1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG BÙI ĐỨC TRƢỜNG XÂY DỰNG HỆ CHUYÊN GIA CHẨN ĐOÁN CHỨNG CAM CỦA TRẺ EM Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ BÁ DŨNG Thái Nguyên - 2014 2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, không sao chép của ai. Luận văn là do tôi tự nghiên cứu, đọc, dịch tài liệu, tổng hợp và thực hiện. Nội dung lý thuyết trong luận văn có sử dụng một số tài liệu tham khảo nhƣ đã trình bày trong phần tài lieuj tham khảo. Chƣơng trình phần mềm và những kết quả trong luận văn là trng thực và chƣa đƣợc công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Thái Nguyên, ngày 16 tháng 5 năm 2014 Học viên thực hiện Bùi Đức Trƣờng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo, cán bộ hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Lê Bá Dũng, ngƣời thầy đã tận tình hƣớng dẫn tôi từ những buổi đầu tiên khi tiếp cận với đề tài khoa học. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo ở trƣờng Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông – Đại học Thái Nguyên, các cán bộ giảng viên và chuyên viên Trƣờng Cao Đẳng Cộng Đồng Hải Phòng đã tận tình giảng dạy và tạo mọi điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn học viên lớp CK11B – Khoa học máy tính đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, đồng nghiệp và bạn bè tôi, những ngƣời đã động viên, tạo mọi điều kiện cho tôi lao động và học tập trong suốt thời gian qua. Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 16 tháng 5 năm 2014 Học viên thực hiện Bùi Đức Trƣờng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 2 LỜI CẢM ƠN 3 DANH MỤC VIẾT TẮT 8 DANH MỤC HÌNH ẢNH 8 DANH MỤC BẢNG BIỂU 9 ĐẶT VẤN ĐỀ 11 Chƣơng 1: Tổng quan trí tuệ nhân tạo 12 1.1. Tổng quan về các hệ thông minh 12 1.1.1. Hệ chuyên gia 12 1.1.1.1. Khái niệm: 12 1.1.1.2. Xây dựng hệ chuyên gia 12 1.1.1.3. Những thành phần cơ bản của hệ chuyên gia 13 1.1.2. Hệ hỗ trợ ra quyết định 14 1.1.2.1. Khái niệm: 14 1.1.2.2. Các thành phần của hệ thống hỗ trợ ra quyết định: 14 1.1.3. Hệ điều khiển thông minh 14 1.1.4. Hệ học 15 1.1.4.1 Khái niệm 15 1.1.4.2. Học giám sát 16 1.1.4.3. Học không giám sát 17 1.1.4.4. Các hình thức học 17 1.2. Chứng minh và suy diễn tự động 18 1.2.1. Suy diễn dựa trên bảng giá trị chân lý 18 1.2.2. Suy diễn tiến, lùi dựa trên các câu Horn 18 1.3. Phân tích đánh giá một số hệ xử lý thông minh 19 1.3.1. Lập luật dựa trên luật (rule-based reasoning) 19 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1.3.3. Lập luật dựa trên mô hình (model-based reasoning) 21 1.4 Kết luận chƣơng 21 Chƣơng 2: Hệ Chuyên Gia 22 2.1. Hệ chuyên gia là gì 22 2.1.1. Khái niệm: 22 2.1.2. Những thành phần cơ bản của hệ chuyên gia 23 2.2. Cấu trúc của hệ chuyên gia 24 2.2.1. Cấu trúc kiểu mẫu của hệ chuyên gia 24 2.2.1.1. Một số mô hình kiến trúc hệ chuyên gia. 26 2.2.2. Hệ cơ sở tri thức 28 2.2.2.1. Tri thức chuyên gia. 28 2.2.2.2. Các phƣơng pháp biểu diễn tri thức 29 2.2.3. Suy diễn và lập luận 37 2.2.3.1. Phƣơng pháp suy diễn tiến 37 2.2.3.2. Phƣơng pháp suy diễn lùi 38 2.2.4. Giao diện ngƣời dùng 39 2.3. Phát triển hệ chuyên gia 41 2.3.1. Hệ chuyên gia đƣợc phát triển nhƣ thế nào 41 2.3.1.1. Quản lý dự án 41 2.3.1.2. Tiếp nhận tri thức 42 2.3.1.3. Phân phối 42 2.3.1.4. Bảo trì và phát triển 43 2.4. Kết luận chƣơng 43 Chƣơng 3 Xây dựng hệ chuyên gia cho chẩn đoán các chứng cam 44 3.1. Chứng cam là gì 44 3.2. Các biểu hiện lâm sàng thông qua các biểu hiện trên cơ thể của trẻ 45 3.2.1. Gọi tên chứng cam theo bộ vị 45 3.2.1.1. Cam mồm 45 3.2.1.2. Cam mắt: 46 6 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3.2.1.3. Cam mũi: 46 3.2.2. Gọi tên chứng cam theo tạng 47 3.2.2.1. Khái niệm về phủ tạng: 47 3.2.2.2. Ngũ tạng 47 3.2.2.5 Quan hệ của lục phủ ngũ tạng với ngũ hành 55 3.2.2.6. Chứng cam theo tạng 55 3.3. Các biểu hiện khác 55 3.4. Các phƣơng pháp chẩn đoán 56 3.4.1. Vọng chẩn (Nhìn, quan sát) 56 3.4.2. Văn chẩn (Nghe, ngửi) 58 3.4.3. Vấn chẩn (Hỏi bệnh) 58 3.3.4. Thiết chẩn (Xét đoán bộ mạch) 60 3.3.4.1. Phép xem mạch ở trán: 60 3.3.4.2. Phép xem mạch ở hổ khẩu. 60 3.5. Nguyên nhân và các phƣơng pháp điều trị 63 3.5.1. Nguyên nhân 63 3.5.2. Các phƣơng pháp điều trị 63 3.6. Thiết kế hệ chuyên gia chẩn đoán chứng cam 64 3.6.1. Đầu vào của bài toán chẩn đoán chứng cam 64 3.6.1.1 Biểu diễn tri thức các chứng cam 65 3.6.2. Xây dựng các động cơ suy diễn cho các chứng cam 68 3.6.2.1 Thuật toán của bài toán chẩn đoán chứng cam của trẻ em 68 3.6.2.2. Hàm xử lý chính của bài toán 70 3.6.2.3 Hàm chẩn đoán chứng cam. 71 3.6.2.3. Cây chẩn đoán triệu chứng“Ăn ít” – Chủ trị Tỳ cam và Can cam 73 3.6.2.2. Cây chẩn đoán triệu chứng“Đêm ngủ giật mình"- Chủ trị Tâm cam 74 3.6.3.3. Cây chẩn đoánt triệu chứng “Đái dầm” – Chủ trị Thận cam 75 3.6.3.4. Cây chẩn đoán triệu chứng “Ho” – Chủ trị Phế cam 76 3.6.3.5. Cây chẩn đoán triệu chứng “Mụn nhọt”– Chủ trị Can cam 77 7 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3.7. Giao diện và kết quả kiểm thử của trƣơng trình 79 3.8. Kết luận chƣơng 83 TỔNG KẾT 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 8 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 1 AI Artificial Intelligence Trí tuệ nhân tạo 2 HCG Hệ chuyên gia 3 CTƢD Chƣơng trình ứng dụng 4 KB Knowledge Base Cơ sở tri thức 5 MTSD Mô tơ suy diễn 6 UI User Interface Giao diễn ngƣời dùng 6 DSS Decision Support System Hệ hỗ trợ ra quyết định 7 MBMS Model Base Management System Hệ thống quản lý mô hình cơ sở 8 O-A-V Object-Attribute-Value Đối tƣợng-Thuộc tính-Giá trị 9 RHS Right - Hand -Side Phần bên phải luật 10 OPS Official Production System Hệ thống sản xuất chính thức 9 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Thành phần cơ bản của hệ chuyên gia 23 Hình 2.2 Cấu trúc của hệ chuyên gia 24 Hình 2.3 Mô hình J.L.Ermine 26 Hình 2.4 Mô hình C.Ernest………………………………………………….26 Hình 2.5 Mô hình E.V.Popov 27 Hình2.6 Biểu diễn tri thức nhờ mạng ngữ nghĩa 33 Hình2.7 Nền tảng của công nghệ hệ chuyên gia dựa trên luật hiện đại 36 Hình 3.1 Mô hình quan hệ giữa các tri thức……………………………… 63 Hình 3.2 Cây nhị phân chẩn đoán chứng cam theo triệu chứng “Ăn ít”…….71 Hình 3.3 Cây nhị phân chứng cam theo triệu chứng “Đêm ngủ giật mình”…72 Hình 3.4 Cây nhị phân chứng cam theo triệu chứng “Đái dầm”…………… 73 Hình 3.5 Cây nhị phân chứng cam theo triệu chứng “Ho” 74 Hình 3.6 Cây nhị phân chứng cam theo triệu chứng “Mụn nhọt”………… 75 Hình 3.7 Giao diện chính của chƣơng trình 77 Hình 3.8 Giao diện bài thuốc 78 Hình 3.9 Giao diện công cụ…………………………………………………78 Hình 3.10 Form thêm mới cơ sở tri thức 79 Hình 3.11 Giao diện danh mục…………………………………………… 80 Hình 3.12 Form quản lý bệnh nhân 80 10 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng minh họa vị từ………………………………………………31 Bảng 2.2 Biểu diễn tri thức nhờ ngôn ngữ nhân tạo trong MYCIN…………33 Bảng 3.1 Quan hệ của lục phủ ngũ tạng với ngũ hành………………………51 [...]... và đa dạng Có rất nhiều gia đình chữa khỏi bệnh cho nhiều bệnh nhân theo phƣơng pháp gia truyền, chữa bệnh theo kinh nghiệm đƣợc tích tụ từ đời này qua đời khác là một phƣơng pháp truyền thống, lâu đời ý của thầy hƣớng dẫn em mạnh dạt đề tài tốt nghiệp cao học về “ xây dựng hệ chuyên gia cho chẩn đoán các chứng cam của trẻ em ” để có thể ứng dụng những thành tựu của công nghệ thông tin vào thực tế... Chƣơng 2: Hệ Chuyên Gia 2.1 Hệ chuyên gia là gì 2.1.1 Khái niệm: Theo E Feigenbaum: Hệ chuyên gia (Expert System) là một chƣơng trình máy tính thông minh sử dụng tri thức (knowledge) và các thủ tục suy luận (inference procedures) để giải những bài toán tƣơng đối khó khăn đòi hỏi những chuyên gia mới giải đƣợc Hệ chuyên gia là một hệ thống tin học có thể mô phỏng (emulates) năng lực quyết đoán (decision)... đƣợc xây dựng dựa trên CSTT và (MTSD) mô tơ suy diễn Trong đó CSTT đƣợc lấy từ nguồn tri thức Có hai loại là xin ý kiến từ các chuyên gia trong lĩnh vực đó, cũng có thể lấy theo cách thứ hai đó là tổng hợp từ các tài liệu chuyên môn Còn MTSD phụ thuộc vào ngƣời dùng do ngƣời dùng đƣa ra 1.1.1.2 Xây dựng hệ chuyên gia Xây dựng hệ chuyên gia dự đoán tƣơng đƣơng với việc đƣa các tri thức dự đoán vào trong... (making abilily) của một chuyên gia (con ngƣời) 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 23 vấn đề (bài toán) khác nhau thuộc mọi lĩnh vực Tri thức (knowledge) trong hệ chuyên gia phản ánh sự... 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 chuyên gia dựa trên tri thức (knowledge based system) hay hệ based expert system) thƣờng có cùng nghĩa Một hệ chuyên gia gồm ba thành phần chính là cơ sở tri thức (knowledge base), máy suy diễn hay môtơ suy diễn (inference engine), và hệ thống giao tiếp với người sử dụng (user... quyết định xem những luật nào sẽ làm thỏa mãn các sự kiện, các đối tƣợng , chọn ƣu tiên các luật thỏa mãn, thực hiện các luật có tính ƣu tiên cao nhất 2.1.2.3 Giao diện ngƣời sử dụng (user interface): Là nơi ngƣời sử dụng và hệ chuyên gia trao đổi với nhau 2.1.2.4 Ngƣời sử dụng (User): Ngƣời sử dụng đầu cuối 2.2 Cấu trúc của hệ chuyên gia 2.2.1 Cấu trúc kiểu mẫu của hệ chuyên gia Chuyên gia con ngƣời...11 ĐẶT VẤN ĐỀ Nghiên cứu, xây dựng các hệ xử lý thông minh nói chung và các hệ chuyên gia nói riêng cho các ngành kinh tế, khoa học, kỹ thuật,… đã và đang đƣợc quan tâm trong các năm gần đây Đặc biệt là xây dựng hệ chuyên gia, ứng dụng trong y học cổ truyền đang đƣợc đặt ra với mức độ cao đối với các nhà khoa học về công nghệ thông tin và các chuyên gia ngành y Chúng ta biết rằng để đào... Aspirin * Bộ sinh của hệ chuyên gia Bộ sinh của hệ chuyên gia (expert-system generator) là hợp của : Một máy suy diễn, Một ngôn ngữ thể hiện tri thức (bên ngoài) Và một tập hợp các cấu trúc và các quy ước thể hiện các tri thức (bên trong) Theo cách nào đó, các cấu trúc và các quy ƣớc này xác định một cơ sở tri thức rỗng (hay rỗng bộ phận) Nhờ các tri thức chuyên môn để định nghĩa một hệ chuyên gia, ngƣời... quan về một số hệ thông minh Vai trò của các hệ thông minh trong các lĩnh vực của đời sống và những ứng dụng của các hệ thông minh đó Ngoài ra còn tìm hiểu cách thức suy diễn của từng hệ thông minh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 22 Tìm hiểu các đặc trƣng của từng hệ thông minh ƣu và nhƣợc điểm của từng hệ thông minh Phân tích và đánh giá các hệ thông minh... phần của hệ thống hỗ trợ ra quyết định: - Data management subsystem: Gồm một cơ sở dữ liệu (database) chứa các dữ liệu cần thiết của tình huống và đƣợc quản lý bởi một hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS – data base management system) Phần hệ này có thể đƣợc kết nối với nhà kho dữ liệu (data warehouse)- là kho chứa dữ liệu có liên đới đến vấn đề ra quyết định - Model management subsystem: Còn đƣợc gọi là hệ . kế hệ chuyên gia chẩn đoán chứng cam 64 3.6.1. Đầu vào của bài toán chẩn đoán chứng cam 64 3.6.1.1 Biểu diễn tri thức các chứng cam 65 3.6.2. Xây dựng các động cơ suy diễn cho các chứng cam. Hệ Chuyên Gia 22 2.1. Hệ chuyên gia là gì 22 2.1.1. Khái niệm: 22 2.1.2. Những thành phần cơ bản của hệ chuyên gia 23 2.2. Cấu trúc của hệ chuyên gia 24 2.2.1. Cấu trúc kiểu mẫu của hệ chuyên. toán của bài toán chẩn đoán chứng cam của trẻ em 68 3.6.2.2. Hàm xử lý chính của bài toán 70 3.6.2.3 Hàm chẩn đoán chứng cam. 71 3.6.2.3. Cây chẩn đoán triệu chứng Ăn ít” – Chủ trị Tỳ cam và