Bài giảng Trí tuệ nhân tạo: Logic vị từ - Trường Đại học Thủy Lợi

Trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo và khoa học máy tính, việc biểu diễn tri thức một cách hình thức và chặt chẽ là vô cùng quan trọng để hệ thống có thể lập luận và đưa ra quyết định. Trong khi logic mệnh đề cung cấp một nền tảng cơ bản, khả năng biểu đạt hạn chế của nó không đủ để mô tả các mối quan hệ phức tạp và các phát biểu có lượng hóa trong thế giới thực. Do đó, logic vị từ (First-Order Logic - FOL) nổi lên như một công cụ mạnh mẽ hơn. Giới thiệu này nhằm mục đích trình bày những khái niệm cốt lõi của logic vị từ, bao gồm cú pháp và ngữ nghĩa, đồng thời nhấn mạnh tầm quan trọng của nó trong việc xây dựng cơ sở tri thức để giải quyết các vấn đề phức tạp.

Sinh viên, nhà nghiên cứu và chuyên gia trong lĩnh vực khoa học máy tính, trí tuệ nhân tạo và logic học quan tâm đến biểu diễn tri thức và suy luận hình thức.

Tài liệu này cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về Logic vị từ (First-Order Logic - FOL), một hệ thống hình thức thiết yếu cho biểu diễn tri thức và suy luận trong trí tuệ nhân tạo. Nó bắt đầu bằng việc phân tích cú pháp của FOL, giới thiệu các yếu tố cơ bản như hằng số, biến, vị từ, hàm và các liên kết logic tiêu chuẩn. Đặc biệt, tài liệu làm rõ cấu trúc của câu đơn và câu phức, minh họa cách các câu này được hình thành và liên kết với nhau. Phần ngữ nghĩa của FOL được trình bày chi tiết thông qua các khái niệm về mô hình và sự thông dịch, giải thích cách các biểu tượng logic ánh xạ tới các đối tượng và mối quan hệ trong một thế giới thực thể để xác định tính đúng đắn của các câu. Tài liệu tiếp tục khám phá các lượng tử phổ quát (∀) và tồn tại (∃), chỉ ra cách chúng được sử dụng để diễn đạt các phát biểu tổng quát và cụ thể, đồng thời cảnh báo về các lỗi thường gặp trong việc sử dụng chúng. Khả năng biểu đạt vượt trội của FOL so với logic mệnh đề được nhấn mạnh, đặc biệt là trong việc xử lý các mối quan hệ đa đối tượng và các tính chất đối ngẫu của lượng tử. Một phần quan trọng được dành để trình bày quy trình xây dựng Cơ sở tri thức (Knowledge Base - KB) sử dụng FOL, bao gồm các bước từ xác định công việc, thu thập tri thức, xây dựng từ vựng, mã hóa tri thức đến đặt truy vấn và gỡ lỗi. Các ví dụ về miền gia đình được sử dụng để minh họa cách áp dụng FOL trong việc định nghĩa các mối quan hệ phức tạp. Cuối cùng, tài liệu tổng kết rằng FOL là một ngôn ngữ biểu đạt mạnh mẽ, có khả năng diễn đạt tốt hơn, và tồn tại một thủ tục suy diễn đầy đủ cho nó, làm cho nó trở thành công cụ không thể thiếu trong các hệ thống suy luận tự động.