phá dữ liệu này phụ thuộc vào dữ liệu
và một trong số các luật này có thể mâu thuẫn với nhau.
- Không nhất quán của tri thức phát sinh trong môi trường phân tán. Cùng một
chủ đề các điểm phân tán có thể tạo ra các phiên bản khác nhau của tri thức.
Giải quyết mâu thuẫn của tri thức là một nhiệm vụ cơ bản và rất cần thiết của
quản lý tri thức và tích hợp tri thức là cách phổ biến nhất để làm điều đó. Nhiệm vụ
tích hợp tri thức là quan trọng khi ta muốn kết hợp một số hệ thống thông minh lại
thành một hay để làm cho chúng có thể hợp tác với nhau. Một trong những điều kiện
cần thiết cho sự hợp tác thành công là thống nhất về tri thức của các hệ thống này.
Do đặc tính tự chủ và các kỹ thuật xử lý tri thức không đơn định của các hệ thống, có
thể xuất hiện những tình huống mà tri thức thế giới thực có thể được phản ánh khác
nhau trong các hệ thống khác nhau. Tích hợp tri thức là một nhiệm vụ khó khăn do

mâu thuẫn của tri thức là khó có thể được xác định, và giải quyết các mâu thuẫn này
cũng là một vấn đề phức tạp. Tuy nhiên, nếu khơng có khả năng tích hợp tri thức thì
sự hợp tác giữa các hệ thống cũng là không thể.

xiv


Đàm phán trong lý thuyết trò chơi và tranh luận trong lý thuyết lựa chọn xã hội
cũng là những hướng nghiên cứu đang rất được quan tâm trong lĩnh vực trí tuệ nhân
tạo. Các cách tiếp cận nghiên cứu này đã được nghiên cứu nhiều trong các lĩnh vực
của khoa học xã hội như chính trị, kinh tế, triết học. Luận án tập trung nghiên cứu
khai thác các ý tưởng chính của các kỹ thuật xây dựng giải pháp đàm phán trong các
trò chơi đàm phán cũng như kỹ thuật tranh luận trong xử lý tri thức không nhất quán
(hay mâu thuẫn) trong lý thuyết lựa chọn xã hội vào q trình tích hợp các CSTT ưu
tiên có thể nhất quán hoặc không. Cụ thể luận án nghiên cứu, đề xuất phương pháp
tích hợp tri thức sử dụng kỹ thuật đàm phán nhượng bộ đồng thời và sử dụng kỹ thuật
tranh luận để xử lý tri thức mâu thuẫn, không nhất qn vào q trình tích hợp các
CSTT ưu tiên. Q trình tích hợp các CSTTKN dựa trên kỹ thuật đàm phán hoặc kỹ
thuật tranh luận được xem tương ứng là trường hợp riêng của q trình tích hợp các
CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật đàm phán hoặc kỹ thuật tranh luận bởi các CSTTKN
cũng là những CSTT ưu tiên đặc biệt trong đó quan hệ thứ tự được cảm sinh một cách
tự nhiên. Tuy nhiên khi đó quá trình tích hợp các CSTTKN dựa trên kỹ thuật đàm
phán và kỹ thuật tranh luận sẽ phong phú, tường minh và cụ thể hơn.
Việc tích hợp các CSTTKN sử dụng một tốn tử tích hợp cịn bộc lộ một số
nhược điểm quan trọng như các tri thức được nhiều tác tử hỗ trợ có thể khơng được
đưa vào CSTT tích hợp chỉ vì trọng số của tri thức đó thấp hoặc có thể tích hợp những
tri thức là ngun nhân gây ra mâu thuẫn trong tập các tri thức chỉ vì nó có trọng số
cao. Việc tích hợp hai CSTTKN sử dụng hai toán tử nhằm khắc phục những hạn chế
này cũng được đề xuất. Tuy nhiên việc nghiên cứu các điều kiện để có thể mở rộng
phương pháp tích hợp như vậy cho nhiều CSTTKN cũng cần được quan tâm.

Ngồi ra logic khả năng biểu trưng (LKNBT), trong đó các công thức mệnh đề
nhận giá trị ký hiệu được phát triển mới đây đã được chứng minh là đúng đắn và đầy
đủ. Kết quả này gợi ý có thể nghiên cứu vấn đề tích hợp các CSTTKN biểu trưng
theo quan điểm định đề thông qua các phân bố không khả năng đặc trưng của các
CSTT này. Điều đó sẽ làm thuận lợi hơn cho việc kiểm tra xem với những lớp toán

xv


tử tích hợp cụ thể thì những định đề nào của q trình tích hợp các CSTTKNBT sẽ
được thỏa mãn.
Hình 1 sau đây thống kê số lượng cơng trình nghiên cứu được công bố trên
ScienceDirect () trong giai đoạn 1999-2021 có chứa
các cụm từ “Possibility logic”, “Knowledge merging”, “Inconsistency resolution”,
“Inconsistency handling”, “Decreasing inconsistency”, “Measuring inconsistency”
trong tiêu đề, trong tóm tắt và trong danh sách từ khóa.
160.000
140.000
120.000
100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0

Possibility logic

Knowledge merging

Inconsistency handling

Inconsistency resolution

Decreasing Inconsistency

Measuring Inconsistency

Hình 1 - Thống kê cơng bố cơng trình khoa học về khơng nhất qn và tích hợp tri thức trên
ScienceDirect giai đoạn 1999 - 2021

Qua đó có thể thấy rằng chủ đề nghiên cứu của luận án này nằm trong hướng
nghiên cứu được cộng đồng nghiên cứu ngày càng quan tâm.
2. Động lực nghiên cứu
Tích hợp tri thức liên quan đến nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như CSDL
khi có nhiều CSDL cần phải được sáp nhập, hoặc truy hồi thơng tin khi có nhiều
nguồn thơng tin cần phải được tổng hợp, và cũng liên quan đến các hệ thống đa tác
tử khi các tác tử với những sự hiểu biết khác nhau cần phải đạt được một sự đồng
thuận trong việc phân chia tài nguyên hay phối hợp hoạt động, …

xvi


Tích hợp tri thức là vấn đề NP khó. Việc tích hợp các tri thức đến từ nhiều nguồn
càng trở lên khó khăn hơn khi khơng chỉ các CSTT đến từ các nguồn không nhất quán
với nhau mà bản thân mỗi CSTT thành phần cũng có thể khơng nhất qn trong khi
yêu cầu CSTT tích hợp phải nhất quán và hơn thế nữa người ta cịn mong muốn các
CSTT tích hợp phải thỏa mãn các tính chất logic đáng mong đợi nào đó. Tích hợp tri
thức từ nhiều nguồn trong ngữ cảnh như vậy luôn là thách thức rất lớn cho cộng đồng
nghiên cứu và ứng dụng.

Các kỹ thuật tích hợp tri thức truyền thống và một số tiếp cận gần đây [1] [18]
[90] còn bộc lộ một số nhược điểm khó có thể vượt qua và tri thức hữu ích có thể
khơng được sử dụng trong q trình tích hợp. Giải pháp khắc phục các nhược điểm
của chúng được kỳ vọng là q trình tích hợp tri thức nên được dựa vào kỹ thuật đàm
phán hoặc kỹ thuật tranh luận. Đó là động lực nghiên cứu chủ yếu của luận án này.
Luận án này hướng đến nghiên cứu khai thác những điểm mạnh của giải pháp đàm
phán trong các trò chơi đàm phán và kỹ thuật tranh luận trong xử lý các tri thức mâu
thuẫn trong lý thuyết lựa chọn xã hội để vận dụng vào q trình tích hợp các CSTT
ưu tiên, ở đó mỗi CSTT có thể nhất qn hoặc khơng. Trong trường hợp tích hợp các
CSTTKN, luận án cũng phân tích, nghiên cứu phát triển phương pháp tích hợp tri
thức sử dụng hai tốn tử.
II. Mục tiêu, đối tương, phạm vi, phương pháp nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu: Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTTKN và CSTTKNBT
thành một CSTT chung đại diện tốt nhất nhằm khắc phục được hiện tượng có tri thức
được nằm trong nhiều CSTT (hay được nhiều tác tử hỗ trợ) nhưng vẫn khơng được
tích hợp vì trọng số (hay định giá trị chân lý) của tri thức này thấp hoặc có tri thức
gây ra mâu thuẫn nhưng vẫn được tích hợp chỉ vì trọng số của tri thức này cao.
Trong luận án này, mục tiêu đó được cụ thể như sau:
-

Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTT ưu tiên bao gồm các CSTTKN dựa

trên kỹ thuật đàm phán;

xvii


-

Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTT ưu tiên bao gồm các CSTTKN dựa

trên kỹ thuật tranh luận;
-

Mở rộng phương pháp tích hợp hai CSTTKN sử dụng hai họ tốn tử cho

trường hợp nhiều CSTTKN, tìm các điều kiện q trình tích hợp như vậy có thể thực
hiện được.
Đối tượng nghiên cứu: Là các CSTT ưu tiên, CSTTKN và CSTTKNBT; kỹ thuật
đàm phán nhượng bộ đồng thời trong lý thuyết trò chơi; kỹ thuật tranh luận để xử lý
tri thức mâu thuẫn trong lý thuyết lựa chọn xã hội.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các phương pháp tích hợp các CSTT ưu tiên dựa
trên kỹ thuật đàm phán nhượng bộ đồng thời và dựa trên kỹ thuật tranh luận để xử lý
tri thức mâu thuẫn, các phương pháp tích hợp các CSTTKN sử dụng nhiều tốn tử,
và tích hợp CSTTKNBT theo quan điểm định đề.
Phương pháp nghiên cứu
Luận án đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
Phương pháp phân loại, phân tích và tổng hợp: được sử dụng để tổng hợp, phân
loại và phân tích các nghiên cứu về những vấn đề liên quan để phát hiện các khoảng
trống nghiên cứu và xác định vấn đề nghiên cứu mà luận án cần giải quyết. Phương
pháp phân tích cịn được sử dụng khi đề xuất các khái niệm mới liên quan đến vấn đề
nghiên cứu của luận án.
Phương pháp tổng quát hóa và trừu tượng hóa được sử dụng để mơ hình hóa
vấn đề tích hợp các CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật đàm phán và tranh luận như: xây
dựng các mơ hình tiên đề, mơ hình xây dựng, thuật tốn mơ hình hóa xây dựng và
mối quan hệ giữa mơ hình tiên đề và mơ hình xây dựng cho hai cách tiếp cận sử dụng
kỹ thuật đàm phán và kỹ thuật tranh luận, để phát triển phương pháp tích hợp nhiều
CSTTKN sử dụng hai họ tốn tử tích hợp, cũng như để đề xuất các định đề về tích
hợp các CSTTKNBT, nghiên cứu các đặc tính logic của tốn tử tích hợp các
CSTTKNBT theo quan điểm định đề và tích hợp phân cấp các CSTTKNBT.

xviii


Phương pháp cụ thể hóa được sử dụng nhằm hiểu rõ hơn q trình tích hợp các
CSTT bằng cách xây dựng các ví dụ minh họa cho các khái niệm, cho các q trình
tích hợp các CSTT ưu tiên dựa trên khung tích hợp - đàm phán, Quy trình tích hợp tranh luận và cho q trình tích hợp các CSTTKNBT.
Phương pháp tham khảo ý kiến của chuyên gia và cộng đồng nghiên cứu trình
bày seminar và cơng bố bài báo trên Tạp chí, Hội thảo chuyên ngành uy tín
III. Tính cấp thiết, ý nghĩa lý luận và thực tiễn của luận án
Trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, tích hợp tri thức từ nhiều nguồn là hướng nghiên
cứu luôn được quan tâm trong xây dựng các hệ thống thông minh. Nhờ tích hợp tri
thức mới có thể tương tác, kết nối nhiều hệ thống thông minh với nhau, từ đó có thể
thực hiện hiệu qủa q trình ra quyết định trên các thông tin, tri thức đến từ nhiều
nguồn cũng như ra quyết định có sự tham gia của nhiều người. Với sự phát triển mạnh
mẽ của công nghệ thông tin, nhất là của kết nối vạn vật, lượng thơng tin tri thức được
hình thành ngày càng nhiều, nhu cầu xây dựng các hệ thống thông minh, các hệ hỗ
trợ ra quyết định trên các lượng tri thức lớn đến từ nhiều nguồn ngày càng lớn. Trong
ngữ cảnh ấy vấn đề tích hợp tri thức có thể khơng nhất quán càng trở lên cần thiết và
cấp bách.
Nghiên cứu các giải pháp đàm phán trong lý thuyết trò chơi và kỹ thuật tranh
luận trong xử lý tri thức mâu thuẫn cũng là những chủ đề nghiên cứu đang nổi lên
trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo trong khoảng hai thập kỷ lại đây và đang ngày càng
được quan tâm và ứng dụng trong các lĩnh vực của đời sống kinh tế - xã hội. Mặc dù
các mục tiêu của xây dựng giải pháp đàm phán trong các trò chơi đàm phán, tranh
luận trong xử lý tri thức mâu thuẫn, và tích hợp tri thức là khá khác nhau, nhưng với
mong muốn tìm phương pháp mới, hiệu quả trong việc tích hợp các CSTT ưu tiên có
thể nhất qn hoặc khơng, Luận án này tập trung nghiên cứu khai thác thế mạnh của
các kỹ thuật xây dựng giải pháp đàm phán trong lý thuyết trò chơi và kỹ thuật tranh
luận trong xử lý các tri thức mâu thuẫn để đưa vào trong các q trình tích hợp các

CSTT ưu tiên.

xix


Việc nghiên cứu các phương pháp tích hợp CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật đàm
phán hoặc kỹ thuật tranh luận cũng như việc nghiên cứu phương pháp tích hợp nhiều
CSTTKN sử dụng hai tốn tử tích hợp và phương pháp tích hợp các CSTTKNBT như
luận án này có ý nghĩa trên cả hai phương diện lý thuyết và thực tiễn:
Về mặt lý thuyết: Các kết quả nghiên cứu của luận án cung cấp phương pháp
tích hợp các CSTT ưu tiên có thể khơng nhất qn dựa trên kỹ thuật đàm phán hoặc
dựa trên kỹ thuật tranh luận. Mơ hình xây dựng của hai phương pháp tích hợp là quy
trình làm việc cho q trình tích hợp. Các quy trình này được mơ tả một cách định
tính nhưng từ đó có thể xây dựng được thuật tốn thể hiện chính xác các quy trình
tích hợp này và khi đó việc xác định CSTT ưu tiên tích hợp là được thực hiện thơng
qua thuật tốn đó.
Kết quả nghiên cứu của luận án cũng cung cấp phương pháp tích hợp nhiều
CSTTKN sử dụng hai tốn tử và phương pháp tích hợp các CSTTKNBT theo quan
điểm định đề.
Về mặt thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu của luận án có thể được ứng dụng
trong các hệ hỗ trợ ra quyết định, các hệ thống thương mại điện tử tự động, các hệ
thống web hướng ngữ nghĩa, ... là những hệ thống phục vụ nhiều mặt của đời sống
kinh tế, xã hội, an ninh quốc phịng trong việc ra quyết định có sự tham gia của đa tác
tử, ra quyết định với thông tin dữ liệu đến từ nhiều nguồn khác nhau.
Ngoài ra, các phương pháp tích hợp CSTT được đề xuất trong luận án này có
thể được sử dụng trong đào tạo đại học, sau đại học ngành cơng nghệ thơng tin.
IV. Đóng góp của luận án
Luận án này có những đóng góp chính như sau:
-

Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTT ưu tiên (bao gồm cả CSTTKN) với

tập ràng buộc trọng tài dựa trên kỹ thuật đàm phán. Cụ thể, luận án đã đề xuất một
tập các định đề (được gọi là mơ hình tiên đề), một quy trình tích hợp các CSTT ưu
tiên có thể khơng nhất qn (được gọi là mơ hình xây dựng). Đề xuất thuật tốn mơ

xx


tả chính xác quy trình tích hợp này và sử dụng thuật tốn để chứng minh mối quan
hệ giữa mơ hình tiên đề và mơ hình xây dựng của q trình tích hợp các CSTT ưu
tiên cũng như CSTTKN. Độ phức tạp tính tốn của thuật tốn cũng đã được chứng
minh.
-

Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTT ưu tiên (bao gồm cả CSTTKN) dựa

trên kỹ thuật tranh luận. Cụ thể, luận án đã đề xuất một tập các định đề và quy trình
tích hợp các CSTT ưu tiên (có thể không nhất quán) dựa trên kỹ thuật tranh luận. Đề
xuất thuật tốn mơ tả chính xác quy trình tích hợp các CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật
tranh luận và sử dụng thuật toán này để chỉ ra mối quan hệ giữa mơ hình xây dựng và
mơ hình tiên đề của q trình tích hợp dựa trên kỹ thuật tranh luận. Độ phức tạp tính
tốn của thuật tốn cũng được chứng minh.
-

Đề xuất mở rộng và phát triển phương pháp tích hợp kết hợp nhiều CSTTKN

sử dụng hai tốn tử tích hợp từ phương pháp tích hợp hai CSTTKN sử dụng 2 toán tử
đã biết. Chỉ ra điều kiện cần và đủ để q trình tích hợp kết hợp nhiều CSTTKN sử
dụng hai tốn tử có thể thực hiện được. Chỉ ra các định đề của q trình tích hợp mà

q trình tích hợp kết hợp sử dụng hai tốn tử thỏa mãn. Đề xuất thuật tốn cho q
trình tích hợp này.
Một phần các kết quả nghiên cứu liên quan đến các đề xuất nêu trên được công
bố trong các cơng trình [LTTLuu_2], [LTTLuu_3] và [LTTLuu_4].
-

Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTTKNBT theo quan điểm định đề được

thực hiện thơng qua việc tích hợp các phân bố khơng khả năng biểu trưng đặc trưng
cho các CSTTKNBT thành phần. Đề xuất phương pháp tích hợp phân cấp các
CSTTKNBT thơng qua việc tích hợp phân cấp các phân bố khơng khả năng biểu
trưng. Chỉ ra một số lớp toán tử tích hợp các CSTTKNBT và các định đề mà CSTT
tích hợp được xác định bởi các tốn tử tích hợp đó thỏa mãn. Kết quả nghiên cứu liên
quan đến đề xuất này được cơng bố trong cơng trình [LTTLuu_1].

xxi


V. Cấu trúc luận án
Luận án “Nghiên cứu tích hợp tri thức trong Logic khả năng dựa trên kỹ thuật
Đàm phán và Tranh luận” gồm phần mở đầu và bốn chương nội dung, phần kết luận
và danh mục các tài liệu tham khảo. Các chương được tổ chức như trong Hình 2 ở
dưới, cụ thể như sau:

Hình 2 – Cấu trúc luận án
Chương 1. Tổng quan về mơ hình tích hợp CSTTKN trình bày một cách khái
quát và chung nhất về tri thức, biểu diễn tri thức và CSTT; giới thiệu logic khả năng
chuẩn (LKN) ở đó định giá (hay trọng số) của các mệnh đề nhận giá trị là số. Chương
này cũng trình bày tính khơng nhất qn và việc đo lường tính khơng nhất qn của
các CSTTKN; khảo cứu các phương pháp tích hợp CSTTKN theo quan điểm định đề

và bằng cách sử dụng nhiều tốn tử tích hợp. Khảo cứu kỹ thuật xây dựng giải pháp

xxii


đàm phán, trong đó nhất là giải pháp đàm phán nhượng bộ đồng thời trong các trò
chơi đàm phán và kỹ thuật tranh luận trong xử lý tri thức mâu thuẫn trong lý thuyết
lựa chọn xã hội để xác định khoảng trống nghiên cứu cũng như khả năng có thể đưa
kỹ thuật đàm phán hoặc kỹ thuật tranh luận vào trong q trình tich hợp các CSTT
ưu tiên nói chung, CSTTKN nói riêng.
Chương 2. Tích hợp CSTTKN dựa trên kỹ thuật đàm phán đề xuất các tính chất
logic mà quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật đàm phán cần thỏa
mãn. Các tính chất logic này được phát triển dựa trên các tiên đề cho giải pháp trong
các trị chơi đàm phán. Tập các tính chất logic đó được gọi là mơ hình tiên đề. Chương
này cũng đề xuất quy trình tích hợp các CSTT ưu tiên có thể khơng nhất qn với tập
ràng buộc dựa trên ý tưởng của kỹ thuật đàm phán nhượng bộ đồng thời, ở đây tập
ràng buộc đóng vai trị như là trọng tài của quá trình đàm phán. Quy trình này được
gọi là Quy trình tích hợp - đàm phán và được xem như là mơ hình xây dựng CSTT
tích hợp dựa trên kỹ thuật đàm phán. Chương 2 đề xuất thuật tốn mơ tả chinh xác
quy trình tích hợp - đàm phán và chỉ ra mối quan hệ khá chặt chẽ giữa mơ hình tiên
đề và mơ hình xây dựng của q trình tích hợp CSTT ưu tiên với tập ràng buộc trọng
tài. Chương này cũng trình bày việc ước lượng độ phức tạp thuật toán được đề xuất
và độ phức tạp tính tốn của thuật tốn này sẽ được chi tiết, cụ thể hơn khi các CSTT
ưu tiên là các CSTTKN, ở đó quan hệ thứ tự trên mỗi CSTTKN là được cảm sinh tự
nhiên từ các tri thức khả năng trong các CSTT này.
Chương 3. Tích hợp CSTTKN dựa trên kỹ thuật tranh luận và kết hợp tốn tử
trình bày Khung làm việc của q trình tích hợp các CSTT ưu tiên có thể khơng nhất
qn dựa trên ý tưởng của kỹ thuật tranh luận để xử lý tri thức mâu thuẫn trong lý
thuyết lựa chọn xã hội. Trong Khung làm việc này, quy trình tích hợp các CSTTKN
dựa trên kỹ thuật tranh luận được gọi là quy trình tích hợp - tranh luận và được xem

như là mơ hình xây dựng của q trình tích hợp. Mơ hình tiên đề của q trình này
được phát triển từ các định đề của q trình tích hợp các CSTTKN đã được cộng đồng
nghiên cứu, ứng dụng thừa nhận rộng rãi. Chương này cũng giới thiệu thuật tốn mơ
tả chính xác quy trình tích hợp - tranh luận, độ phức tạp tính tốn của thuật tốn này

xxiii


và mối quan hệ giữa mơ hình xây dựng và mơ hình tiên đề cũng được chỉ ra. Thuật
tốn được đề xuất và độ phức tạp tính tốn của nó cũng được chi tiết và tường minh
hơn cho quá trình tích hợp các CSTTKN dựa trên kỹ thuật tranh luận.
Chương 3 cịn giới thiệu phương pháp mở rộng mơ hình tích hợp hai CSTTKN
sử dụng hai họ tốn tử thành mơ hình tích hợp nhiều CSTTKN sử dụng hai họ tốn
tử đó. Phương pháp này được gọi là phương pháp tích hợp kết hợp sử dụng 2 tốn tử.
Điều kiện cần và đủ để phương pháp tích hợp kết hợp các CSTTKN sử dụng hai họ
tốn tử có thể thực hiện được cũng như thuật tốn cho phương pháp tích hợp CSTTKN
như vậy được giới thiệu ở phần cuối của chương này.
Chương 4. Tích hợp CSTT khả năng biểu trưng sẽ trình bày việc tích hợp các
CSTTKNBT theo quan điểm định đề. Các thuộc tính logic của các tốn tử tích hợp
theo quan điểm định đề và tích hợp phân cấp các CSTTKNBT cũng được trình bày
trong Chương này.
Cuối cùng, Phần Kết luận và hướng phát triển sẽ tổng hợp các kết qủa nghiên
cứu chính của luận án, trình bày các hạn chế còn tồn tại của luận án và hướng nghiên
cứu tiếp theo của luận án này.

xxiv