Trí tuệ nhân tạo và khoa học xã hội trong thời chuyển đổi số

Trí tuệ nhân tạo và khoa học dữ liệu
trong thời chuyển đổi số
Hồ Tú Bảo
Viện Nghiên cứu Cao cấp về Toán
Viện John von Neumann, ĐHQG HCM
Japan Advanced Institute of Science and Technology
, ,
/>
CuuDuongThanCong.com

/>

GIÁO DỤC
§ Đại học Bách khoa Hà Nội, Tốn ứng dụng (1978)
§ Thạc sĩ CNTT ngành trí tuệ nhân tạo, University Paris 6, France (1984)
§ TS CNTT ngành trí tuệ nhân tạo, University Paris 6, France (1987)
§ TSKH chuyên ngành trí tuệ nhân tạo, Đại học Paris 9, France (1998)
CƠ QUAN
§ Phó Giáo sư, Viện Hàn lâm Khoa học và Cơng nghệViệt Nam (1991)
§ Phó Giáo sư, Viện Khoa học và Cơng nghệ Tiên tiến Nhật Bản (JAIST,1993)
§ Giáo sư, Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Nhật Bản (JAIST, 1998)
HOẠT ĐỘNG NGHỀ NGHIỆP
§ Thành viên các Ban điều hành Pacific-Asia Knowledge Discovery & Data Mining (PAKDD,
Chair 2014-2017),Asia Conference on Machine Learning (ACML, Co-Chair 2013-2016) và
Pacific Asia Conference on Artificial Intelligence (PRICAI).
§ Phó chủ tịch Hội đồng Khoa học Viện Nghiên cứu Cao cấp về Tốn (VIASM)
§ Giám đốc Phòng Khoa học Dữ liệu của VIASM & Viện John von Neumann ĐHQGHCM.
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC – LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG
§ Phân tích dữ liệu Y-Sinh: bệnh gan, ung thư dạ dày, bệnh án điện tử, văn bản lâm sàng…
§ Đề tài với Fujitsu,Vietnam Airlines, Kiểm tốn nhà nước, tp Hồ Chí Minh…
§ Tác giả của nhiều bài báo tạp chí và hội nghị quốc tế.

§ Hướng dẫn hơn 30 NCS tiến sĩ (27 đã bảo vệ) và hơn 50 thạc sĩ…
CuuDuongThanCong.com

/>

CuuDuongThanCong.com

/>

Outline
§ AI và khoa học dữ liệu
§ Thời chuyển đổi số
§ Phát triển trong thời chuyển đổi số?

If using these materials please explicitly quote the source.
Đề nghị trích dẫn nguồn rõ ràng nếu dùng các slides này.
6
CuuDuongThanCong.com

/>

sao bảo nó khơng đến
• bảo đến khơng nó sao
• bảo đến khơng sao nó
• bảo đến nó sao khơng
• bảo đến nó khơng sao
• bảo đến sao khơng nó
• bảo đến sao nó khơng
• bảo khơng đến nó sao
• bảo khơng đến sao nó

• bảo khơng nó đến sao
• bảo khơng nó sao đến
• bảo khơng, sao đến nó
• bảo khơng sao nó đến
• bảo nó đến khơng sao
• bảo nó đến sao khơng
• bảo nó khơng đến sao
• bảo nó khơng sao đến
• bảo nó sao khơng đến
• bảo nó sao đến khơng
• bảo sao đến khơng nó
• bảo sao đến nó khơng
• bảo sao khơng đến nó
• bảo sao khơng nó đến
• bảo sao nó đến khơng
• bảo sao nó khơng đến

• đến bảo khơng nó sao
• đến bảo khơng sao nó
• đến bảo nó sao khơng
• đến bảo nó khơng sao
• đến bảo sao khơng nó
• đến bảo sao nó khơng
• đến khơng bảo nó sao
• đến khơng bảo sao nó
• đến khơng nó bảo sao
• đến khơng nó sao bảo
• đến khơng sao bảo nó
• đến khơng sao nó bảo
• đến nó bảo khơng sao

• đến nó bảo sao khơng
• đến nó khơng bảo sao
• đến nó khơng sao bảo
• đến nó sao bảo khơng
• đến nó sao khơng bảo
• đến sao bảo khơng nó
• đến sao bảo nó khơng
• đến sao khơng bảo nó
• đến sao khơng nó bảo
• đến sao nó khơng bảo
• đến sao nó bảo khơng

CuuDuongThanCong.com

/>

sao bảo nó khơng đến
• bảo đến, khơng nó sao
• bảo đến khơng sao nó
• bảo đến nó sao khơng
• bảo đến nó khơng sao
• bảo đến sao khơng nó
• bảo đến sao nó khơng
• bảo khơng đến nó sao
• bảo khơng đến sao nó
• bảo khơng, nó đến sao
• bảo khơng nó sao đến
• bảo khơng, sao đến nó
• bảo khơng sao nó đến
• bảo nó đến khơng sao

• bảo nó đến sao khơng
• bảo nó khơng đến sao
• bảo nó khơng, sao đến
• bảo nó sao khơng đến
• bảo nó sao đến khơng
• bảo sao đến khơng nó
• bảo sao đến nó khơng
• bảo sao khơng đến nó
• bảo sao khơng nó đến
• bảo sao nó đến khơng
• bảo sao nó khơng đến

• đến bảo khơng nó sao
• đến bảo khơng sao nó
• đến bảo nó sao khơng
• đến bảo nó khơng sao
• đến bảo sao khơng nó
• đến bảo sao nó khơng
• đến khơng bảo nó sao
• đến khơng bảo sao nó
• đến khơng nó bảo sao
• đến khơng nó sao bảo
• đến khơng sao bảo nó
• đến khơng sao nó bảo
• đến nó bảo khơng sao
• đến nó bảo sao khơng
• đến nó khơng bảo sao
• đến nó khơng sao bảo
• đến nó sao bảo khơng
• đến nó sao khơng bảo

• đến sao bảo khơng nó
• đến sao bảo nó khơng
• đến sao khơng bảo nó
• đến sao khơng nó bảo
• đến sao nó khơng bảo
• đến sao nó bảo khơng

CuuDuongThanCong.com

• khơng bảo đến nó sao
• khơng bảo đến sao nó
• khơng bảo nó đến sao
• khơng bảo nó sao đến
• khơng bảo sao đến nó
• khơng bảo sao nó đến
• khơng đến bảo nó sao
• khơng đến bảo sao nó
• khơng đến nó bảo sao
• khơng đến nó sao bảo
• khơng đến sao bảo nó
• khơng đến sao nó bảo
• khơng nó bảo đến sao
• khơng nó bảo sao đến
• khơng nó đến bảo sao
• khơng nó đến sao bảo
• khơng nó sao bảo đến
• khơng nó sao đến bảo
• khơng sao bảo đến nó
• khơng sao bảo nó đến
• khơng sao đến bảo nó

• khơng sao đến nó bảo
• khơng sao nó bảo đến
• khơng sao nó đến bảo

• nó bảo đến khơng sao
• nó bảo đến sao khơng
• nó bảo khơng đến sao
• nó bảo khơng sao đến
• nó bảo sao đến khơng
• nó bảo sao khơng đến
• nó đến bảo khơng sao
• nó đến bảo sao khơng
• nó đến khơng bảo sao
• nó đến khơng sao bảo
• nó đến sao bảo khơng
• nó đến sao khơng bảo
• nó khơng bảo đến sao
• nó khơng bảo sao đến
• nó khơng đến bảo sao
• nó khơng đến sao bảo
• nó khơng sao bảo đến
• nó khơng sao đến bảo
• nó sao bảo đến khơng
• nó sao bảo khơng đến
• nó sao đến bảo khơng
• nó sao đến khơng bảo
• nó sao khơng bảo đến
• nó sao khơng đến bảo

• sao bảo đến khơng nó

• sao bảo đến nó khơng
• sao bảo khơng nó đến
• sao bảo khơng đến nó
• sao bảo nó đến khơng
• sao bảo nó khơng đến
• sao đến bảo khơng nó
• sao đến bảo nó khơng
• sao đến khơng bảo nó
• sao đến khơng nó bảo
• sao đến nó bảo khơng
• sao đến nó khơng bảo
• sao khơng bảo đến nó
• sao khơng bảo nó đến
• sao khơng đến bảo nó
• sao khơng đến bảo nó
• sao khơng nó bảo đến
• sao khơng nó đến bảo
• sao nó bảo khơng đến
• sao nó bảo đến khơng
• sao nó đến bảo khơng
• sao nó đến khơng bảo
• sao nó khơng bảo đến
• sao nó khơng đến bảo

/>

sao bảo nó khơng đến
• bảo đến, khơng nó sao
• bảo đến khơng sao nó
• bảo đến nó sao khơng

• bảo đến nó khơng sao
• bảo đến sao khơng nó
• bảo đến sao nó khơng
• bảo khơng đến nó sao
• bảo khơng đến sao nó
• bảo khơng, nó đến sao
• bảo khơng nó sao đến
• bảo khơng, sao đến nó
• bảo khơng sao nó đến
• bảo nó đến khơng sao
• bảo nó đến sao khơng
• bảo nó khơng đến sao
• bảo nó khơng, sao đến
• bảo nó sao khơng đến
• bảo nó sao đến khơng
• bảo sao đến khơng nó
• bảo sao đến nó khơng
• bảo sao khơng đến nó
• bảo sao khơng nó đến
• bảo sao nó đến khơng
• bảo sao nó khơng đến

• đến bảo khơng nó sao
• đến bảo khơng sao nó
• đến bảo nó sao khơng
• đến bảo nó khơng sao
• đến bảo sao khơng nó
• đến bảo sao nó khơng
• đến khơng bảo nó sao
• đến khơng bảo sao nó

• đến khơng nó bảo sao
• đến khơng nó sao bảo
• đến khơng sao bảo nó
• đến khơng sao nó bảo
• đến nó bảo khơng sao
• đến nó bảo sao khơng
• đến nó khơng bảo sao
• đến nó khơng sao bảo
• đến nó sao bảo khơng
• đến nó sao khơng bảo
• đến sao bảo khơng nó
• đến sao bảo nó khơng
• đến sao khơng bảo nó
• đến sao khơng nó bảo
• đến sao nó khơng bảo
• đến sao nó bảo khơng

• khơng bảo đến nó sao
• khơng bảo đến sao nó
• khơng bảo nó đến sao
• khơng bảo nó sao đến
• khơng bảo sao đến nó
• khơng bảo sao nó đến
• khơng đến bảo nó sao
• khơng đến bảo sao nó
• khơng đến nó bảo sao
• khơng đến nó sao bảo
• khơng đến sao bảo nó
• khơng đến sao nó bảo
• khơng nó bảo đến sao

• khơng nó bảo sao đến
• khơng nó đến bảo sao
• khơng nó đến sao bảo
• khơng nó sao bảo đến
• khơng nó sao đến bảo
• khơng sao bảo đến nó
• khơng sao bảo nó đến
• khơng sao đến bảo nó
• khơng sao đến nó bảo
• khơng sao nó bảo đến
• khơng sao nó đến bảo

• nó bảo đến khơng sao
• nó bảo đến sao khơng
• nó bảo khơng đến sao
• nó bảo khơng sao đến
• nó bảo sao đến khơng
• nó bảo sao khơng đến
• nó đến bảo khơng sao
• nó đến bảo sao khơng
• nó đến khơng bảo sao
• nó đến khơng sao bảo
• nó đến sao bảo khơng
• nó đến sao khơng bảo
• nó khơng bảo đến sao
• nó khơng bảo sao đến
• nó khơng đến bảo sao
• nó khơng đến sao bảo
• nó khơng sao bảo đến
• nó khơng sao đến bảo

• nó sao bảo đến khơng
• nó sao bảo khơng đến
• nó sao đến bảo khơng
• nó sao đến khơng bảo
• nó sao khơng bảo đến
• nó sao khơng đến bảo

• sao bảo đến khơng nó
• sao bảo đến nó khơng
• sao bảo khơng nó đến
• sao bảo khơng đến nó
• sao bảo nó đến khơng
• sao bảo nó khơng đến
• sao đến bảo khơng nó
• sao đến bảo nó khơng
• sao đến khơng bảo nó
• sao đến khơng nó bảo
• sao đến nó bảo khơng
• sao đến nó khơng bảo
• sao khơng bảo đến nó
• sao khơng bảo nó đến
• sao khơng đến bảo nó
• sao khơng đến bảo nó
• sao khơng nó bảo đến
• sao khơng nó đến bảo
• sao nó bảo khơng đến
• sao nó bảo đến khơng
• sao nó đến bảo khơng
• sao nó đến khơng bảo
• sao nó khơng bảo đến

• sao nó khơng đến bảo

§ Có tất cả 120 câu hốn vị và hầu hết đều có nghĩa

§ Liệu có tồn tại một câu mà mọi hoán vị của các từ đều
cho ta một câu có nghĩa trong tiếng Việt?
§ Tìm tất cả các câu có mọi hốn vị đều là một câu có
nghĩa trong tiếng Việt?

§ Tìm các câu có tỷ lệ cho câu có nghĩa, sau khi hốn vị
các từ trong câu, lớn hơn ngưỡng 𝛼 (thí dụ 𝛼 = 95%?)
§ Giải bài tốn trên trong tiếng Anh?

§ Giải bài tốn trên cho một ngơn ngữ bất kỳ?

7
CuuDuongThanCong.com

/>

Short interferencing RNA (siRNA)
§ siRNA có khả năng khống chế sự
thể hiện của gien (gene silencing)
à ngăn chặn bệnh
§ có thể tổng hợp được siRNA để
tạo ra các loại thuốc mới

Process
by
Dicer

Antisense
strand

Fire, A. & Mello, C.
Nature 391, 1998.
Nobel Prize 2006

Recognizes
mRNA,
bindsand
cleaves

Ứng dụng của siRNA: Drug Design, e.g.,
for HIV, Cancer, Hepatitis C virus, etc.
CuuDuongThanCong.com

siRNA
(synthetic)

/>

siRNA nào?

Kanda và đồng
nghiệp tìm ra cách
đưa siRNA vào trong
tế bào? Vấn đề là
siRNA nào?

CuuDuongThanCong.com

/>

Bài tốn tìm siRNA “tốt”
Mỗi siRNA là một dãy 19 ký tự
từ 4 chữ A, C, G, T và có khả
năng khống chế gene khác nhau.
Một số siRNAs đã biết

Một số siRNAs đã biết

siRNAs

Label

siRNAs

Score

GAUUACGUCGCCAGUCAAG
UACCGGAAAACUCGACGCA

Veryhigh
High

GAUUACGUCGCCAGUCAAG
UACCGGAAAACUCGACGCA

96.2

75.0

CGACGCAAGAAAAAUCAGA

Veryhigh

CGACGCAAGAAAAAUCAGA

83.2

AAAGUUGCGCGGAGGAGUU

Medium

AAAGUUGCGCGGAGGAGUU

42.9

GAGUUGUGUUUGUGGACGA

Low

GAGUUGUGUUUGUGGACGA

37.6

Bài toán học máy: Cho biết khả năng khơng chế gien của
một số siRNA. Phân tích, dự đốn để đưa ra các siRNA khác
có khả năng khơng chế gien cao?

CuuDuongThanCong.com

/>

Cedric
Villani
Fields
medal
2010

ChiếnlượcvềAIcủamộtsốquốcgia( />11
CuuDuongThanCong.com

/>

AI?
§ Máy tính được tạo ra để thực
hiện các phép tốn số học.
§ AI là lĩnh vực nghiên cứu làm cho
máy tính có thể làm được các
việc như có trí thơng minh của
con người.
§ Thơng minh là gì? Trí tuệ của con
người và của máy có khác nhau?
Làm sao để máy có trí tuệ? Làm
sao dùng được trí tuệ của máy?
CuuDuongThanCong.com

/>

Đặc trưng của trí thơng minh?

suy luận

nhận thức

hiểu ngơn ngữ

giải quyết vấn đề

CuuDuongThanCong.com

học tập

/>

Các thành phần chính của AI
nhận thức

Thị giác máy

Hiểu ngơn ngữ

Học tập

hiểu ngôn ngữ

=

suy luận

+
Suy diễn

Tri thức

giải quyết vấn đề

Hệ tri thức

Lập kế
hoạch

Giải quyết vấn đề

học tập

CuuDuongThanCong.com

/>

Cốt lõi của AI: Suy diễn và Tri thức

+

=
SUY DIỄN

AàB
A

_____
B

TRI THỨC
Chuồn chuồn bay thấp thì mưa
Mọi người ai cũng phải chết
Mắt vàng da vàng thì mắc bệnh gan
Cơng Phượng vào là sẽ làm bàn
.........

A = chuồn chuồn bay thấp, B = mưa
15
CuuDuongThanCong.com

/>

Lịch sử ngành AI
§ Hội nghị mùa hè1956 tại trường Dartmouth ở Mỹ, đặt tên AI.
§ AI “fathers”: Ba trong bốn người 29 tuổi, cả bốn nhận giải
Turing của ACM, Simon nhận cả giải Nobel kinh tế.

Marvin Minsky

John McCarthy

CuuDuongThanCong.com

Donald Michie

Herbert Simon

/>

Máy tính đánh cờ
Bước ngoặt lớn của AI:
1/9/1997, IBM Deep Blue thắng
Kasparov ở ván thứ sáu.

Google DeepMind,
Seoul, 9 và
15/3/2016. Thắng tất.

19/10/2017, AlphaGo Zero,
không dùng dữ liệu quá
khứ.
17

CuuDuongThanCong.com

/>

Q trình phát triển của AI

“...nếu có thể Bảo nên chuyển qua làm về trí tuệ nhân tạo vì đấy là tương lai của tin học” (thư anh Phan Đình Diệu,1984)

9
CuuDuongThanCong.com

/>

Buổi đầu của AI: Hệ chuyên gia
Tiếp cận theo suy diễn
Một hệ chun gia là một hệ máy tính có thể đưa ra
quyết định và hành động như một chuyên gia trong
một lĩnh vực cụ thể.
Tri thức
chuyên gia

HỆ CHUYÊN GIA MYCIN (1979): Chẩn đoán nhiễm trùng
NẾU

1. Nhiễm trùng tiểu huyết thanh, và
2. Bị nhiễm trùng ở nơi vô trùng, và
3. Nghi ngờ bị nhiễm trùng theo đường tiêu hóa
THÌ Có thể khá chắc (0.7) là vi khuẩn thuộc nhóm bacteroides.
19
CuuDuongThanCong.com

/>

Bệnh án điện tử trong y tế
Tiếp cận theo quy nạp (data-driven approach)
Thu thập,
biểu diễn
tri thức
Expert
Knowledge

Suy diễn (deduction)

Quy luật và tri
thức tổng qt

Cá thể
riêng biệt

Mắt vàng da vàng thì có khả
năng cao mắc bệnh về gan.
13
CuuDuongThanCong.com

/>

Bệnh án điện tử trong y tế
Tiếp cận theo quy nạp (data-driven approach)
Thu thập,
biểu diễn
tri thức
Expert
Knowledge

Quy luật và tri
thức tổng quát

Suy diễn (deduction)

Cá thể
riêng biệt

Quy nạp (induction)

EMRs

Số hoá

13
CuuDuongThanCong.com

/>

Học máy: Lĩnh vực tạo đột phá của AI
§ Nhằm làm cho máy tính có thể học tập như con người.
§ Phát biểu như bài tốn phân tích dữ liệu để tìm ra quy luật,
kiến thức mới.
§ Khi dữ liệu ngày càng nhiều, máy tính ngày càng mạnh, các
thuật tốn ngày càng hiệu quả... học máy phát triển mạnh mẽ,
là nền tảng cho hầu hết các đột phá của AI gần đây.

“A breakthrough in machine learning
would be worth ten Microsofts”
(Bill Gates, Chairman, Microsoft)
22
CuuDuongThanCong.com

/>

Vài mẩu dữ liệu từ EMR trong MIMIC
POR-ORDER DATA

ICUSTAY

ICD_DISGNOSIS AGE

DEMOGRAPHIC EVENTS DATA

NOTEEVENTS DATA

MEDEVENTS DATA

MEDURATIONS DATA

POE-MED DATA
CHARTDURATION DATA

23
CuuDuongThanCong.com

/>

Học phác đồ điều trị
Method
EMR with many data types

Fit them into
Restricted
Boltzmann
Machine

Encoding each
data type

Learn
treatment
regimen for
each group

Use group
regimen to
recommend
the patient

Output
EMRs as
hidden
binary
vectors

Divide patients
into similar
groups

24
CuuDuongThanCong.com

/>

Học máy: Nhiều cơ hội và thách thức
Google Data Center
Bài tốn

Số thuộc tính

(triệu)

Số thuộc tính
lựa chọn (triệu)

Tỷ lệ số thuộc
tính lựa chọn

A

868

20

2.3%

B

333

8

2.4%

C

1762

252

14.3%

D

2172

372

17.1%

Singer Yoram, keynote at ACML’14
CuuDuongThanCong.com

25
/>