Ví dụ về Hệ chuyên gia (các hệ cơ sở tri thức) – Expert System (Knowledge Base Systems)

1. Tóm tắt lý thuyết:

Khái niệm:

Hệ chuyên gia là một loại hệ cơ sở tri thức được thiết kế cho một lĩnh vực ứng dụng cụ thể. Ví dụ: Hệ chuyên gia về chẩn đoán bệnh trong y khoa, hệ chuyên gia chẩn đoán hỏng hóc máy tính và cung cấp các ý kiến dựa trên kinh nghiệm của chuyên gia con người đã được đưa vào hệ chuyên gia.

Các hệ chuyên gia làm việc như một chuyên gia thực thụ

Hệ chuyên gia được thiết kế để giải quyết các vấn đề phức tạp về lý luận tri thức.

Thành phần:

Một hệ chuyên gia gồm có các thành phần sau:

 Ví dụ HCG

Trong đó 2 thành phần quan trọng nhất là Cơ sở tri thứcđộng cơ suy diễn.

–      Cơ sở tri thức là nơi lưu trữ biểu diễn các tri thức mà hệ đảm nhận, làm cơ sở cho các hoạt động của hệ. Cơ sở tri thức bao gồm các sự kiện và các luật.

–      Động cơ suy diễn: là quá trình trong hệ chuyên gia cho phép khớp các sự kiện trong vùng nhớ làm việc với các tri thức về các lĩnh vực trong cơ sở tri thức, để rút ra các kết luận về các vấn đề đang giải quyết.

Ngoài ra còn có các bộ xử lý ngôn ngữ tự nhiên, bộ giải thích WHY-HOW, vùng nhớ làm việc, bộ tiếp nhận tri thức và người chuyên gia (kĩ sư tri thức).

2. Một ví dụ hệ chuyên gia: hệ nhận dạng động vật – Animal Identification

Hệ nhận dạng một số động vật trong bài này sử dụng cơ sở tri thức người dùng dựa trên các sự kiện người dùng đưa vào thông qua các phiên hỏi đáp. Hệ chuyên gia sẽ sử dụng một động cơ suy diễn thích hợp để kết hợp các sự kiện người dùng đưa vào đó với các luật đã được xây dựng sẵn để tìm được mục tiêu thích hợp.

Kiến trúc chương trình:

Kiến trúc chương trình

Một phiên làm việc gồm:

–      Mục tiêu cần giải quyết

–      Danh sách các câu hỏi cần được trả lời cho đến khi vấn đề được giải quyết.

–      Phản hồi từ người dùng.

Phản hồi từ người dùng là sự lựa chọn câu trả lời có hoặc không có sự kiện đó cho câu hỏi đang được hỏi

Mô hình suy diễn

Cách lựa chọn mục tiêu:

Hệ nhận dạng động vật đưa ra kết luận đó là động vật gì dựa trên các đặc điểm (thuộc tính) nổi bật của nó. (Các thuộc tính này được xây dựng sẵn trong phần cơ sở tri thức).

Đối với mỗi thuộc tính, hệ sẽ ghi nhận giá trị có hay không có thuộc tính đó thông qua câu trả lời của người dùng, và đưa ra kết luận về con vật đó dựa trên các đặc tính mà nó có.

Hệ sử dụng suy diễn tiến dựa trên các luật để tìm được đáp án.

Biểu diễn tri thức:

Tri thức của hệ nhận dạng động vật gồm tập các sự kiện (gồm các đặc điểm của động vật), tập luật và các câu hỏi cho người dùng.

  • Các sự kiện được biểu diễn trong file text Su_kien.txt gồm 2 phần Attribute và Value. 

              Ví dụ cho các sự kiện:”6.Da nó không có vảy”; “7.Nó biết nhảy”; “8.Nó có vảy tròn”; “9.Nó không có vảy tròn”…

  • Các luật được biểu diễn trong file Luat.txt gồm 2 mệnh đề mỗi luật, dạng luật dẫn If….then.

               Ví dụ, con vật đó là tê giác nếu nó thỏa mãn các sự kiện: 1,13,16,23,26,51; tương ứng với các sự kiện: nó là động vật máu nóng (1),                    nó là động vật uống sữa (13), nó không ăn thịt (16), nó có móng guốc (23), nó không có móng guốc (26) và móng có lớp mạ bảo vệ (51).

  • Các câu hỏi cho người dùng để lấy các sự kiện được xây dựng sẵn dựa trên các file Su_kien.txt.

Cách thức suy diễn:

Hoạt động của hệ là đi chứng minh đó là một con vật nào đó dựa trên cơ sở tri thức và sự lựa chọn trả lời có hay không một thuộc tính nào đó của người dùng.

Cơ sở tri thức:

Thu thập tri thức về một số đặc điểm riêng để phân loại động vật dựa trên phân nhóm động vật trong khoa học sinh học.

Ví dụ các nhóm động vật máu nóng, động vật máu lạnh. Trong động vật máu nóng thì có động vật ăn thịt và động vật ăn cỏ, trong động vật ăn cỏ thì lại chia thành động vật có móng guốc và không có móng guốc, vân vân.. 

Ta có biểu đồ cơ sở tri thức như sau:

Sơ đồ biểu diễn tri thức

Demo:

demo giao diện

Click nút “Bắt đầu” để bắt đầu phiên làm việc và nhấn chọn các câu trả lời, nhấn OK cho đến khi tìm được luật phù hợp với các dữ liệu người dùng nhập.

Ở đây sau khi ta nhập lần lượt câu trả lời cho các câu hỏi thì hệ tìm ra được câu trả lời:

Câu trả lời là con ngựa hoặc ngựa vằn, kèm theo sự giải thích bên dưới, và hình ảnh về con vật đó, khi click nút “Xem hình”.

ngựa vằn

Trên chỉ là một demo nhỏ thôi.. 😀

Chúc các bạn học tốt!

Advertisements