XÂY DỰNG hệ hỗ TRỢ CHẨN đoán sớm BỆNH VIÊM tủy RĂNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN


NGUYỄN THU THỦY

XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN SỚM BỆNH
VIÊM TỦY RĂNG

KHÓA LUẬN CAO HỌC
NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH
Mã số: 60.48.01.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS ĐỖ VĂN NHƠN

TP HỒ CHÍ MINH – NĂM 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả
trình bày trong khóa luận này là trung thực. Những tư liệu được sử dụng trong khóa
luận có nguồn gốc và trích dẫn rõ ràng, đầy đủ.

TP. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 2 năm 2016

Nguyễn Thu Thủy


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Công

nghệ Thông tin - ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy cho em nhiều
kiến thức bổ ích trong thời gian học tập tại trường, cũng như tạo điều kiện cho em
thực hiện đề tài này. Kính chúc quý thầy cô luôn tràn đầy sức khoẻ và thành công
trong cuộc sống.
Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc đến PGS. TS. Đỗ Văn
Nhơn, người Thầy đã tận tâm, nhiệt tình hướng dẫn,truyền đạt kiến thức quí báu và
chỉ bảo em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận .
Xin cảm ơn gia đình và tất cả bạn bè đã động viên, giúp đỡ và hỗ trợ , đóng
góp ý kiến quý báu cho em rất nhiều trong quá trình thực hiện khóa luận,giúp em có
nhiều ý tưởng hay để hoàn thiện đề tài này.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

TP. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 2 năm 2016

Nguyễn Thu Thủy


Mục lục

MỤC LỤC

Trang
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC ................................................................................................................ 1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.......................................................................... 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .................................................................................. 7
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1.

GIỚI THIỆU ................................................................................................. 8

1.2.

ĐỘNG CƠ NGHIÊN CỨU ........................................................................... 9

1.3.

MỤC TIÊU CỦA KHÓA LUẬN ................................................................. 10

1.4.

PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................................ 10

1.5.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ................................................... 10

CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1.

HỆ CHUYÊN GIA ........................................................................................ 12

2.1.1. Cơ sở tri thức ................................................................................................. 12
2.1.2. Hệ chuyên gia ................................................................................................ 13
2.1.3. Cấu trúc của một hệ chuyên gia .................................................................... 16
2.1.4. Kỹ thuật suy luận trong các hệ chuyên gia ................................................... 17
2.1.4.1.

Phương pháp suy diễn tiến....................................................................... 17

2.1.4.2.

Phương pháp suy diễn lùi ........................................................................ 18

2.1.5. Quy trình xây dựng hệ chuyên gia ................................................................ 19
2.1.6. Những thuận lợi và khó khăn của hệ chuyên gia .......................................... 19
2.1.6.1.

Thuận lợi ................................................................................................. 19

2.1.6.2.

Những bất lợi của một hệ chuyên gia dựa trên luật ................................. 20
1


Mục lục

2.2.

CƠ SỞ TRI THỨC ........................................................................................ 20

2.3.

CÁC PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN TRI THỨC ......................................... 22

2.3.1. Biểu diễn tri thức dựa trên logic hình thức ................................................... 22
2.3.1.1.

Thuật giải suy diễn tiến ( suy diễn đơn điệu tăng ) ................................. 23

2.3.1.2.

Thuật giải suy diễn lùi ............................................................................. 23

2.3.2. Biểu diễn tri thức dựa trên luật dẫn ............................................................... 23
2.3.3. Biểu diễn tri thức bằng Frame ....................................................................... 24
2.3.4. Biểu diễn tri thức dựa trên mạng ngữ nghĩa.................................................. 26
2.3.4.1.

Cơ chế suy diễn thực hiện theo thuật toán “ loang ” .............................. 26

2.3.4.2.

Các mô hình biểu diễn tri thức theo mạng ngữ nghĩa ............................. 27

2.3.5. Biểu diễn tri thức bằng mô hình COKB ........................................................ 28
2.4.

ĐỘNG CƠ SUY DIỄN ................................................................................. 31

2.4.1. Suy diễn tiến .................................................................................................. 32
2.4.2. Suy diễn lùi.................................................................................................... 33
2.4.3. Ưu , nhược điểm của các kỹ thuật suy diễn .................................................. 34
CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH BIỂU DIỄN TRI THỨC CHUYÊN GIA
3.1.

TRI THỨC VỀ BỆNH VIÊM TỦY.............................................................. 35

3.1.1. Định nghĩa ..................................................................................................... 35
3.1.2. Nguyên nhân ................................................................................................. 35
3.1.3. Phân loại ........................................................................................................ 36
3.1.4. Chẩn đoán ...................................................................................................... 36
3.1.4.1.

Viêm tủy có hồi phục ............................................................................... 36

3.1.4.2.

Viêm tủy không hồi phục ........................................................................ 37

3.1.4.3.

Lưu đồ chẩn đoán .................................................................................... 38

3.1.5. Điều trị........................................................................................................... 39
3.1.5.1.

Viêm tủy có hồi phục ............................................................................... 39

3.1.5.2.

Viêm tủy không hồi phục ........................................................................ 39

3.1.5.3.

Lưu đồ xử trí ............................................................................................ 41

3.1.6. Tiên lượng và biến chứng.............................................................................. 42

3.1.7. Phòng bệnh .................................................................................................... 42

2


Mục lục

3.2.

CÁC BIẾN CHỨNG LIÊN QUAN – VIÊM QUANH CUỐNG RĂNG ..... 42

3.2.1. Định nghĩa ..................................................................................................... 42
3.2.2. Nguyên nhân ................................................................................................. 42
3.2.3. Chẩn đoán ...................................................................................................... 43
3.2.3.1.

Viêm quanh cuống răng cấp tính ............................................................. 43

3.2.3.2.

Viêm quanh cuống răng bán cấp ............................................................. 44

3.2.3.3.

Viêm quanh cuống răng mạn tính............................................................ 45

3.2.4. Điều trị........................................................................................................... 46
3.2.4.1.

Nguyên tắc ............................................................................................... 46

3.2.4.2.

Phác đồ điều trị ....................................................................................... 46

3.2.4.3.

Điều trị cụ thể .......................................................................................... 47

3.2.4.4.

Lưu đồ chẩn đoán và điều trị ................................................................... 48

3.2.5. Biến chứng và tiên lượng .............................................................................. 48
3.2.5.1.

Biến chứng tại chỗ ................................................................................... 48

3.2.5.2.

Biến chứng toàn thân ............................................................................... 49

3.2.6. Phòng bệnh .................................................................................................... 49
3.3.

MÔ HÌNH BIỂU DIỄN TRI THỨC CHUYÊN GIA ................................... 49

3.3.1. Danh sách các thuộc tính ............................................................................... 49
3.3.2. Tập hợp C các khái niệm về các đối tượng ................................................... 50
3.3.2.1.

Khái niệm cơ bản ..................................................................................... 50

3.3.2.2.

Các lớp đối tượng cấp 1 ........................................................................... 50

3.3.2.3.

Các lớp đối tượng cấp 2 ........................................................................... 54

3.3.3. Tập hợp Rules ............................................................................................... 54
3.3.4. Tập đối tượng Patient .................................................................................... 55
3.4.

TỔ CHỨC CƠ SỞ TRI THỨC ..................................................................... 56

CHƯƠNG 4. MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP SUY LUẬN
4.1.

MÔ HÌNH CHẨN ĐOÁN............................................................................. 58

4.1.1. Quy trình chẩn đoán bệnh trong thực tế lâm sàng ........................................ 58
4.1.2. Các dấu hiệu chẩn đoán ................................................................................. 60
4.1.2.1.

Triệu chứng lâm sàng .............................................................................. 60

3

Mục lục

4.1.2.2.

Kết quả cận lâm sàng ............................................................................... 62

4.1.2.3.

Một số lưu ý ( kinh nghiệm ) khi chẩn đoán ........................................... 63

4.1.3. Luật chẩn đoán .............................................................................................. 63
4.1.3.1.

Viêm tủy hồi phục ( xung huyết tủy) ....................................................... 63

4.1.3.2.

Viêm tủy cấp tính..................................................................................... 64

4.1.3.3.

Viêm tủy phì đại ( Viêm tủy triển dưỡng ) .............................................. 65

4.1.3.4.

Nội tiêu .................................................................................................... 66

4.1.3.5.

Thoái hóa tủy ( Vôi hóa ống tủy) ............................................................ 66

4.1.3.6.

Tủy hoại tử ............................................................................................... 67

4.1.3.7.

Viêm quanh cuống răng bán cấp ............................................................. 67

4.1.3.8.

Viêm quanh cuống răng cấp tính ............................................................. 68

4.1.3.9.

Viêm quanh cuống răng mạn tính............................................................ 69

4.1.3.10. Phác đồ hướng dẫn điều trị ...................................................................... 70
4.1.3.11. Bệnh Viêm tủy hồi phục .......................................................................... 70
4.1.3.12. Bệnh Viêm tủy cấp tính ........................................................................... 71
4.1.3.13. Bệnh Viêm tủy phì đại ............................................................................. 72
4.1.3.14. Bệnh Nội tiêu ........................................................................................... 74
4.1.3.15. Bệnh Thoái hóa tủy.................................................................................. 75
4.1.3.16. Bệnh Tủy hoại tử ..................................................................................... 76
4.1.3.17. Bệnh Viêm quanh cuống răng bán cấp .................................................... 77
4.1.3.18. Bệnh Viêm quanh cuống răng cấp tính ................................................... 78
4.1.3.19. Bệnh Viêm quanh cuống răng mạn tính .................................................. 79
4.2.

PHƯƠNG PHÁP SUY LUẬN...................................................................... 80

4.2.1. Ý tưởng .......................................................................................................... 80
4.2.2. Thuật giải ....................................................................................................... 81
4.3.

TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ.............................................................................. 83

CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÀ CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM
5.1.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG................................................................................ 86

5.1.1. Mục tiêu ứng dụng ........................................................................................ 86
5.1.2. Mô hình hoạt động của hệ thống ................................................................... 87

4


Mục lục

5.1.3. Cấu trúc hệ thống .......................................................................................... 88
5.2.

CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM ............................................................................ 89

5.2.1. Nền tảng công nghệ ....................................................................................... 89
5.2.2. Tổ chức giao diện .......................................................................................... 89
5.3.

KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ........................................................................... 92

CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
6.1.

KẾT LUẬN ................................................................................................... 93

6.2.

HẠN CHẾ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ...................................................... 94

6.2.1. Hạn chế của đề tài ......................................................................................... 94
6.2.2. Hướng phát triển của đề tài ........................................................................... 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 96
PHỤ LỤC A ............................................................................................................. 99
PHỤ LỤC B ............................................................................................................. 121
PHỤ LỤC C ............................................................................................................. 124

5


Danh mục các chữ viết tắt

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VQCR

: Viêm quanh cuống răng

COKB

: Computational Objects Knowledge Bases

COKB-ADAPT : Computational Objects Knowledge Bases -Adapt
ESPD

: The Expert System for Pulpitis Diagnosis.

6


Danh mục các hình vẽ

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1. Những thành phần cơ bản của một hệ chuyên gia.
Hình 2.2. Hoạt động của hệ chuyên gia.
Hình 2.3. Cấu trúc cơ bản của mộ thệ chuyên gia.
Hình 2.4. Nền tảng của công nghệ hệ chuyên gia dựa trên luật hiện đại.
Hình 2.5. Nhiều mức của frame mô tả quan hệ phức tạp hơn.
Hình 2.6. “Sẻ là Chim” thể hiện trên mạng ngữ nghĩa.
Hình 3.1. Răng bị Viêm tủy
Hình 3.2. Lưu đồ chẩn đoán bệnh Viêm tủy răng
Hình 3.3. Lưu đồ xử trí bệnh Viêm tủy răng
Hình 3.4. Lưu đồ xử trí và điều trị bệnh lý cuống răng (chóp răng)
Hình 4.1. Quy trình chẩn đoán bệnh trong thực tế lâm sàng
Hình 4.2. Thuật giải chẩn đoán sớm bệnh Viêm tủy răng
Hình 5.1. Mô hình hoạt động của hệ thống chẩn đoán sớm bệnh Viêm tủy răng .
Hình 5.2. Cấu trúc của hệ thống chẩn đoán sớm bệnh Viêm tủy răng
.Hình 5.3. Giao diện chính

Hình 5.4. Giao diện Thông tin bệnh nhân
Hình 5.5. Giao diện Chẩn đoán bệnh.
Hình 5.6. Giao diện Hướng dẫn điều trị

7


Chương 1: Tổng quan về đề tài

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Chương 1 giới thiệu tổng quan về đề tài bao gồm các nghiên cứu khảo sát về
bệnh Viêm tủy răng và các thống kê thực trạng diễn biến của bệnh. Trình bày động
cơ nghiên cứu, mục tiêu khóa luận, phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực
tiễn của đề tài.
1.1. GIỚI THIỆU
Sâu răng là một bệnh có tính chất phổ biến,mạn tính.Tỉ lệ mắc bệnh cao,có liên quan
đến chế độ ăn uống và những thói quen sinh hoạt hằng ngày.Trước đây người ta cho
rằng : càng những nước có nền kinh tế phát triển thì tỉ lệ bệnh sâu răng càng
cao.Nhưng khoảng 20 năm gần đây nhiều nghiên cứu cho thấy những nước nghèo
không được Flour hóa nước uống,thiếu sự giáo dục nha khoa,chế độ ăn đường không
đúng nên tỉ lệ mắc bệnh sâu răng ngày càng tăng.Trái lại những nước sản xuất kỹ
nghệ cao,nhà nước coi chương trình Fluor hóa nước uống,vấn đề giáo dục nha khoa
là quốc sách thì tỉ lệ mắc bệnh sâu răng giảm,chỉ còn khoảng 50%.Ví dụ ở Đan Mạch
1994 , chỉ số Sâu răng-Mất răng –Trám răng ( SMT ) ở tuổi 12 là 1,2 và trên 50% trẻ
em không bị sâu răng.
Theo điều tra của CREDES ở Pháp năm 1998,chi phí cho điều trị bệnh răng - miệng
rất cao,đứng vị trí thứ 3(6,3% trong tổng số chi phí điều trị tất cả các loại bệnh) sau
bệnh tim mạch và các rối loạn tâm thần.Năm 2000: trong tổng số trường hợp từ chối
yêu cầu điều trị của bác sĩ thì từ chối chăm sóc răng,hàm giả-chỉnh nha chiếm

46%;Năm 2002: Trong tổng số chi phí chăm sóc răng từ năm 1982-2001 thì chi phí để
làm hàm giả: 34.1%, chỉnh nha: 6.3% và nha khoa bảo tồn (điều trị viêm tủy) là:
59.6%.Và chi phí ở Mỹ : 9,6 tỷ đô la 1 năm(1979), ở Anh: 1,8 triệu bảng Anh 1
năm(1978-1979).
Nước ta hiện nay là một nước đang phát triển,tỷ lệ sâu răng có ít hơn nhưng tỷ lệ biến
chứng do sâu răng lại cao hơn do chưa được chữa trị kịp thời và thiếu phương
tiện,thiếu người điều trị,ý thức phòng bệnh của người dân còn thấp.Qua điều tra năm
1990-1991 của viện Răng hàm mặt cho biết:Tỉ lệ sâu răng ở 12 tuổi ( Miền Bắc :

8


Chương 1: Tổng quan về đề tài

43,33% ; Miền Nam : 76,33%) ; chỉ số SMT ở tuổi 12 ( Miền Bắc : 1,15 ; Miền Nam
: 2,93).Vì vậy tổ chức sức khỏe thế giới đã nhấn mạnh bệnh sâu răng là tai họa thứ 3
của loài người sau bệnh ung thư và tim mạch vì 3 lý do sau:
- Bệnh mắc rất sớm.
- Bệnh rất phổ biến : 90 - 99% dân số thế giới bị sâu răng.
- Chi phí cho chữa răng rất cao.
Do đó,nếu người dân không quan tâm đến việc khám răng định kì hoặc khi khám các
Bác sĩ Răng hàm mặt không chẩn đoán đúng giai đoạn hay tiến trình phát triển của lỗ
sâu thì răng bị sâu này sẽ chuyển qua giai đoạn bệnh viêm tủy ( ở giai đoạn này bệnh
nhân phải hứng chịu cơn đau dữ dội nhất và kéo dài âm ỉ nhất) rồi chuyển sang các
biến chứng Viêm quanh cuống răng . Sau đó , nếu không được chữa trị kịp thời ở giai
đoạn này nữa thì dẫn đến việc phải nhổ bỏ răng , người bệnh bị mất răng , làm ảnh
hưởng đến chức năng phát âm , ăn nhai và thẩm mỹ đồng thời phải trả chi phí cao
hơn so với việc điều trị ở giai đoạn sớm hơn.
1.2. ĐỘNG CƠ NGHIÊN CỨU
Để có thể chẩn đoán chính xác răng đang ở trong tình trạng viêm tủy đòi hỏi các bác

sĩ phải trải qua thời gian học dài và phải nắm vững lý thuyết về bệnh học cũng như
phải thực hành nhiều lần , nhiều ca bệnh khác nhau , nhiều trường hợp ít gặp trong lý
thuyết hay trong quá trình thực tập lâm sàng tại các khu điều trị của trường hay bệnh
viện của sinh viên Răng Hàm Mặt . Do đó khi tốt nghiệp xong , các bác sĩ mới ra
trường này hay các bác sĩ chuyển về vùng sâu vùng xa công tác không có nhiều cơ
hội tìm hiểu chuyên sâu hoặc được lĩnh hội nhiều kinh nghiệm từ thầy cô hay từ bạn
bè , đồng nghiệp mà việc chữa trị thành công bệnh viêm tủy này đòi hỏi phần lớn sự
kinh nghiệm.Nếu làm sai,bác sĩ sẽ làm mất đi cơ hội phục hồi răng cho bệnh nhân
.Trong khi đó , người dân bị sâu răng rất nhiều và nguy cơ chuyển từ bệnh sâu răng
thành bệnh viêm tủy và các biến chứng viêm quanh cuống răng cũng khá cao.Do đó,
để góp phần giúp đỡ các bác sĩ về việc tích lũy nhiều thông tin,nhiều kinh nghiệm để
điều trị thành công , giảm những sai sót đáng tiếc nên sau một thời gian tìm hiểu và
tham khảo ý kiến chuyên gia về chuyên môn Công nghệ thông tin và chuyên khoa
Răng Hàm Mặt, em đã nghiên cứu tài liệu và chọn hướng đề tài : “Xây dựng hệ hỗ
trợ chẩn đoán sớm bệnh Viêm tủy răng”.
9


Chương 1: Tổng quan về đề tài

1.3. MỤC TIÊU CỦA KHÓA LUẬN
- Xây dựng hệ chuyên gia chẩn đoán sớm bệnh viêm tủy răng có cơ sở tri thức từ các
chuyên gia cấp cao để hỗ trợ cho sinh viên năm cuối của khoa răng hàm mặt và các
bác sĩ trẻ chưa có nhiều kinh nghiệm hay các bác sĩ tuyến huyện rút kinh nghiệm
trước khi thực hiện công tác chẩn đoán và điều trị cho bệnh nhân.
- Dựa trên cơ sở kỹ thuật ứng dụng chương trình giải quyết những vấn đề:
+ Nghiên cứu tri thức thực tế từ chuyên gia cấp cao về bệnh viêm tủy răng để xây
dựng mô hình biểu diễn tri thức.
+ Đưa ra những giải pháp điều trị cho bệnh nhân có răng bị nghi ngờ là Viêm tủy.
- Để xây dựng ứng dụng đòi hỏi nghiên cứu tri thức thực tế từ lĩnh vực Nha khoa về

chẩn đoán bệnh Viêm tủy răng từ đó xây dựng mô hình biểu diễn tri thức. Thông qua
ứng dụng này có đóng góp nhất định về mặt mô hình và kỹ thuật mà có thể phát triển
sau này.
1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
-Phạm vi về bệnh học: Chẩn đoán các triệu chứng và dấu hiệu nhận biết bệnh Viêm
tủy răng.
-Phạm vi về người dùng: Chương trình hỗ trợ cho các bác sĩ không thuộc chuyên
khoa Nội Nha ( Endodontie ), các bác sĩ Răng Hàm Mặt mới ra trường và các bác sĩ
Răng Hàm Mặt tuyến huyện chưa có kiến thức chuyên sâu về bệnh Viêm tủy răng.
-Phạm vi chương trình: Hỗ trợ bác sĩ trong việc ra quyết định lâm sàng, chẩn đoán
và hướng dẫn điều trị.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Ngành Răng Hàm Mặt Việt Nam đã có rất nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến
đề tài chẩn đoán và điều trị bệnh Viêm Tủy Răng ( hay còn gọi là Nội Nha). Tuy
nhiên, về mặt thực tế lâm sàng , các bác sĩ phải chẩn đoán, điều trị cho bệnh nhân
dựa vào kiến thức và kinh nghiệm chuyên môn được tích lũy qua nhiều năm của
mình. Điều này có thể dẫn đến những sai sót ngoài ý muốn, gây nhiều biến chứng

10


Chương 1: Tổng quan về đề tài

nguy hiểm cho bệnh nhân. Vì thế,từ việc thu thập tri thức dựa vào các nguồn tài liệu
tin cậy (công văn hướng dẫn của Bộ Y tế , Sách chuyên khoa Nội Nha , Sách Cập
Nhật Nha Khoa hàng năm của Đại học Y dược TP.HCM,tài liệu tập huấn hàng năm
của bệnh viện Răng Hàm Mặt Trung ương , tư vấn trực tiếp với các bác sĩ chuyên
khoa Răng Hàm Mặt có kinh nghiệm nhiều năm…) , đề tài đã tiến hành vận dụng các
tri thức giá trị đó để xây dựng chương trình ứng dụng phù hợp với nhu cầu thực tiễn.
Ứng dụng thực tế này sẽ hỗ trợ cho các bác sĩ chưa có nhiều kinh nghiệm hoặc các

bác sĩ không chuyên về Nội Nha (Viêm Tủy) có thể chẩn đoán và điều trị bệnh một
cách chính xác và hiệu quả.
Trong khi tiến hành nghiên cứu tìm hiểu một số phương pháp kỹ thuật để thiết kế
chương trình ứng dụng , chúng tôi thấy rằng kỹ thuật xây dựng một hệ chuyên gia
là phù hợp hơn so với các kỹ thuật xây dựng ứng dụng khác. Tuy nhiên, với tri thức
phức tạp trong lĩnh vực chẩn đoán bệnh , nếu áp dụng một cách máy móc các
phương pháp biểu diễn tri thức thì khả năng thực hiện được đề tài sẽ rất khó khăn.Do
vậy,thông qua việc nghiên cứu các mô hình biểu diễn tri thức thì mô hình mạng các
đối tượng tính toán gọi tắt là mô hình COKB rất phù hợp để biểu diễn những tri thức
mà đề tài thực hiện.Tuy nhiên mô hình này cần phải được hiệu chỉnh một vài thành
phần để có thể mô tả chính xác và đầy đủ tri thức liên quan đến lĩnh vực chẩn đoán
Nha Khoa, được gọi là mô hình COBK-ADAPT. Mô hình mới này là mô hình biểu
diễn cho những tri thức phức tạp , phù hợp với tri thức cần mô tả .
Do đó mô hình biểu diễn COBK-ADAPT không chỉ có thể áp dụng trong chẩn và
đoán điều trị bệnh Viêm Tủy Răng , mà nó còn có thể mở rộng hơn trong việc chẩn
đoán và điều trị các bệnh Răng Hàm Mặt khác .

11


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Trong chương này sẽ trình bày cơ sở lý thuyết liên quan đến hệ chuyên gia,
các phương pháp biểu diễn tri thức, mô hình biểu diễn tri thức, các kỹ thuật để xây
dựng một hệ cơ sở tri thức và động cơ suy diễn để xây dựng một hệ chuyên gia.
2.1. HỆ CHUYÊN GIA
2.1.1. Cơ sở tri thức
Tri thức là những gì mà một người có thể biết và hiểu được. Tri thức có thể

được phân loại thành tri thức có cấu trúc hoặc không có cấu trúc, tri thức rõ ràng hay
là tri thức ngụ ý, không rõ ràng. Những gì mà chúng ta biết được thường là các tri
thức rõ ràng. Tri thức không có cấu trúc mà vẫn hiểu được, nhưng không được phát
biểu rõ ràng là các tri thức ngầm ý, tri thức không rõ. Khi tri thức được tổ chức để có
thể chia sẻ thì lúc đó tri thức được gọi là tri thức có cấu trúc. Để có thể chuyển đổi từ
tri thức không rõ ràng sang tri thức rõ ràng thì tri thức đó cần phải được cấu trúc hóa
và định dạng lại.
Phân loại tri thức: như đã đề cập ở trên, tri thức có nhiều loại tùy thuộc vào
tính chất cấu trúc và tính chất rõ ràng của tri thức. Tri thức có thể được phân loại
thành các loại tri thức sau, đây là các loại tri thức thường gặp trong thực tế:
Tri thức thủ tục: trong thực tế, nhiều bài toán mà ta có thể gặp là các bài toán
mà tri thức không đơn thuần là khái niệm hay mô tả mà là một hành động
hay một công thức, thủ tục. Ta gọi các tri thức như vậy là các tri thức thủ tục
(diễn tả các vấn đề được giải quyết).
 Tri thức mô tả: cho biết một vấn đề được thấy như thế nào.
 Tri thức Meta: diễn tả tri thức về tri thức.
 Tri thức may rủi: diễn tả các luật may rủi dẫn dắt quá trình suy lý. Tri thức
này có được dựa trên kinh nghiệm tích lũy nên còn gọi là Heuristic.
 Tri thức cấu trúc: mô tả mô hình tri thức tổng quát của chuyên gia về một
vấn đề.

12


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể mà tri thức được biểu diễn theo những phương thức
khác nhau. Ứng với mỗi dạng biểu diễn đó có một cơ chế để xử lý tri thức đó. Hệ cơ
sở tri thức là một tập hợp các cơ sở lập luận, các luật, các quy trình,thủ tục được tổ
chức thành các lược đồ. Đó là tập hợp của tất cả các thông tin cũng như tất cả kiến

thức về một lĩnh vực cụ thể nào đó.
Quá trình thu thập tri thức được gọi là quá trình rút trích tri thức và định dạng
tri thức được thực hiện từ nhiều nguồn khác nhau, đặc biệt là từ các chuyên gia trong
các lĩnh vực cụ thể. Công việc này là một trong những bước quan trọng và thường
mất rất nhiều thời gian cũng như công sức trong quá trình xây dựng một hệ cơ sở tri
thức được sử dụng trong hệ chuyên gia. Trong quá trình phát triển một hệ chuyên
gia, các kỹ sư tri thức, những nhà chuyên môn trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, có
nhiệm vụ thu thập kiến thức từ các chuyên gia thuộc lĩnh vực chuyên ngành, sau đó
“sao chép” các tri thức đó vào cơ sở tri thức và diễn đạt các tri thức đó dưới
dạng có thể dùng được trong hệ chuyên gia. [ 6, 7, 8,12]
2.1.2.

Hệ chuyên gia

Theo E. Feigenbaum: “Hệ chuyên gia (Expert System) là một chương trình máy tính
thông minh sử dụng tri thức (knowledge) và các thủ tục suy luận (inference
procedures) để giải những bài toán tương đối khó khăn đòi hỏi những chuyên gia
mới giải được”.
Hệ chuyên gia là một hệ thống tin học có thể mô phỏng (emulates) năng lực quyết
đoán (decision) và hành động (making abilily) của một chuyên gia (con
người). Hệ chuyên gia là một trong những lĩnh vực ứng dụng của trí tuệ nhân tạo
(Artificial Intelligence).
Hệ chuyên gia sử dụng các tri thức của những chuyên gia để giải quyết các vấn đề
(bài toán) khác nhau thuộc mọi lĩnh vực.
Tri thức (knowledge) trong hệ chuyên gia phản ánh sự tinh thông được tích
tụ từ sách vở, tạp chí, từ các chuyên gia hay các nhà bác học. Các thuật ngữ hệ
chuyên gia, hệ thống dựa trên tri thức (knowledge−based system) hay hệ chuyên
gia dựa trên tri thức (knowledge−based expert system) thường có cùng nghĩa.
Một hệ chuyên gia gồm ba thành phần chính là cơ sở tri thức (knowledge
base), máy suy diễn hay mô tơ suy diễn (inference engine) và hệ thống giao tiếp với

13


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

người sử dụng (userinterface). Cơ sở tri thức chứa các tri thức để từ đó máy suy
diễn tạo ra câu trả lời cho người sử dụng qua hệ thống giao tiếp. Người sử dụng
(user) cung cấp sự kiện (facts) là những gì đã biết, đã có thật hay những thông tin có
ích cho hệ chuyên gia và nhận được những câu trả lời là những lời khuyên hay
những gợi ý đúng đắn (expertise). [9, 10, 19, 22]

Hình 2.1.Những thành phần cơ bản của một hệ chuyên gia. [10]
Hoạt động của một hệ chuyên gia dựa trên tri thức được minh họa như sau:

Hình 2.2.Hoạt động của hệ chuyên gia. [10]
Những chương trình trí tuệ nhân tạo đạt được khả năng giải quyết các vấn
đề trong các lĩnh vực cụ thể ở mức độ chuyên gia bằng cách sử dụng một cơ sở tri
thức trong lĩnh vực đó gọi là các hệ cơ sở tri thức hoặc hệ chuyên gia. Thông thường,
thuật ngữ Hệ chuyên gia được dùng riêng cho các chương trình mà cơ sở tri thức của
nó chứa đựng các tri thức được dùng bởi các chuyên gia thực thụ, khác với các tri
14


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

thức được thu thập trong các sách giáo khoa hoặc không phải là tri thức chuyên môn.
Tuy nhiên, đôi khi 2 thuật ngữ Hệ chuyên gia và Hệ cơ sở tri thức, được sử dụng
tương tự như nhau. Phạm vi của trí tuệ nhân tạo cố gắng để đạt được trong một hệ
chuyên gia gọi là lĩnh vực chuyên ngành. Nhiệm vụ này có thể là các hoạt động như
giải quyết vấn đề, hoặc là các suy luận hướng đích. Còn chuyên ngành là phạm vi tri

thức mà nhiệm vụ đang thực hiện. Các chức năng (nhiệm vụ) thông thường như chẩn
đoán bệnh, lập kế hoạch, lập lịch, thiết lập cấu hình và thiết kế. Một ví dụ cụ thể là
lập lịch bay cho phi hành đoàn trong các chuyến bay của một hãng hàng không, hay
phân tích cấu trúc của một tòa nhà và đưa ra các giải pháp hay tư vấn về việc thiết kế
tòa nhà đó.
Có thể phân loại các hệ chuyên gia như sau: [12]
ES – phân loại: là các hệ áp dụng trong chẩn đoán hoặc phân loại đối
tượng. Tri thức thường được tổ chức dưới dạng hệ luật dẫn.
ES – tư vấn: là các hệ thực hiện tư vấn từ các giả thiết có sẵn hoặc từ các giả
thiết mới được thiết lập.
ES – phản biện: thực hiện phản biện dựa vào tập phản đề sẵn có hay là tự
tạo phản biện.
ES – quyết định: là các hệ trợ giúp ra quyết định, thường được kết hợp với
các công cụ tính toán.
Việc xây dựng một hệ chuyên gia được hiểu như là việc ứng dụng các kiến
thức khoa học vào việc vận hành và bảo trì tri thức, và người vận hành tri thức này
gọi là người thiết kế tri thức. Người thiết kế tri thức phải đảm bảo rằng máy tính luôn
có đủ tri thức để giải quyết một vấn đề nào đó. Người thiết kế tri thức phải chọn một
hoặc nhiều hình thức miêu tả các tri thức được yêu cầu dưới dạng các mô hình kí
hiệu trong bộ nhớ của máy tính và như vậy anh ta phải chọn một cách biểu diễn tri
thức. Anh ta cũng phải đảm bảo rằng máy tính có thể sử dụng tri thức một cách có
hiệu quả bằng việc chọn ra một số các phương pháp lập luận.

15


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

2.1.3.

Cấu trúc của một hệ chuyên gia

Mỗi hệ chuyên gia đều bao gồm 2 thành phần cơ bản là: hệ cơ sở tri thức và bộ máy
suy diễn. Tùy theo cách biểu diễn tri thức mà ta có thể xây dựng mô tơ suy diễn theo
thuật giải suy diễn nào. Ngoài ra còn có thể kết hợp phương pháp biểu diễn thừa số
chắc chắn để hệ chuyên gia hoạt động một cách tự nhiên. [22]. Cấu trúc của một hệ
chuyên gia thường được phân ra thành các phần nhỏ như:
Giao diện người máy: thực hiện giao tiếp giữa người dùng và hệ thống nhận
dạng các thông tin từ người dùng (các câu hỏi, các yêu cầu về lĩnh vực) và đưa ra các
lời khuyên, các câu trả lời, các giải thích về lĩnh vực đó.
Bộ thu nạp tri thức làm nhiệm vụ thu nạp tri thức từ chuyên gia con người, từ
kỹ sư tri thức và người sử dụng thông qua các câu hỏi và yêu cầu của họ sau đó lưu
trữ vào cơ sở tri thức.
Bộ giải thích: giải thích những hành động cũng như những quyết định của hệ
thống cho người dùng.
Mô tơ suy diễn: thực hiện các cơ chế suy diễn (để biến đổi hoặc tìm ra tri thức),
xử lý và điều khiển các tri thức được biểu diễn trong cơ sở tri thức nhằm đáp
ứng các câu hỏi và yêu cầu của người sử dụng.
Cơ sở tri thức: lưu trữ các tri thức trong lĩnh vực mà hệ đảm nhận làm cơ sở
cho mọi họat động của hệ. Cơ sở tri thức bao gồm các sự kiện và các luật.

Hình 2.3.Cấu trúc cơ bản của một hệ chuyên gia. [9]
16


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

2.1.4. Kỹ thuật suy luận trong các hệ chuyên gia
Có nhiều phương pháp tổng quát để suy luận các chiến lược giải quyết vấn
đề của hệ chuyên gia. Những phương pháp hay gặp là suy diễn tiến (foward

chaining), suy diễn lùi (backward chaining) và phối hợp hai phương pháp này
(mixed chaining). Những phương pháp khác là phân tích phương tiện (means-end
analysis), rút gọn vấn đề (problem reduction), quay lui (backtracking), kiểm tra lập
kế hoạch (plan-generate-test), lập kế hoạch phân cấp (hierachical planning)…
Dưới đây là nền tảng của công nghệ hệ chuyên gia hiện đại (foundation
of modern rule-based expert system).

Hình 2.4. Nền tảng của công nghệ hệ chuyên gia dựa trên luật hiện đại.
2.1.4.1. Phương pháp suy diễn tiến
Suy diễn tiến (forward charning) là lập luận từ các sự kiện, sự việc để rút ra
các kết luận.
Ví dụ: Nếu thấy trời mưa trước khi ra khỏi nhà (sự kiện) thì phải lấy áo mưa (kết
luận).
Trong phương pháp này, người sử dụng cung cấp các sự kiện cho hệ chuyên
gia để hệ thống (máy suy diễn) tìm cách rút ra các kết luận có thể. Kết luận được
xem là những thuộc tính có thể được gán giá trị.Trong số những kết luận này, có thể
có những kết luận làm người sử dụng quan tâm, một số khác không nói lên điều
17


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

gì, một số khác có thể vắng mặt.Các sự kiện thường có dạng: Attribute = value
Lần lượt các sự kiện trong cơ sở tri thức được chọn và hệ thống xem xét tất
cả các luật mà các sự kiện này xuất hiện như là tiền đề. Theo nguyên tắc lập luận
trên, hệ thống sẽ lấy ra những luật thỏa mãn. Sau khi gán giá trị cho các thuộc tính
thuộc kết luận tương ứng, người ta nói rằng các sự kiện đã được thỏa mãn. Các thuộc
tính được gán giá trị sẽ là một phần của kết quả chuyên gia. Sau khi mọi sự kiện đã
được xem xét, kết quả được xuất ra cho người sử dụng.
2.1.4.2. Phương pháp suy diễn lùi

Phương pháp suy diễn lùi tiến hành các lập luận theo chiều ngược lại (đối
với phương pháp suy diễn tiến). Từ một giả thuyết (như là một kết luận), hệ thống
đưa ra một tình huống trả lời gồm các sự kiện là cơ sở của giả thuyết đã cho này.
Ví dụ: nếu ai đó vào nhà mà cầm áo mưa và áo quần bị ướt thì giả thuyết này
là trời mưa.
Để củng cố giả thuyết này, ta sẽ hỏi người đó xem có phải trời mưa không?
Nếu người đó trả lời có thì giả thuyết trời mưa đúng và trở thành một sự kiện. Nghĩa
là trời mưa nên phải cầm áo mưa và áo quần bị ướt.
Suy diễn lùi là cho phép nhận được giá trị của một thuộc tính. Đó là câu trả
lời cho câu hỏi “giá trị của thuộc tính A là bao nhiêu ?” với A là một đích (goal).
Để xác định giá trị của A cần có các nguồn thông tin. Những nguồn này có
thể là những câu hỏi hoặc có thể là những luật. Căn cứ vào các câu hỏi, hệ thống
nhận được một cách trực tiếp từ người sử dụng những giá trị của thuộc tính liên
quan. Căn cứ vào các luật, hệ thống suy diễn có thể tìm ra giá trị sẽ là kết luận của
một trong số các kết luận có thể của thuộc tính liên quan, v.v...
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 là tiền đề của một luật (phần đầu của luật), thì
nguồn sẽ thu gọn thành một câu hỏi.
Nếu thuộc tính xuất hiện như là hậu quả của một luật (phần cuối của luật), thì
nguồn sẽ là các luật mà trong đó, thuộc tính là kết luận.
Nếu thuộc tính là trung gian, xuất hiện đồng thời như là tiền đề và như là kết
luận, khi đó nguồn có thể là các luật, hoặc có thể là các câu hỏi mà chưa được
18


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

nêu ra.Nếu mỗi lần với câu hỏi đã cho, người sử dụng trả lời hợp lệ, giá trị trả lời này
sẽ được gán cho thuộc tính và xem như thành công. Nếu nguồn là các luật, hệ thống

sẽ lấy lần lượt các luật mà thuộc tính đích xuất hiện như kết luận, để có thể tìm giá
trị các thuộc tính thuộc tiền đề. Nếu các luật thỏa mãn, thuộc tính kết luận sẽ được
ghi nhận.
2.1.5. Quy trình xây dựng hệ chuyên gia
Quy trình được chia làm 7 giai đoạn như sau:
 Giai đoạn1:
+ Xác định miền tri thức
+ Xác định phạm vi vấn đề
+ Thu thập tri thức
 Giai đoạn 2: Thiết kế cơ sở tri thức
+ Biễu diễn tri thức và mô hình hóa dữ liệu
+ Tổ chức lưu trữ tri thức
 Giai đoạn 3: Thiết kế bộ động cơ suy diễn
+ Thu thập vấn đề , biểu diễn vấn đề.
+ Chọn lựa chiến lược suy diễn các vấn đề để thiết kế giải thuật.
 Giai đoạn 4:Thiết kế giao diện người dùng.
 Giai đoạn 5: Cài đặt.
 Giai đoạn 6: Xây dựng bản mẫu để test.
 Giai đoạn 7: Hiệu chỉnh.
2.1.6. Những thuận lợi và khó khăn của hệ chuyên gia
2.1.6.1. Thuận lợi
Tính lâu dài của hệ chuyên gia: các chuyên gia là con người có thể quên những lập
luận hay khái niệm nào đó, nhưng hệ chuyên gia thì không. Ngoài ra, hệ chuyên gia
còn có khả năng tái sử dụng cho các mục đích khác nhau, với các lĩnh vực khác
nhau, một cách nhanh chóng và dễ dàng. Trong khi đó, quá trình đào tạo ra một
chuyên gia là con người phải mất một khoảng thời gian và công sức không nhỏ. Các
hệ chuyên gia có thể dùng các luật hay qui tắc một cách nhanh chóng mà
không bị nhầm lẫn, nếu trong trường hợp có quá nhiều qui tắc hay luật thì một
chuyên gia là con người không xử lý nhanh như một hệ chuyên gia được.
19

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Về tính hiệu quả, một hệ chuyên gia có thể tăng số lượng được đưa vào trong
hệ và giảm đi các chi phí nhân công. Mặc dù các hệ chuyên gia được xây dựng và
bảo trì thường tốn kém, nhưng để vận hành các hệ chuyên gia không phải tốn
nhiều công sức và tiền bạc. Việc phát triển và duy trì một hệ chuyên gia có thể
được trải đều ra cho nhiều người, và tổng chi phí cho việc này sẽ hợp lý hơn rất
nhiều so với việc tìm kiếm một chuyên gia thực thụ. Nếu như không có sự trục trặc
về thiết bị máy móc thì một hệ chuyên gia có thể hoạt động rất ổn định, với các tập
luật đã được xây dựng và cùng với các khả năng xử lý khác, hệ có thể đưa ra các
quyết định gần như nhau trong các tình huống tương tự nhau. Ngoài ra, một hệ
chuyên gia có thể cung cấp các giải pháp một cách thường xuyên trong một quá trình
giải quyết vấn đề. Trong một thời điểm thì một hệ chuyên gia có khả năng giải quyết
được nhiều vấn đề hơn so với một chuyên gia là con người.
Một thuận lợi lớn khác của các hệ chuyên gia đó là kiến thức của rất nhiều chuyên
gia khác nhau được đưa vào hệ chuyên gia, điều này rõ ràng là làm cho cơ sở tri thức
của một hệ chuyên gia rộng và phong phú hơn so với một vài chuyên gia đơn lẻ.
Trong lĩnh vực kinh tế, hệ chuyên gia sẽ có thể giảm thiểu được nhiều rủi ro hơn.
2.1.6.2. Những bất lợi của một hệ chuyên gia dựa trên luật
Một điều dễ nhận ra là các hệ chuyên gia không có khả năng học như các
hệ thống thông minh khác như hệ Suy luận dựa tình huống (Case-based reasoning)
hay Mạng nơron (Neural networks), vì vậy nếu có những thay đổi từ phía các
chuyên gia là con người thì hệ chuyên gia cần được cập nhật lập tức. Hệ chuyên gia
không có khả năng sáng tạo và không có được các giác quan thông thường như con
người, trong những tình huống bất thường, hệ chuyên gia không có khả năng giải
quyết. Ngoài ra, các hệ chuyên gia không có được những kinh nghiệm, sự nhạy bén,
tính sáng tạo như các chuyên gia là con người, và cũng không thể nhận ra được vấn
đề nếu như vấn đề đó không thuộc phạm vi “hiểu biết” của hệ thống.

2.2.CƠ SỞ TRI THỨC
Cơ sở tri thức (CSTT) của hệ chuyên gia bao gồm cả tri thức thực tế và tri
thức heuristic. Tri thức thực tế là tri thức chuyên ngành mà được phổ biến và chia sẻ
trong phạm vi rộng, có thể tìm thấy dễ dàng trong sách giáo khoa hoặc trong các
sách báo và nhìn chung là được chấp nhận dựa trên các kiến thức đúng đắn trong
20


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

từng lĩnh vực cụ thể. Còn tri thức heuristic mang ít tính nghiêm ngặt hơn, dựa nhiều
vào kinh nghiệm và sự phán đoán hơn. Trái với tri thức thực tế, tri thức heuristic ít
khi được thảo luận, và mang đậm tính cá nhân. Nó là kiến thức rút ra từ việc thực
hành và phán đoán tốt và sự lập luận chặc chẽ trong từng lĩnh vực.Biểu diễn tri thức
là mô hình hóa và tổ chức tri thức. Một phương pháp biểu diễn tri thức được sử dụng
rộng rãi là sử dụng hệ các luật dẫn hoặc là dùng các luật đơn giản. Một luật bao gồm
một phần IF và một phần là THEN (còn gọi là điều kiện và kết luận). Phần IF liệt kê
một tập hợp các điều kiện được liên kết logic với nhau. Một mẫu tri thức được biểu
diễn bởi luật dẫn có liên quan đến dòng lập luận đang được khai triển nếu như phần
IF của luật được thỏa mãn. Vì vậy, phần THEN của luật có thể được kết luận, hoặc là
vấn đề của luật có thể được giải quyết.
Ví dụ:
(1) Nếu điều kiện P thì kết luận C
(2) Nếu trạng thái S thì hành động A
(3) Nếu các điều kiện C1, …., Cn đúng thì kết luận C đúng
Hệ luật dẫn được sử dụng rộng rãi là do các nguyên nhân sau:
Tính đơn thể: Mỗi luật định nghĩa một phần nhỏ và độc lập các tri thức.
Dễ thêm: Có thể thêm các luật mới vào CSTT tương đối độc lập với các
quy tắc đã có.
Dễ sửa đổi: Có thể sửa đổi các quy tắc trong CSTT tương đối độc lập với

các quy tắc khác.
Trong suốt: Hệ thống dựa trên luật dẫn có khả năng giải thích các hành động
cũng như các quyết định của nó.
Mô hình giải quyết vấn đề tổ chức và điều khiển các bước thực hiện để giải
quyết một vấn đề nào đó của hệ chuyên gia. Một mô hình thông dụng nhưng hiệu
quả là liên kết các mắt xích của các luật IF-THEN để hình thành một dòng lập luận.
Nếu như chuỗi mắt xích đó bắt đầu từ một tập hợp các điều kiện và tiến đến các kết
luận thì phương pháp này gọi là suy luận tiến. Còn nếu như kết luận đã được biết
trước nhưng các bước suy luận để dẫn đến kết luận vẫn chưa biết thì khi đó, hàm suy
lùi sẽ được gọi, và phương pháp này gọi là suy diễn lùi. Các phương pháp giải quyết
vấn đề này được xây dựng trong các module của chương trình và được gọi là các bộ
21


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

máy suy diễn hoặc là các thủ tục suy diễn, các module này sẽ điều khiển và sử dụng
tri thức trong cơ sở tri thức để hình thành dòng lập luận.Tri thức là thành phần quan
trọng nhất trong bất kì một hệ chuyên gia nào.Sức mạnh của các hệ chuyên gia dựa
vào các tri thức cụ thể và có chất lượng mà nó chứa đối với các lĩnh vực chuyên
ngành. Do tầm quan trọng của tri thức đối với các hệ chuyên gia và vì hiện nay các
phương pháp thu thập tri thức còn tiêu tốn nhiều chi phí, các hệ chuyên gia trong
tương lai cần phải giải quyết được vấn đề thu thập tri thức và cải tiến việc hệ thống
hóa cũng như việc biểu diễn một hệ cơ sở tri thức lớn.Với mục tiêu xây dựng một hệ
chuyên gia có những bước suy luận giống như con người thì đòi hỏi trước hết hệ
thống cần phải có một cơ sở tri thức phong phú và sâu rộng về vấn đề mà hệ chuyên
gia cần giải quyết, quá trình thu thập cơ sở tri thức là một quá trình quan trọng đối
với bất cứ một hệ chuyên gia nào, và việc quản lý cơ sở tri thức cũng là một vấn đề
quan trọng.
2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN TRI THỨC

Tri thức là sự hiểu biết về một lĩnh vực của một chủ đề. Tri thức thuờng bao gồm các
khái niệm, sự kiện. Biểu diễn tri thức là sự diễn đạt và thể hiện của tri thức
dưới những dạng thích hợp để có thể tổ chức một cơ sở tri thức của hệ thống. Phần
này sẽ trình bày các phương pháp và kỹ thuật biểu diễn tri thức. [6, 9, 17]
2.3.1. Biểu diễn tri thức dựa trên logic hình thức
Đây được xem như các biểu diễn tri thức đơn giản nhất trong máy tính. Sử
dụng các kí hiệu để mô tả tri thức. Mỗi kí hiệu nhằm diễn tả một khái niệm nào đó
trong lĩnh vực đang xét, và mỗi kí hiệu này mang 2 giá trị luận lý là đúng hoặc sai.
Các phép toán logic được sử dụng phỗ biến của dạng là: and (), or (), not (~) và
phép kéo theo(), tương đương (). Ví dụ: Tri thức “nếu trời mưa và xe máy hư
thì đi xe buýt” được biểu diễn là: s  p  r, trong đó s diễn tả khái niệm trời mưa,
p diễn tả khái niệm xe hư và r là đi xe buýt. Như vậy mô hình cho phương pháp này
bao gồm: tập các ký hiệu và tập các luật để diễn đạt các sự kiện và luật trong hệ cơ
sở tri thức.
Phương pháp suy luận trong cách biểu diễn này là sử dụng suy diễn tiến, suy diễn lùi
hoặc kết hợp cả hai. Phương pháp suy diễn tiến là suy dẫn từ giả thiết đi đến kết luận
và suy diễn lùi là truy ngược từ kết luận trở về giả thiết.
22