Tổng quan về trí tuệ nhân tạo pps

1
2
Mục đích của trí tuệ nhân tạo:
Theo Winton: mục đích chính của trí tuệ nhân
tạo là làm cho các máy tính điện tử thông minh
hơn, có ích hơn và giúp khám phá các quy luật
về khả năng hoạt động trí tuệ của con người. Từ
đây sẽ tác động trực tiếp làm cho con người
thông minh hơn, hoạt động có hiệu quả hơn.
3
G
i
a
û
i

q
u
y
e
á
t

v
a
á
n

ñ
e
à

R
o
b
o
t
G
a
m
e
s
N
h
a
ä
n

d
a
ï
n
g
H
e
ä

c
h
u
y
e

â
n

g
i
a
H e u r i s t i c
B i e åu d i e ãn
t r i t h ö ùc
L a äp l u a än
C o ân g c u ï
t h ö ïc h i e än
M a ùy : N e w r a l
N g o ân n g ö õ: P r o l o g

Mô hình “củ hành”:
4
I n t e l l i g e n c e
S y s t e m
K n o w l e d g e E n g i n e e r i n g
( C o ân g n g h e ä v e à t r i t h ö ùc )
A r t i f i c i a l I n t e l l i g e n c e
( T r í t u e ä n h a ân t a ïo )
Ö Ùn g d u ïn g
K y õ t h u a ät
K h o a h o ïc

Vai trò trí tuệ nhân tạo:
5
Các định nghĩa

Trí tuệ nhân tạo: trí tuệ nhân tạo có thể được định
nghĩa như một hệ thống máy móc có khả năng thực
hiện những hành động của con người được xem là
thông minh.
Thông minh: sự nghiên cứu, sự thu thập thông tin
tiêu biểu như: cố gắng học những ý tưởng xử lý của
bộ não con người, bao gồm cả việc nghiên cứu sự
vật có ý tưởng, có ý nghĩa, có sự chú ý, nhận dạng,
hiểu vấn đề và sáng tạo ra vấn đề.
6

Ghi Nhớ
Tính Toán
Tìm Kiếm
Suy Luận

Máy tính hiện nay chỉ mới làm được phần này

Nhân tạo: Có nghĩa là cố gắng sử dụng
máy tính để xây dựng những hệ thống
nhân tạo bắt chước đặc tính của việc thu
thập thơng tin một cách thơng minh.
Các định nghĩa
(tt)
7
DỮ LIỆU = Chữ cái, con số, hình ảnh riêng rẽ,
rời rạc, không mang một ý nghĩa nào.
THÔNG TIN = Các dữ liệu được sắp xếp theo
một quan hệ nào đó.
TRI THỨC = mối quan hệ giữa các dữ liệu được

xác định một cách tường minh.
8
VÍ DỤ :
DỮ LIỆU : 1, 1, 3, 5, 2, 7, 11,
THÔNG TIN : 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34,
TRI THỨC : U
n
= U
n-1
+ U
n-2
.
9
DỮ LIỆU
THÔNG TIN
TRI
THỨC
Độ trừu tượng
Số lượng
10
Một số thuật toán:
1.Phương pháp giải quyết vấn đề theo hướng xác định trực
tiếp lời giải:
Áp dụng một công thức cụ thể để tính ra lời giải trong mọi trường
hợp được sử dụng. Đây là phương pháp tốt nhất (theo nghĩa các công
thức tìm ra và được chứng minh sẽ cho lời giải trong mọi trường hợp.)
và hữu hiệu nhất.
Ví dụ: Lập chương trình tính S = 1 + 2 + 3 + … + n (n ∈ N)
Write(‘Nhập n=‘);
Readln(n);

Write(‘ S = ‘, n*(n-1)/2);
11
Một số thuật toán
(tt)
2. Phương pháp “Vét cạn”:
Giả sử chúng ta giải bài toán P trên miền
D
, ∀x∈D
Bước 1: ∀x∈D, P(x) đúng: in kết quả và dừng (success).
Bước 2: D := D \ {x}: Loại trường hợp này nếu sai.
Bước 3: Kiểm tra D ≠ {}
+ Đúng : Goto bước 1.
+ Sai: Dừng (fail).
Lưu ý: Đối với phương pháp này, việc giới hạn D càng nhỏ giải càng nhanh.
Ví dụ: Tìm các số có ba chữ số thỏa: abc=a
3
+b
3

+c
3
Ta có D: 1 ≤ a ≤ 9
0 ≤ b, c ≤ 9
For a := 1 To 9 Do
For b := 0 To 9 Do
For c:=1 To 9 Do
If (100*a+10*b+c = a*a*a + b*b*b + c*c*c) then
Writeln(a,b,c);
12
Một số thuật toán

(tt)
3. Phương pháp đệ qui:
Định nghĩa kiểu đệ qui:
Ví dụ: Định nghĩa số tự nhiên:
1 là số tự nhiên
n là số tự nhiên thì (n-1) cũng là số tự nhiên.
Hàm đệ qui: Hàm f được gọi là đệ qui
nếu: f(x) = f(x, f(x’))
13
Một số thuật toán
(tt)
4. Phương pháp ngẫu nhiên (phương pháp
Monte – Carlo):
Bài toán: Tính diện tích của hình M bất kỳ.
+ Có thể bao hình M nội tiếp trong một
hình vuông có cạnh là 1 đơn vị.
+ Phát ngẫu nhiên N điểm vào trong hình
vuông.
+ Có N
m
điểm nằm trong hình M.
14
Một số thuật toán
(tt)
Với n đủ lớn, diện tích (xấp
xỉ) hình M được tính như
sau:
Mhình
S

vuoâ ng hình
M hìnhM
S
S
N
N
=≈
15
Một số thuật toán
(tt)
2
0
R
S
=π⇒
x(x
0
,y
0
)
O
x
y
Ví dụ: Tính π: diện tích hình tròn S
0
= πR
2
với R = 1/2 ⇒ π = 4S
0
16

Một số thuật toán
(tt)
Function Pi:Real;
Var
m, i : Integer;
x, y : Real;
Begin
m := 0;
For i := 1 To N Do {Phát ngẫu nhiên N điểm}
Begin
x := random; {x ∈ (0,1)}
y := random; {y ∈ (0,1)}
If (x
2
+ y
2
) ≤ 1 Then
m := m + 1;
End;
Pi := 4*m/N;
End;
17
Các tính chất của một thuật toán:
Khi xây dựng một thuật toán và chương trình
tương ứng để giải một bài toán cần phải phân
tích:
+ Tính đúng đắn của thuật toán: phải dùng
công cụ toán học để chứng minh là đúng.
+ Tính đơn giản của thuật toán: dễ hiểu, dễ
lập trình, dễ hiệu chỉnh.

+ Tính tối ưu của thuật toán (nếu có nhiều
thuật toán).
18
Các tính chất của một thuật toán:
Lưu ý:
Thời gian và bộ nhớ là 2 đại lượng tỷ lệ nghịch, nên
nhiều khi tính càng đơn giản càng làm chậm chương
trình.
Thời gian thực hiện một thuật toán phụ thuộc rất
nhiều yếu tố:
+ Kích thước của dữ liệu.
+ Kiểu lệnh
+ Tốc độ xử lý của máy.
+ Ngôn ngữ lập trình.
+ Trình biên dịch.
19
Kỹ thuật tìm kiếm
Một số bài toán
Bài toán mê cung:
20
Kỹ thuật tìm kiếm
(tt)

Cực tiểu hóa giá thành: Người đưa thư cần
xác định hành trình đi ngắn nhất sao cho mỗi
thành phố đi đến đúng một lần và quay về thành
phố xuất phát.

Trò chơi: Tic-tac-toe (cờ caro).


Bài toán tô màu:

Cho một bản đồ, tô màu cho mỗi nước trên bản đồ
sao cho hai nước láng giềng (có chung đường biên
giới) có hai màu khác nhau.
Vấn đề : số màu cần dùng tối đa là bao nhiêu?

1976 người ta đã dùng máy tính để chứng minh
được là chỉ cần dùng tối đa là 4 màu.
21
Kỹ thuật tìm kiếm
(tt)
Bài toán taci:
22
Biểu diễn bài tốn:


Giả thuyết

Kết luận


S
0
→
S
1

→
S

2

→
… … … …
→
S
n



START

GOAL

Trạng thái bắt đầu Trạng thái kết thúc
23
Biểu diễn bài toán
(tt)

Hầu hết các bài toán đều có thể phát biểu
dưới dạng sau: từ một trạng thái xuất phát
hãy tìm đường dẫn đến một trạng thái kết
thúc mong muốn. Việc tìm đường đi này là
một nghệ thuật để giải quyết vấn đề, bao gồm
các bước sau:

Chọn được không gian tìm kiếm thích hợp.

Tiến hành tìm kiếm có hệ thống và có hiệu quả
trong không gian tìm kiếm.


Sử dụng triệt để các nguồn tri thức có liên quan
trong quá trình tìm kiếm tương ứng với miền đại
lượng cụ thể.
24
Biểu diễn bài toán
(tt)

Không gian tìm kiếm của một vấn đề giải
trên máy tính thường được biểu diễn bởi
một đồ thị hoặc một dạng đặc biệt của đồ
thị (cây). Sau khi bài toán được biểu diễn
dưới dạng đồ thị (hoặc cây) thì:
1. Mỗi đỉnh là một giai đoạn của quá trình giải
(hay là trạng thái).
2. Mỗi cung là một tác động biến đổi quá trình
từ giai đoạn này sang giai đoạn khác.
25
Biểu diễn bài toán
(tt)
1
2 3
4
56
7
8
1 2 3
4
56
7

8
S T A R T G O A L