PHẦN II TRÍ TUỆ NHÂN TẠO NHƯ LÀ BIỂU DIỄN VÀ TÌM KIẾM

“Mọi khoa học đều miêu tả bản chất cơ bản nhất của những hệ thống mà chúng ta nghiên cứu. Tính chất của những miêu tả ấy về bản chất không thay đổi theo thời gian, chúng ta có thể phát triển được một tập hợp các thuật ngữ mô tả chúng ngày một chi tiết hơn. Các nghiên cứu về logic và máy tính đã chỉ cho chúng ta thấy trí tuệ có ở trong các hệ thống ký hiệu vật lý. Đây là quy luật về cấu trúc định tính căn bản nhất của khoa học máy tính....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
PHẦN II TRÍ TUỆ NHÂN TẠO NHƯ LÀ BIỂU DIỄN VÀ TÌM KIẾM Chương 9: Học máy PHẦN II TRÍ TUỆ NHÂN TẠO NHƯ LÀ BIỂU DIỄN VÀ TÌM KIẾM“Mọi khoa học đều miêu tả bản chất cơ bản nhất của những hệ thống mà chúng ta nghiêncứu. Tính chất của những miêu tả ấy về bản chất không thay đổi theo thời gian, chúng ta cóthể phát triển được một tập hợp các thuật ngữ mô tả chúng ngày một chi tiết hơn.Các nghiên cứu về logic và máy tính đã chỉ cho chúng ta thấy trí tuệ có ở trong các hệ thốngký hiệu vật lý. Đây là quy luật về cấu trúc định tính căn bản nhất của khoa học máy tính.Các hệ thống ký hiệu là những tập hợp của các mẫu (pattern) và các quá trình (process),trong đó cái sau có khả năng sản xuất, triệt tiêu và thay đổi cái trước. Đặc tính quan trọngnhất của các mẫu là chúng có thể chỉ định các đối tượng, các quá trình và các mẫu khác, vàkhi chúng chỉ định các quá trình thì có thể hiểu được chúng”.- Newell và Simon (trong bài thuyết trình nhận giải thưởng “ACM Turing Award Lecture”năm 1976) lập luận rằng: hành vi trí tuệ, dù là ở người hay máy tính đều đạt được thông quanhững yếu tố sau đây : 1. Những mẫu ký hiệu dùng biểu diễn những khía cạnh quan trọng của lĩnh vực bài toán. 2. Những phép toán trên các mẫu này để phát sinh những lời giải có khả năng cho bài toán. 3. Tìm kiếm một lời giải trong số những khả năng này.Những nhận định này xuất phát từ cơ sở giả thuyết về hệ thống ký hiệu vật lý (physicalsymbol system hypothesis). Trong giả thuyết này, các mẫu (pattern) - tạo thành do sự sắpxếp các ký hiệu, được phân biệt rõ với phương tiện (medium) – dùng để thực hiện chúng.Nếu như trí tuệ chỉ bắt nguồn từ cấu trúc của một hệ ký hiệu thì bất cứ phương tiện nào thựchiện được thành công trên các mẫu và các quá trình đều sẽ có trí tuệ. Khả năng xây dựngmột máy tính có thể vượt qua được trắc nghiệm Turing phụ thuộc vào sự phân biệt này.Giả thuyết hệ thống ký hiệu vật lý cũng phác thảo những tiêu điểm chính của việc phát triểnnghiên cứu và ứng dụng TTNT: việc định nghĩa các cấu trúc và phép toán ký hiệu là hết sứccần thiết cho việc giải quyết vấn đề một cách thông minh cũng như việc phát triển các chiếnlược tìm kiếm một cách hiệu quả và chính xác cho những lời giải tiềm năng phát sinh bởi cáccấu trúc và phép toán này. Đây là những vấn đề liên quan lẫn nhau của biểu diễn tri thức vàtìm kiếm (knowledge representation and search) – chúng chính là những tâm điểm củanghiên cứu hiện đại trong TTNT.Võ Huỳnh Trâm – Trần Ngân Bình 1Giáo Trình Trí Tuệ Nhân TạoI Biểu diễn tri thứcChức năng của bất kỳ một sơ đồ biểu diễn nào là nắm bắt được những đặc trưng chủ yếunhất của lĩnh vực vấn đề và làm cho những thông tin đó trở nên thao tác được đối với thủ tụcgiải quyết vấn đề. Rõ ràng một ngôn ngữ biểu diễn phải cho phép người lập trình thể hiệnđược tri thức cần thiết để tìm ra lời giải.Sự biểu diễn phải đáp ứng hai tiêu chuẩn đánh giá quan trọng như sau : 1. Tính biểu đạt : Cung cấp một cơ cấu tự nhiên để thể hiện tri thức/thông tin/dữ liệu một cách đầy đủ. 2. Tính hiệu quả : Hỗ trợ thực thi một cách hiệu quả cho việc tìm kiếm đáp án của một vấn đề.Nhiều biểu diễn có tính biểu đạt cao lại kém hiệu quả cho việc sử dụng đối với những loạibài toán nào đó. Đôi khi phải hy sinh tính biểu đạt để nâng cao tính hiệu quả. Chẳng hạn,những nhà lập trình với các ngôn ngữ cấp thấp (BASIC, FORTRAN, C,...) thường thất bạitrong việc xây dựng các hệ chuyên gia vì một lý do đơn giản là những ngôn ngữ này có cấutrúc khá đơn giản, tuy có tính biểu đạt cao nhưng không cung cấp được tính module cần thiếthay không hiệu quả cho việc lập trình dựa trên tri thức.Vấn đề đặt ra là làm thế nào để có được sự thỏa hiệp tốt nhất giữa tính hiệu quả và tính biểuđạt là một trong những nhiệm vụ chính yếu đối với những người thiết kế các hệ thông minh.II Giải quyết vấn đề như là tìm kiếmKhía cạnh thứ hai trong giả thuyết hệ thống ký hiệu của Newell và Simon là: vấn đề đượcgiải quyết bằng cách tìm kiếm giữa những lựa chọn khác nhau. Nói chung, con người thườngcân nhắc một số chiến lược khác nhau trong quá trình họ giải quyết một vấn đề nào đó.Chẳng hạn, một đấu thủ cờ thường cân nhắc giữa một số nước đi khác nhau bằng cách lựachọn sự tương ứng theo tiêu chuẩn tốt nhất cho toàn ván đấu. Khía cạnh này của hành vithông minh là cơ sở cho một kỹ thuật giải quyết vấn đề có tên là tìm kiếm trong không giantrạng thái (state space search).Trong chiến lược tìm kiếm này, người ta biểu diễn quá trình giải quyết vấn đề như một quátrình tìm kiếm đường đi trên một đồ thị không gian trạng thái (state space graph) mà trongđó: mỗi trạng thái bài toán được xem như một nút (node) của đồ thị hay còn gọi là một trạngthái (state) và các đường chuyển trạng thái khi áp dụng các phép toán hợp lệ vào một trạng ...