Luận án Tiến sĩ Công nghệ thông tin: Nghiên cứu tích hợp tri thức trong Logic khả năng dựa trên kỹ thuật Đàm phán và Tranh luận

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:172

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án "Nghiên cứu tích hợp tri thức trong Logic khả năng dựa trên kỹ thuật Đàm phán và Tranh luận" được hoàn thành với mục tiêu nhằm đề xuất phương pháp tích hợp các CSTTKN và CSTTKNBT thành một CSTT chung đại diện tốt nhất nhằm khắc phục được hiện tượng có tri thức được nằm trong nhiều CSTT (hay được nhiều tác tử hỗ trợ) nhưng vẫn không được tích hợp vì trọng số (hay định giá trị chân lý) của tri thức này thấp hoặc có tri thức gây ra mâu thuẫn nhưng vẫn được tích hợp chỉ vì trọng số của tri thức này cao.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Công nghệ thông tin: Nghiên cứu tích hợp tri thức trong Logic khả năng dựa trên kỹ thuật Đàm phán và Tranh luận

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LÊ THỊ THANH LƯU NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP TRI THỨC TRONG LOGIC KHẢ NĂNG DỰA TRÊN KỸ THUẬT ĐÀM PHÁN VÀ TRANH LUẬN Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Mã số: 9480104.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. ĐỖ VĂN THÀNH 2. TS. TRẦN TRỌNG HIẾU HÀ NỘI – 2022
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án “Nghiên cứu tích hợp tri thức trong Logic khả năng dựa trên kỹ thuật Đàm phán và Tranh luận” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả được trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. - Tôi đã trích dẫn đầy đủ các tài liệu tham khảo, công trình nghiên cứu liên quan ở trong nước và quốc tế. Ngoại trừ các tài liệu tham khảo này, luận án hoàn toàn là công việc của riêng tôi. - Luận án được hoàn thành trong thời gian tôi làm nghiên cứu sinh tại Bộ môn Các Hệ thống Thông tin, Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội. Nghiên cứu sinh Lê Thị Thanh Lưu i
LỜI CẢM ƠN Thời gian học nghiên cứu sinh và thực hiện luận án tại Bộ môn Các Hệ thống thông tin - Khoa Công nghệ thông tin - Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Đỗ Văn Thành và TS. Trần Trọng Hiếu là khoảng thời gian vô cùng quý báu và ý nghĩa đối với tôi. Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng tri ân vô hạn sâu sắc đến Thầy PGS. TS Đỗ Văn Thành và TS. Trần Trọng Hiếu, những người Thầy đã đưa tôi tiếp cận, khuyến khích, truyền cảm hứng, chỉ bảo và tạo cho tôi những điều kiện tốt nhất từ khi bắt đầu làm nghiên cứu sinh đến khi hoàn thành luận án này để đạt được những thành công trong lĩnh vực nghiên cứu của mình. Sự nghiêm khắc, nghiêm túc trong nghiên cứu khoa học cùng với sự động viên và chỉ bảo của các Thầy đã giúp tôi có nhiều động lực vượt qua các giai đoạn nghiên cứu khó khăn, để ngày hôm nay tôi có thể hoàn thành được những nghiên cứu trong bản luận án này cũng như trưởng thành và tự tin hơn trên con đường nghiên cứu khoa học của mình. Tôi đặc biệt gửi lời tri ân chân thành tới PGS. TS. Hà Quang Thụy, PGS. TS Phan Xuân Hiếu, PGS. TS Nguyễn Ngọc Hóa các Thầy đã luôn tận tâm, động viên, khuyến khích và chỉ dẫn giúp tôi vượt qua nhiều trở ngại trong quá trình nghiên cứu. Đặc biệt PGS. TS. Hà Quang Thụy đã luôn nhiệt tình hướng dẫn và truyền đạt các kinh nghiệm nghiên cứu trong quá trình tôi thực hiện luận án. Thầy đã cho chúng tôi một môi trường làm việc hiệu quả nhân văn tại Phòng thí nghiệm Khoa học dữ liệu và Công nghệ tri thức - DS&KTLab. Riêng tôi học hỏi ở Thầy rất nhiều điều. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới Thầy GS. TSKH. Nguyễn Ngọc Thành Trường Đại học Bách khoa Wroclaw, Ba Lan đã có nhiều hỗ trợ về mặt chuyên môn cho luận án này. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các đồng đội của tôi là các anh chị em nghiên cứu sinh Vũ Ngọc Trình, Nguyễn Thị Hồng Khánh, Phạm Thanh Huyền, Bùi Thị Hồng Nhung, Nguyễn Văn Thẩm, Nguyễn Thị Chăm, Lê Hoàng Quỳnh, Nguyễn ii
Thị Ngân, Nguyễn Ngọc Vũ, Nguyễn Thọ Thông … Chúng tôi đã luôn ở bên nhau, chia sẻ với nhau những ý tưởng nghiên cứu, động viên những lúc khó khăn cũng như những niềm vui khi đạt được các kết quả mong muốn. Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban lãnh đạo, tập thể các Thầy Cô giáo, các Nhà khoa học thuộc Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, PGS. TS. Nguyễn Phương Thái, PGS. TS. Phạm Ngọc Hùng đã giúp đỡ về chuyên môn và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Cảm ơn các chuyên viên Nguyễn Thị Lan Hương, Nguyễn Khánh Ly, Tạ Thị Hồng Hạnh đã luôn hỗ trợ tôi trong quá trình hoàn thiện hồ sơ bảo vệ các cấp. Tôi cũng bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu Trường Đại học Tài chính – Kế toán (Quảng Ngãi) đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian, quan tâm và động viên tôi trong quá trình học tập. Tôi luôn biết ơn những người thân trong gia đình, bố mẹ, các anh chị đã luôn chia sẻ, động viên và là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi trong suốt thời gian qua. NCS. Lê Thị Thanh Lưu iii
TÓM TẮT Tích hợp tri thức làm gia tăng giá trị và khả năng của các hệ thống thông minh. Nhiệm vụ của tích hợp tri thức là kết hợp một số hệ thống thông minh lại thành một hay làm cho chúng có thể hợp tác được với nhau. Một trong những điều kiện cần thiết để hợp tác thành công là thống nhất về tri thức của các hệ thống này. Tích hợp tri thức là xây dựng một cơ sở tri thức (CSTT) chung đại diện tốt nhất cho tập các CSTT ban đầu. Khi tích hợp tri thức cần phải giải quyết vấn đề không nhất quán giữa các CSTT. Luận án này, đề xuất một số cách tiếp cận khác nhau để giải quyết bài toán tích hợp các CSTT như tích hợp các CSTT có thứ tự ưu tiên (bao gồm các CSTT trong logic khả năng chuẩn (hay CSTTKN), tích hợp các CSTTKN sử dụng nhiều toán tử tích hợp, tích hợp các CSTT trong logic khả năng biểu trưng (hay CSTTKNBT) theo quan điểm định đề. Các định đề là các tính chất logic mà ta mong muốn các CSTT tích hợp cần thỏa mãn. Nội dung của luận án được tóm tắt như sau: 1) Khảo cứu các phương pháp biểu diễn tri thức, duyệt tri thức và tích hợp tri thức. Phát hiện tính không nhất quán trong CSTT. Khảo cứu mô hình đàm phán của J.Nash (1950) và mô hình tranh luận của Phạm Minh Dũng (1995). Các mô hình này đã được phát triển mở rộng rất nhiều sau năm 2000, và được ứng dụng trong Logic mờ (Fuzzy Logic) và logic khả năng (Possibilistic logic). Kỹ thuật đàm phán nhượng bộ đồng thời trong lý thuyết trò chơi đàm phán và kỹ thuật tranh luận nhằm xử lý tri thức mâu thuẫn trong lý thuyết lựa chọn xã hội đã được luận án xem xét để có thể phát triển và vận dụng vào quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên nói chung, các CSTTKN nói riêng. Việc tích hợp các CSTTKN sử dụng hai họ toán tử nhằm khắc phục hiện tượng tri thức được nhiều tác tử hỗ trợ nhưng không được tích hợp do trọng số thấp hoặc tri thức gây ra mâu thuẫn có thể được tích hợp do trọng số của tri thức đó cao hiện được thực hiện cho hai CSTTKN. Cách tiếp cận nghiên cứu tích hợp này cần được phát triển mở rộng để có thể tích hợp được nhiều CSTTKN trong khi vẫn khắc phục được những hạn chế đã nêu. Mới đây, logic khả năng biểu trưng đã được iv
phát triển và mở rộng từ logic khả năng. Vấn đề tích hợp các CSTTKNBT được đặt ra một cách tự nhiên nhưng đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào giải quyết. 2) Đề xuất khung tích hợp CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật đàm phán, bao gồm đề xuất mô hình tiên đề (hay các tính chất logic mà CSTT tích hợp cần thỏa mãn) và đề xuất quy trình làm việc cho quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên (có thể nhất quán hoặc không) với tập ràng buộc dựa trên kỹ thuật đàm phán, trong đó tập ràng buộc đóng vai trò như là trọng tài của quá trình đàm phán (được gọi là quy trình tích hợp - đàm phán). Quy trình này có vai trò như là mô hình xây dựng của quá trình tích hợp dựa trên kỹ thuật đàm phán. Ý tưởng của giải pháp đàm phán nhượng bộ đồng thời trong các trò chơi đàm phán đã được phát triển và lồng vào quy trình tích hợp - đàm phán. Một thuật toán mô tả chính xác quy trình tích hợp - đàm phán được đề xuất và được sử dụng để chứng minh mối quan hệ giữa mô hình xây dựng và mô hình tiên đề của quá trình tích hợp dựa trên kỹ thuật này. Độ phức tạp của thuật toán này cũng đã được ước lượng và được tường minh cụ thể hơn đối với trường hợp tích hợp các CSTTKN, là một dạng đặc biệt của các CSTT ưu tiên. 3) Đề xuất khung làm việc cho quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên (có thể nhất quán hoặc không) dựa trên kỹ thuật tranh luận. Kỹ thuật tranh luận nhằm xử lý sự mâu thuẫn tri thức trong lý thuyết lựa chọn xã hội đã được lồng vào quy trình tích hợp các CSTT ưu tiên và quy trình này được gọi là quy trình tích hợp - tranh luận. Nó được xem là mô hình xây dựng cho quá trình tích hợp CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật tranh luận trong khi các định đề của quá trình tích hợp các CSTTKN được xem là mô hình tiên đề của quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên. Thuật toán mô tả chính xác quy trình tích hợp – tranh luận đã được đề xuất và được sử dụng để chứng minh mối quan hệ giữa mô hình xây dựng và mô hình tiên đề của quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật tranh luận. Độ phức tạp tính toán của thuật toán cũng được ước lượng. Mỗi CSTTKN còn có thể được xem là một khung tranh luận trong đó lập luận và một số khái niệm về khung tranh luận sẽ cảm sinh một cách tự nhiên và cụ thể. Trong ngữ cảnh ấy thuật toán được đề xuất cũng mô tả chính xác khung v
tích hợp – tranh luận các CSTTKN và độ phức tạp tính toán của nó sẽ xác định một cách tường minh và cụ thể hơn. 4) Đề xuất mở rộng, phát triển phương pháp tích hợp hai CSTTKN sử dụng hai toán tử thành phương pháp tích hợp kết hợp nhiều CSTTKN sử dụng hai toán tử. Chỉ ra điều kiện cần và đủ để quá trình tích hợp này có thể thực hiện được và các định đề của quá trình tích hợp kết hợp các CSTTKN sử dụng hai toán tử cần thỏa mãn. Xây dựng thuật toán cho quá trình tích hợp kết hợp các CSTTKN sử dụng hai toán tử. 5) Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTTKNBT theo quan điểm định đề được thực hiện thông qua việc tích hợp các phân bố không khả năng biểu trưng đặc trưng cho các CSTTKN thành phần. Đề xuất phương pháp tích hợp phân cấp các CSTTKN biểu trưng thông qua việc tích hợp phân cấp các phân bố không khả năng biểu trưng. Với một số lớp toán tử tích hợp các CSTTKNBT có thể có, chỉ ra các tính chất logic (hay định đề) mà các CSTT tích hợp được xây dựng bằng sử dụng các toán tử tích hợp này thỏa mãn. vi
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................. xiv Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH TÍCH HỢP CSTT KHẢ NĂNG ..............1 1.1. Tri thức, biểu diễn tri thức và CSTT ...............................................................1 1.1.1. Tri thức .....................................................................................................1 1.1.2. Biểu diễn tri thức ......................................................................................2 1.1.3. Cơ sở tri thức ............................................................................................3 1.1.4. CSTT nhất quán và CSTT không nhất quán ............................................4 1.1.5. Logic mệnh đề và logic khả năng .............................................................6 1.1.5.1. Quan hệ thứ tự ...................................................................................6 1.1.5.2. Logic mệnh đề ...................................................................................8 1.1.5.3. Logic khả năng ................................................................................11 1.1.6. Logic khả năng biểu trưng ......................................................................14 1.2. Tích hợp các CSTT ........................................................................................14 1.2.1. Khái niệm tích hợp CSTT ......................................................................14 1.1.2.1. Duyệt tri thức ..................................................................................15 1.1.2.2. Tích hợp tri thức ..............................................................................15 1.1.2.3. Tích hợp CSTT với ràng buộc toàn vẹn ..........................................17 1.2.2. Các cách tiếp cận tích hợp CSTT ...........................................................19 1.2.2.1. Tích hợp CSTT ở mức cú pháp .......................................................19 1.2.3.2. Tích hợp CSTT ở mức ngữ nghĩa ...................................................20 1.3. Tích hợp các CSTTKN theo quan điểm định đề ...........................................21 1.3.1. Các định đề cho quá trình tích hợp các CSTT mệnh đề .........................22 vii
1.3.2. Các định đề cho quá trình tích hợp CSTTKN theo cách tiếp cận cú pháp ..........................................................................................................................23 1.3.3 Các định đề cho quá trình tích hợp các CSTTKN theo cách tiếp cận ngữ nghĩa .................................................................................................................25 1.4. Tích hợp CSTTKN sử dụng hai toán tử .........................................................27 1.5. Tích hợp tri thức sử dụng khung tranh luận ..................................................31 1.5.1. Khung tranh luận và ngữ nghĩa của khung tranh luận ...........................31 1.5.2. Tích hợp các khung tranh luận ...............................................................34 1.5.3. KTL cho tích hợp các CSTTKN mâu thuẫn ...........................................35 1.6. Tích hợp tri thức sử dụng kỹ thuật đàm phán ................................................36 1.6.1. Mô hình đàm phán ..................................................................................36 1.6.2. Tích hợp các CSTT dựa trên kỹ thuật đàm phán ....................................38 1.6.2.1 Theo cách tiếp cận của Booth ..........................................................38 1.6.2.2. Theo cách tiếp cận của Konieczny ..................................................39 1.6.2.3. Giải pháp đàm phán nhượng bộ đồng thời ......................................40 KẾT LUẬN CHƯƠNG.............................................................................................49 Chương 2. TÍCH HỢP CƠ SỞ TRI THỨC KHẢ NĂNG DỰA TRÊN KỸ THUẬT ĐÀM PHÁN..............................................................................................................51 2.1. Vấn đề đặt ra và mô hình tiên đề ...................................................................51 2.1.1. Phát biểu vấn đề ......................................................................................51 2.1.2. Tập các tiên đề ........................................................................................52 2.2. Mô hình xây dựng ..........................................................................................55 2.3. Tích hợp tri thức khả năng với tập ràng buộc ................................................69 KẾT LUẬN CHƯƠNG.............................................................................................82 viii
Chương 3. TÍCH HỢP CƠ SỞ TRI THỨC KHẢ NĂNG DỰA TRÊN KỸ THUẬT TRANH LUẬN VÀ KẾT HỢP TOÁN TỬ ..............................................................84 3.1. Xác định vấn đề và mô hình tiên đề ..............................................................84 3.1.1. Xác định vấn đề và một số khái niệm ....................................................84 3.1.2. Các tính chất logic của quá trình tích hợp ..............................................86 3.2. Quy trình tích hợp CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật tranh luận .....................88 3.3. Quan hệ giữa mô hình tiên đề và quy trình tích hợp – tranh luận .................99 3.4. Tích hợp CSTTKN dựa trên kỹ thuật tranh luận .........................................102 3.5. Tích hợp CSTTKN sử dụng phương pháp kết hợp nhiều toán tử ...............111 KẾT LUẬN CHƯƠNG...........................................................................................118 Chương 4. TÍCH HỢP CSTT KHẢ NĂNG BIỂU TRƯNG ..................................120 4.1. Cơ sở tri thức khả năng biểu trưng ..............................................................120 4.1.1. Logic khả năng biểu trưng ....................................................................120 4.1.2. CSTT khả năng biểu trưng ...................................................................122 4.2. Mô hình tích hợp CSTT khả năng biểu trưng ..............................................123 4.2.1. Các định đề của mô hình tích hợp CSTTKNBT ..................................123 4.2.2. Tích hợp CSTTKN biểu trưng ..............................................................126 4.3. Mô hình tích hợp phân cấp các CSTTKN biểu trưng ..................................131 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..............................................................137 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ...............................................................................................................141 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................142 ix
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt KTL Argumentation Framework Quy trình tích hợp - tranh luận KTPC Hierarchical Aggregation Gộp phân cấp LKN Possibilistic Logic Logic khả năng LKNBT Symbolic Possibilistic Logic Logic khả năng biểu trưng Symbolic Impossibility PBKKNBT Phân bố không khả năng biểu trưng Distributions CSTT Knowledge Base Cơ sở tri thức CSDL Database Cơ sở dữ liệu CSTTKN Possibilistic Knowledge Base Cơ sở tri thức khả năng chuẩn Symbolic Possibilistic Knowledge CSTTKNBT Cơ sở tri thức khả năng biểu trưng Base x
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 – Sắp thứ tự ưu tiên trong các CSTTKN ....................................................78 Bảng 2.2 - Tập các thế giới có thể của các CSTTKN ...............................................78 Bảng 2.3 - Giá trị của các hàm 𝜔𝑥 ...........................................................................79 Bảng 3.1 - Thứ tự ưu tiên của các CSTT trong Ví dụ 3.1 .......................................104 Bảng 3.2 - Tập các thế giới có thể của các CSTT ...................................................105 Bảng 4.1 - Phân bố KKNBT và PBKNBT tích hợp .................................................129 Bảng 4.2 - Tích hợp các phân bố KKNBT sử dụng các toán tử 𝑚𝑖𝑛 − 𝑚𝑖𝑛, 𝑚𝑖𝑛 − 𝑚𝑎𝑥, 𝑚𝑎𝑥 − 𝑚𝑖𝑛, 𝑚𝑎𝑥 − 𝑚𝑎𝑥. ............................................................................133 xi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. 1 - Các mức độ và khía cạnh của tri thức không nhất quán ..........................6 Hình 1. 2 - Lược đồ các quan hệ .................................................................................8 Hình 1. 3 - Ví dụ KTL trong Ví dụ 1.5 ......................................................................32 Hình 1. 4 - Suy diễn tranh luận .................................................................................33 Hình 1. 5 – Khung tích hợp tri thức tổng quát ..........................................................49 Hình 2. 1 - Sơ đồ Quy trình Tích hợp - Đàm phán………………………………………59 Hình 3. 1 - Sơ đồ Quy trình Tích hợp - Tranh luận……………………………………...91 xii
DANH MỤC CÁC KÝ PHÁP Ký pháp Ý nghĩa ⊢ Suy diễn cú pháp ⊨ Suy diễn ngữ nghĩa ⊬, ⊭ Không suy diễn ra được ≡ Tương đương logic ⟺ Tương đương ≈ Quan hệ tương đương ⊺ Ký hiệu phần từ hằng đúng ⊥ Ký hiệu phần tử hằng sai Φ Tập các công thức mệnh đề [Φ] Biểu diễn tập các mô hình của Φ, nghĩa là [Φ] = {𝜔 ∈ Ω|∀𝜙 ∈ Φ, 𝜔 ⊢ 𝜙}. Ký hiệu [𝜙] để thay thế cho [{ 𝜙}] ⊔ Phép hợp đa tập ⊏ Tập con chặt của đa tập ⊑ Tập con của đa tập ≻ Quan hệ thứ tự chặt ≽ Quan hệ thứ tự toàn phần ⨁, ⨂ Các toán tử tích hợp 𝐶𝑛(𝐾) Bao đóng quan hệ hệ quả của 𝐾 (𝐾 là tập các công thức) 𝜋 Hàm phân bố khả năng Ω Tập tất cả các thế giới có thể 𝐵≥𝑎 (tương ứng 𝐵>𝑎 ) a-cut (tương ứng strict a-cut) 𝐼𝑛𝑐 ( 𝐵) Mức độ không nhất quán của CSTTKN 𝐵 + Phương pháp nới rộng ∔ Phương pháp xét lại ∸ Phương pháp co xiii
MỞ ĐẦU I. Cơ sở và động lực nghiên cứu 1. Cơ sở Mặc dù có lịch sử phát triển khá lâu dài, việc tích hợp tri thức trong đó nhất là tích hợp các tri thức không nhất quán (hay mâu thuẫn), đến từ nhiều nguồn vẫn đang nổi lên như một trong các hướng nghiên cứu chính của khoa học máy tính ứng dụng trong lĩnh vực khoa học xã hội. Trong thực tế, không nhất quán của tri thức phát sinh chủ yếu trong các trường hợp sau: - Tri thức được thu thập trong một khoảng thời gian và “tính thời sự” của nó phụ thuộc vào nhãn thời gian - Tri thức được trích ra từ một cơ sở dữ liệu (CSDL), chẳng hạn như từ các phương pháp khai phá dữ liệu. Các luật khai phá dữ liệu này phụ thuộc vào dữ liệu và một trong số các luật này có thể mâu thuẫn với nhau. - Không nhất quán của tri thức phát sinh trong môi trường phân tán. Cùng một chủ đề các điểm phân tán có thể tạo ra các phiên bản khác nhau của tri thức. Giải quyết mâu thuẫn của tri thức là một nhiệm vụ cơ bản và rất cần thiết của quản lý tri thức và tích hợp tri thức là cách phổ biến nhất để làm điều đó. Nhiệm vụ tích hợp tri thức là quan trọng khi ta muốn kết hợp một số hệ thống thông minh lại thành một hay để làm cho chúng có thể hợp tác với nhau. Một trong những điều kiện cần thiết cho sự hợp tác thành công là thống nhất về tri thức của các hệ thống này. Do đặc tính tự chủ và các kỹ thuật xử lý tri thức không đơn định của các hệ thống, có thể xuất hiện những tình huống mà tri thức thế giới thực có thể được phản ánh khác nhau trong các hệ thống khác nhau. Tích hợp tri thức là một nhiệm vụ khó khăn do mâu thuẫn của tri thức là khó có thể được xác định, và giải quyết các mâu thuẫn này cũng là một vấn đề phức tạp. Tuy nhiên, nếu không có khả năng tích hợp tri thức thì sự hợp tác giữa các hệ thống cũng là không thể. xiv
Đàm phán trong lý thuyết trò chơi và tranh luận trong lý thuyết lựa chọn xã hội cũng là những hướng nghiên cứu đang rất được quan tâm trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo. Các cách tiếp cận nghiên cứu này đã được nghiên cứu nhiều trong các lĩnh vực của khoa học xã hội như chính trị, kinh tế, triết học. Luận án tập trung nghiên cứu khai thác các ý tưởng chính của các kỹ thuật xây dựng giải pháp đàm phán trong các trò chơi đàm phán cũng như kỹ thuật tranh luận trong xử lý tri thức không nhất quán (hay mâu thuẫn) trong lý thuyết lựa chọn xã hội vào quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên có thể nhất quán hoặc không. Cụ thể luận án nghiên cứu, đề xuất phương pháp tích hợp tri thức sử dụng kỹ thuật đàm phán nhượng bộ đồng thời và sử dụng kỹ thuật tranh luận để xử lý tri thức mâu thuẫn, không nhất quán vào quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên. Quá trình tích hợp các CSTTKN dựa trên kỹ thuật đàm phán hoặc kỹ thuật tranh luận được xem tương ứng là trường hợp riêng của quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật đàm phán hoặc kỹ thuật tranh luận bởi các CSTTKN cũng là những CSTT ưu tiên đặc biệt trong đó quan hệ thứ tự được cảm sinh một cách tự nhiên. Tuy nhiên khi đó quá trình tích hợp các CSTTKN dựa trên kỹ thuật đàm phán và kỹ thuật tranh luận sẽ phong phú, tường minh và cụ thể hơn. Việc tích hợp các CSTTKN sử dụng một toán tử tích hợp còn bộc lộ một số nhược điểm quan trọng như các tri thức được nhiều tác tử hỗ trợ có thể không được đưa vào CSTT tích hợp chỉ vì trọng số của tri thức đó thấp hoặc có thể tích hợp những tri thức là nguyên nhân gây ra mâu thuẫn trong tập các tri thức chỉ vì nó có trọng số cao. Việc tích hợp hai CSTTKN sử dụng hai toán tử nhằm khắc phục những hạn chế này cũng được đề xuất. Tuy nhiên việc nghiên cứu các điều kiện để có thể mở rộng phương pháp tích hợp như vậy cho nhiều CSTTKN cũng cần được quan tâm. Ngoài ra logic khả năng biểu trưng (LKNBT), trong đó các công thức mệnh đề nhận giá trị ký hiệu được phát triển mới đây đã được chứng minh là đúng đắn và đầy đủ. Kết quả này gợi ý có thể nghiên cứu vấn đề tích hợp các CSTTKN biểu trưng theo quan điểm định đề thông qua các phân bố không khả năng đặc trưng của các CSTT này. Điều đó sẽ làm thuận lợi hơn cho việc kiểm tra xem với những lớp toán xv
tử tích hợp cụ thể thì những định đề nào của quá trình tích hợp các CSTTKNBT sẽ được thỏa mãn. Hình 1 sau đây thống kê số lượng công trình nghiên cứu được công bố trên ScienceDirect (https://www.sciencedirect.com) trong giai đoạn 1999-2021 có chứa các cụm từ “Possibility logic”, “Knowledge merging”, “Inconsistency resolution”, “Inconsistency handling”, “Decreasing inconsistency”, “Measuring inconsistency” trong tiêu đề, trong tóm tắt và trong danh sách từ khóa. 160.000 140.000 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 Possibility logic Knowledge merging Inconsistency handling Inconsistency resolution Decreasing Inconsistency Measuring Inconsistency Hình 1 - Thống kê công bố công trình khoa học về không nhất quán và tích hợp tri thức trên ScienceDirect giai đoạn 1999 - 2021 Qua đó có thể thấy rằng chủ đề nghiên cứu của luận án này nằm trong hướng nghiên cứu được cộng đồng nghiên cứu ngày càng quan tâm. 2. Động lực nghiên cứu Tích hợp tri thức liên quan đến nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như CSDL khi có nhiều CSDL cần phải được sáp nhập, hoặc truy hồi thông tin khi có nhiều nguồn thông tin cần phải được tổng hợp, và cũng liên quan đến các hệ thống đa tác tử khi các tác tử với những sự hiểu biết khác nhau cần phải đạt được một sự đồng thuận trong việc phân chia tài nguyên hay phối hợp hoạt động, … xvi
Tích hợp tri thức là vấn đề NP khó. Việc tích hợp các tri thức đến từ nhiều nguồn càng trở lên khó khăn hơn khi không chỉ các CSTT đến từ các nguồn không nhất quán với nhau mà bản thân mỗi CSTT thành phần cũng có thể không nhất quán trong khi yêu cầu CSTT tích hợp phải nhất quán và hơn thế nữa người ta còn mong muốn các CSTT tích hợp phải thỏa mãn các tính chất logic đáng mong đợi nào đó. Tích hợp tri thức từ nhiều nguồn trong ngữ cảnh như vậy luôn là thách thức rất lớn cho cộng đồng nghiên cứu và ứng dụng. Các kỹ thuật tích hợp tri thức truyền thống và một số tiếp cận gần đây [1] [18] [90] còn bộc lộ một số nhược điểm khó có thể vượt qua và tri thức hữu ích có thể không được sử dụng trong quá trình tích hợp. Giải pháp khắc phục các nhược điểm của chúng được kỳ vọng là quá trình tích hợp tri thức nên được dựa vào kỹ thuật đàm phán hoặc kỹ thuật tranh luận. Đó là động lực nghiên cứu chủ yếu của luận án này. Luận án này hướng đến nghiên cứu khai thác những điểm mạnh của giải pháp đàm phán trong các trò chơi đàm phán và kỹ thuật tranh luận trong xử lý các tri thức mâu thuẫn trong lý thuyết lựa chọn xã hội để vận dụng vào quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên, ở đó mỗi CSTT có thể nhất quán hoặc không. Trong trường hợp tích hợp các CSTTKN, luận án cũng phân tích, nghiên cứu phát triển phương pháp tích hợp tri thức sử dụng hai toán tử. II. Mục tiêu, đối tương, phạm vi, phương pháp nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu: Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTTKN và CSTTKNBT thành một CSTT chung đại diện tốt nhất nhằm khắc phục được hiện tượng có tri thức được nằm trong nhiều CSTT (hay được nhiều tác tử hỗ trợ) nhưng vẫn không được tích hợp vì trọng số (hay định giá trị chân lý) của tri thức này thấp hoặc có tri thức gây ra mâu thuẫn nhưng vẫn được tích hợp chỉ vì trọng số của tri thức này cao. Trong luận án này, mục tiêu đó được cụ thể như sau: - Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTT ưu tiên bao gồm các CSTTKN dựa trên kỹ thuật đàm phán; xvii
- Đề xuất phương pháp tích hợp các CSTT ưu tiên bao gồm các CSTTKN dựa trên kỹ thuật tranh luận; - Mở rộng phương pháp tích hợp hai CSTTKN sử dụng hai họ toán tử cho trường hợp nhiều CSTTKN, tìm các điều kiện quá trình tích hợp như vậy có thể thực hiện được. Đối tượng nghiên cứu: Là các CSTT ưu tiên, CSTTKN và CSTTKNBT; kỹ thuật đàm phán nhượng bộ đồng thời trong lý thuyết trò chơi; kỹ thuật tranh luận để xử lý tri thức mâu thuẫn trong lý thuyết lựa chọn xã hội. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các phương pháp tích hợp các CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật đàm phán nhượng bộ đồng thời và dựa trên kỹ thuật tranh luận để xử lý tri thức mâu thuẫn, các phương pháp tích hợp các CSTTKN sử dụng nhiều toán tử, và tích hợp CSTTKNBT theo quan điểm định đề. Phương pháp nghiên cứu Luận án đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: Phương pháp phân loại, phân tích và tổng hợp: được sử dụng để tổng hợp, phân loại và phân tích các nghiên cứu về những vấn đề liên quan để phát hiện các khoảng trống nghiên cứu và xác định vấn đề nghiên cứu mà luận án cần giải quyết. Phương pháp phân tích còn được sử dụng khi đề xuất các khái niệm mới liên quan đến vấn đề nghiên cứu của luận án. Phương pháp tổng quát hóa và trừu tượng hóa được sử dụng để mô hình hóa vấn đề tích hợp các CSTT ưu tiên dựa trên kỹ thuật đàm phán và tranh luận như: xây dựng các mô hình tiên đề, mô hình xây dựng, thuật toán mô hình hóa xây dựng và mối quan hệ giữa mô hình tiên đề và mô hình xây dựng cho hai cách tiếp cận sử dụng kỹ thuật đàm phán và kỹ thuật tranh luận, để phát triển phương pháp tích hợp nhiều CSTTKN sử dụng hai họ toán tử tích hợp, cũng như để đề xuất các định đề về tích hợp các CSTTKNBT, nghiên cứu các đặc tính logic của toán tử tích hợp các CSTTKNBT theo quan điểm định đề và tích hợp phân cấp các CSTTKNBT. xviii
Phương pháp cụ thể hóa được sử dụng nhằm hiểu rõ hơn quá trình tích hợp các CSTT bằng cách xây dựng các ví dụ minh họa cho các khái niệm, cho các quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên dựa trên khung tích hợp - đàm phán, Quy trình tích hợp - tranh luận và cho quá trình tích hợp các CSTTKNBT. Phương pháp tham khảo ý kiến của chuyên gia và cộng đồng nghiên cứu trình bày seminar và công bố bài báo trên Tạp chí, Hội thảo chuyên ngành uy tín III. Tính cấp thiết, ý nghĩa lý luận và thực tiễn của luận án Trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, tích hợp tri thức từ nhiều nguồn là hướng nghiên cứu luôn được quan tâm trong xây dựng các hệ thống thông minh. Nhờ tích hợp tri thức mới có thể tương tác, kết nối nhiều hệ thống thông minh với nhau, từ đó có thể thực hiện hiệu qủa quá trình ra quyết định trên các thông tin, tri thức đến từ nhiều nguồn cũng như ra quyết định có sự tham gia của nhiều người. Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, nhất là của kết nối vạn vật, lượng thông tin tri thức được hình thành ngày càng nhiều, nhu cầu xây dựng các hệ thống thông minh, các hệ hỗ trợ ra quyết định trên các lượng tri thức lớn đến từ nhiều nguồn ngày càng lớn. Trong ngữ cảnh ấy vấn đề tích hợp tri thức có thể không nhất quán càng trở lên cần thiết và cấp bách. Nghiên cứu các giải pháp đàm phán trong lý thuyết trò chơi và kỹ thuật tranh luận trong xử lý tri thức mâu thuẫn cũng là những chủ đề nghiên cứu đang nổi lên trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo trong khoảng hai thập kỷ lại đây và đang ngày càng được quan tâm và ứng dụng trong các lĩnh vực của đời sống kinh tế - xã hội. Mặc dù các mục tiêu của xây dựng giải pháp đàm phán trong các trò chơi đàm phán, tranh luận trong xử lý tri thức mâu thuẫn, và tích hợp tri thức là khá khác nhau, nhưng với mong muốn tìm phương pháp mới, hiệu quả trong việc tích hợp các CSTT ưu tiên có thể nhất quán hoặc không, Luận án này tập trung nghiên cứu khai thác thế mạnh của các kỹ thuật xây dựng giải pháp đàm phán trong lý thuyết trò chơi và kỹ thuật tranh luận trong xử lý các tri thức mâu thuẫn để đưa vào trong các quá trình tích hợp các CSTT ưu tiên. xix