Tin học 12 – Bài 1. Làm quen với Trí tuệ nhân tạo

Mục tiêu bài học

• Kiến thức: Giải thích được sơ lược về khái niệm Trí tuệ nhân tạo (AI).
• Kỹ năng: Nêu được ví dụ minh họa cho một số ứng dụng điển hình của AI.

Hoạt động khởi động

Em đã được nghe nói nhiều về Trí tuệ nhân tạo hay thông minh nhân tạo (AI – Artificial Intelligence). Hãy nêu một vài ví dụ về ứng dụng của AI mà em biết?

• Ví dụ:
  • Trợ lý ảo trên điện thoại (Siri, Google Assistant).
  • Chức năng nhận dạng khuôn mặt để mở khóa điện thoại.
  • Hệ thống gợi ý phim trên Netflix hoặc video trên YouTube.
  • Xe ô tô tự lái.
  • Google Dịch.
  • Robot hút bụi thông minh tự tìm đường.

1. Khái niệm về AI

Câu hỏi: Trong các ví dụ dưới đây, những trường hợp nào không được coi là ứng dụng của AI? Tại sao?

A. Ấm đun nước tự ngắt điện khi nước sôi.
B. Tìm kiếm thông tin trên Internet nhờ máy tìm kiếm.
C. Cửa ra vào ở siêu thị tự động mở khi có người tới gần.
D. Guồng nước (bánh xe nước) quay để đưa nước lên cao.

Trả lời:

• Các trường hợp KHÔNG phải là ứng dụng của AI là A, C, D.
  • Lý do: Đây là các hệ thống tự động hóa hoạt động dựa trên các nguyên tắc vật lý hoặc cơ học đơn giản, được lập trình sẵn và không có khả năng “thông minh” (học, suy luận, hay thích ứng).
    • A. Ấm đun nước: Dùng rơ-le nhiệt (một lá kim loại) tự động ngắt điện khi đạt đến nhiệt độ sôi. Đây là một cơ chế vật lý.
    • C. Cửa tự động: Dùng cảm biến (hồng ngoại, radar) để phát hiện chuyển động và mở cửa. Nó chỉ thực hiện một hành động duy nhất đã được lập trình.
    • D. Guồng nước: Hoạt động hoàn toàn dựa vào sức chảy của dòng nước (cơ học).
• Trường hợp LÀ ứng dụng của AI là B.
  • Lý do: Máy tìm kiếm như Google sử dụng nhiều công nghệ AI phức tạp:
    • Học máy (Machine Learning): Để hiểu ý định của người dùng và cá nhân hóa kết quả tìm kiếm.
    • Xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP): Để phân tích câu hỏi của bạn, kể cả khi bạn viết sai chính tả hoặc dùng từ lóng/ từ địa phương.
    • Mạng nơ-ron: Để xếp hạng hàng tỷ trang web và đưa ra kết quả liên quan nhất.

Nội dung chính về khái niệm AI

• Định nghĩa AI: AI là khả năng của máy tính có thể làm những công việc mang tính trí tuệ của con người như đọc chữ, hiểu tiếng nói, dịch thuật, lái xe hay khả năng học và ra quyết định.
• Các đặc trưng cơ bản của AI:
  • Khả năng học (Learning): Tự tích lũy kiến thức từ dữ liệu.
    Ví dụ: YouTube học từ lịch sử xem của bạn để gợi ý video mới.
  • Khả năng suy luận (Reasoning): Dùng logic và tri thức để đưa ra kết luận.
    Ví dụ: Hệ thống y tế dựa vào triệu chứng để đưa ra chẩn đoán.
  • Khả năng nhận thức (Perception): Cảm nhận và hiểu môi trường xung quanh.
    Ví dụ: Xe tự lái dùng camera và cảm biến để nhận biết xe cộ, người đi bộ.
  • Khả năng hiểu ngôn ngữ (Language Understanding): Hiểu và xử lý ngôn ngữ của con người (văn bản, giọng nói).
    Ví dụ: Trợ lý ảo hiểu mệnh lệnh bạn nói.
  • Khả năng giải quyết vấn đề (Problem Solving): Tìm ra giải pháp cho các tình huống phức tạp.
    Ví dụ: Hệ thống dự báo thời tiết phân tích dữ liệu để đưa ra dự báo.
• Phân loại AI theo chức năng:
  • AI hẹp (AI yếu): Được thiết kế để thực hiện một nhiệm vụ cụ thể (VD: chơi cờ, nhận dạng khuôn mặt). Hầu hết AI ngày nay là AI hẹp – thời điểm biên soạn SGK này.
  • AI tổng quát (AI mạnh): Có khả năng tự học, tự thích nghi và thực hiện nhiều công việc như con người. Đây vẫn là mục tiêu dài hạn – Hiện tại thì đã có.

Câu hỏi củng cố

Câu 1: Hãy nêu một số đặc trưng chính của AI.

Trả lời: 5 đặc trưng chính là: Khả năng học, khả năng suy luận, khả năng nhận thức, khả năng hiểu ngôn ngữ, và khả năng giải quyết vấn đề.

Câu 2: Các phần mềm dịch máy, kiểm tra lỗi chính tả có thể coi là các ứng dụng AI hay không? Tại sao?

Trả lời: CÓ, chúng được coi là ứng dụng AI.

Lý do: Chúng thực hiện các nhiệm vụ đòi hỏi trí thông minh của con người:

Dịch máy: Đòi hỏi sự hiểu biết về ngôn ngữ, khả năng suy luận để dịch đúng ngữ cảnh và khả năng học hỏi từ dữ liệu lớn để cải thiện chất lượng dịch.

Kiểm tra lỗi chính tả: Đòi hỏi sự hiểu biết về ngôn ngữ (ngữ pháp, từ vựng) và khả năng phân tích để phát hiện lỗi.

Lưu ý: Đây là các ví dụ về AI hẹp, đôi khi vẫn mắc lỗi với các câu phức tạp hoặc ngữ cảnh tinh tế.

2. Một số ứng dụng của AI

Ngoài các ví dụ đã biết, AI còn có nhiều ứng dụng tiêu biểu khác.

• Hệ chuyên gia MYCIN:
  • Là một trong những hệ chuyên gia y tế đầu tiên.
  • Hoạt động: Dựa trên khoảng 600 luật suy diễn (“nếu có triệu chứng A, thì có thể bị bệnh B”) để chẩn đoán bệnh nhiễm trùng máu và đề xuất kháng sinh.
• Robot Asimo:
  • Là robot hình người nổi tiếng của Honda.
  • Ứng dụng AI: Kết hợp nhiều công nghệ như tự động điều khiển (đi bằng hai chân), nhận dạng hình ảnh (nhìn thấy), nhận dạng tiếng nói (hiểu mệnh lệnh).
  • (Hình ảnh minh họa)Hình 1.2. Robot Asimo
• Google Dịch (Google Translate):
  • Dịch thuật văn bản, giọng nói, hình ảnh, trang web.
  • Ứng dụng AI: Dùng mạng nơ-ron và học máy trên kho dữ liệu khổng lồ để dịch ngày càng chính xác và tự nhiên hơn.
• Nhận dạng khuôn mặt:
  • Xác định danh tính của một người qua hình ảnh/video.
  • Ứng dụng: Mở khóa điện thoại, chấm công, xác định người quen trên ảnh Facebook.
• Nhận dạng chữ viết tay:
  • Chuyển đổi hình ảnh chữ viết tay thành văn bản kỹ thuật số.
  • Ứng dụng: Số hóa tài liệu, hóa đơn, xác minh chữ ký điện tử.
• Trợ lý ảo (Virtual Assistant):
  • Các phần mềm như Google Assistant, Siri, Alexa.
  • Hoạt động: Trò chuyện, hiểu ngôn ngữ tự nhiên để thực hiện yêu cầu: tìm kiếm, gọi điện, mở nhạc,…

Luyện tập

Câu hỏi: Những năng lực trí tuệ nào được thể hiện trong các ứng dụng dịch máy và trợ lí ảo?

Trả lời: Cả hai ứng dụng này thể hiện nhiều năng lực trí tuệ của AI, bao gồm:

• Học: Cả hai đều dùng học máy để tự cải thiện từ dữ liệu người dùng. Dịch máy học từ các cặp văn bản song ngữ, trợ lý ảo học từ các tương tác với bạn.
• Hiểu ngôn ngữ: Đây là năng lực cốt lõi, giúp chúng phân tích cấu trúc ngữ pháp và ý nghĩa của văn bản hoặc lời nói.
• Suy luận: Chúng suy luận để hiểu đúng ngữ cảnh (ví dụ: từ “bàn” trong “cái bàn” và “bàn bạc”) và đưa ra phản hồi phù hợp.
• Nhận thức: Xử lý thông tin đầu vào (văn bản, giọng nói) để hiểu yêu cầu.
• Giải quyết vấn đề: Xử lý các câu hỏi phức tạp hoặc không rõ ràng để đưa ra câu trả lời tốt nhất có thể.

Vận dụng

Yêu cầu: Hãy truy cập Internet để tìm hiểu về khả năng của các trợ lí ảo Siri (Apple), Cortana (Microsoft), Alexa (Amazon),…

Hướng dẫn thực hành:

• Sử dụng Google và tìm kiếm với các từ khóa như: “tính năng của Siri”, “Alexa làm được gì”, “Cortana là gì”.
• Ghi lại một số chức năng nổi bật mà bạn tìm thấy, ví dụ:
  • Siri: Gửi tin nhắn, gọi điện, đặt lịch hẹn, trả lời câu hỏi kiến thức.
  • Alexa: Điều khiển các thiết bị nhà thông minh (đèn, quạt), phát nhạc, đọc sách nói.
  • Cortana: Tích hợp sâu với Windows để tìm kiếm tệp tin, quản lý lịch làm việc.

Mức độ kiến thức kỹ năng kiểm tra đánh giá

• Nhận biết:
  • Nêu được định nghĩa về Trí tuệ nhân tạo (AI).
  • Liệt kê được một số đặc trưng cơ bản của AI (học, suy luận, nhận thức, hiểu ngôn ngữ, giải quyết vấn đề).
  • Kể tên được các ứng dụng AI phổ biến như trợ lí ảo, dịch máy, nhận dạng khuôn mặt.
• Thông hiểu:
  • Giải thích được sự khác biệt cơ bản giữa một hệ thống AI và một hệ thống tự động hóa đơn thuần.
  • Mô tả được chức năng chính của một số ứng dụng AI tiêu biểu (ví dụ: Google Dịch dùng để làm gì, Trợ lí ảo có thể hỗ trợ những công việc nào).
• Vận dụng:
  • Sử dụng Internet để tìm kiếm thông tin, xác định được và so sánh các năng lực của các trợ lí AI như Siri, Alexa, Google Assistant…