ĐẶT VẤN ĐỀ 1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Xã hội hiện nay ngày càng đi lên, mọi thứ ngày càng tự động hóa, công nghệ hiện đại càng được phát triển, gặt hái được nhiều thành tựu nổi bật. Chatbots tuy là một khái niệm còn khá mới mẻ nhưng vẫn đang được các trung tâm nghiên cứu, các công ty công nghệ, các trường đại học,… nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ hơn bao giờ hết với rất nhiều ứng dụng trên các lĩnh vực khác nhau như: tự động hóa, thương mại, y tế, giải trí,… và giáo dục cũng không phải là một ngoại lệ. Công nghệ thông tin (CNTT) ngày nay đã được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong các trường Đại học, trong quá trình giảng dạy, trong việc quản lý sinh viên, quản lý ký túc xá,… Tuy vậy, đối với Trường Đại học An Giang thì không phải tất cả đều được ứng dụng CNTT, với các thắc mắc của sinh viên về thông tin trường, điều kiện học bổng, điều kiện xét loại học tập, các hoạt động Đoàn thể, các quy chế, nội quy của Trường,… thì vẫn được trả lời thủ công bởi các thầy cô thuộc phòng Công tác sinh viên, và việc trả lời thủ công thì đôi khi sẽ có một số các hạn chế như các thầy cô không thể túc trực 24/7 để trả lời các thắc mắc của sinh viên, cũng như không thể trả lời ngay lập tức khi sinh viên hỏi.
Chatbot phát triển dựa trên sự kết hợp của các kịch bản có trước và tự học trong quá trình tương tác. Ta sẽ tương tác với Chatbots qua nền tảng tin nhắn. Theo định nghĩa, Chatbots là các chương trình máy tính sử dụng Máy học (Machine Learning – ML) và Xử lý ngôn ngữ tự nhiên (Natural Language Processing – NLP) để phân tích dữ liệu sau đó chúng lựa chọn các thuật toán học máy để đưa ra các phản hồi khác nhau, chúng sẽ dự đoán và phản hồi chính xác nhất có thể. Và bất kỳ ai cũng có thể tương tác với nó để hoàn thành công việc hoặc tìm kiếm thông tin và dịch vụ.
Một trong các yếu tố làm nên sức mạnh của Chatbots là khả năng tự học hỏi. Càng được sử dụng, tương tác với người dùng nhiều, nền tảng Chatbot càng “thông minh”. Chatbot thông minh có khả năng tự học hỏi dựa trên các dữ liệu đưa vào mà không cần phải được lập trình cụ thể (đó được gọi là phương pháp máy học - Machine Learning). Chính điều này làm cho các nhà phát triển dễ dàng tạo các chương trình trò chuyện và tự động hoá các cuộc trò chuyện với người dùng.
1 Từ mục đích tiếp cận, học hỏi thêm những kiến thức mới, đồng thời củng cố và áp dụng những kỹ năng, kiến thức đã học trong suốt 4 năm học tập tại trường. Tôi đã quyết định chọn thực hiện nghiên cứu khoa học với đề tài: “Xây dựng Chatbot hỗ trợ công tác sinh viên” với mục tiêu giúp việc xử lý những câu hỏi, những thắc mắc của sinh viên một cách tự động hóa, đỡ được phần nào công sức của các thầy cô ở phòng Công tác Sinh viên. PHẠM VI Chatbot được xây dựng trong phạm vi các câu hỏi liên quan đến thông tin Công tác sinh viên như: Học phí của trường, thông tin trường, điểm đầu vào của trường theo từng năm học, các loại học bổng hiện có, điều kiện để nhận học bổng, việc làm thêm cho sinh viên, các hoạt động tình nguyện, các hội thảo có thể tham dự để nhận điểm rèn luyện,… 1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Trong luận văn này, mục tiêu chính của đề tài là tìm hiểu về hệ thống Chatbots và ứng dụng của Chatbots cho đời sống, cụ thể qua việc xây dựng hệ thống trên nền tảng của Flask và ngôn ngữ Python: Tìm hiểu kỹ thuật xây dựng Chatbot.
Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu về các thông tin Công tác sinh viên, bộ mẫu câu hỏi và câu trả lời. Nghiên cứu huấn luyện Chatbot bằng mô hình học máy nhằm giúp máy có thể tự hiểu được các câu hỏi của người dùng. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu tài liệu về thông tin Công tác sinh viên (quy chế, quy định, điều kiện xét học bổng,…) trên các trang web và tài liệu của Trường cùng các nền tảng về kiến trúc, cơ chế hoạt động của Machine Learning và Deep Learning.
Xác định các quy trình nghiệp vụ, yêu cầu của hệ thống, cơ sở dữ liệu. Tìm hiểu các kỹ thuật phân lớp câu hỏi. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Thu thập dữ liệu thực. Trích rút thuộc tính đặc trưng từ dữ liệu thực.
Phân tích yêu cầu hệ thống. Thiết kế và triển khai xây dựng hệ thống. Kiểm thử và đánh giá kết quả. 3 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ KHÁI NIỆM TRÍ TUỆ NHÂN TẠO (AI – ARTIFICIAL INTELLIGENCE) Trí tuệ nhân tạo hay trí thông minh nhân tạo (Artificial intelligence – viết tắt là AI) là một ngành thuộc lĩnh vực khoa học máy tính (Computer science). Là trí tuệ do con người lập trình tạo nên với mục tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người. Trí tuệ nhân tạo khác với việc lập trình logic trong các ngôn ngữ lập trình là ở việc ứng dụng các hệ thống Học máy (Machine Learning) để mô phỏng trí tuệ của con người trong các xử lý mà con người làm tốt hơn máy tính. Cụ thể, trí tuệ nhân tạo giúp máy tính có được những trí tuệ của con người như: biết suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề, biết giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, tiếng nói, biết học và tự thích nghi,… Hình 1.
Trí tuệ nhân tạo. Những khái niệm đầu tiên về hệ thống AI được John McCarthy – một nhà khoa học máy tính xuất sắc ở Mỹ cùng các cộng sự của mình, gồm Marvin Minsky, Allen Newell và Herbert A. Simon, đặt ra vào năm 1955. Đến mùa hè 1956, tại Hội nghị khoa học Dartmouth, thuật ngữ AI lần đầu tiên được “trình 4 làng” trước công chúng trong chính bản đề xuất của John McCarthy.
Cũng từ sự kiện này, McCarthy được xem như “cha đẻ” của trí tuệ nhân tạo. Đồng thời, công nghệ này dần trở thành một lĩnh vực, một ngành khoa học thực sự thay vì những ý tưởng là lý thuyết như trước. Trong cuộc triển lãm công nghệ IFA 2018 vừa diễn ra tại Berlin (Đức), các hãng sản xuất công nghệ hàng đầu thế giới như Samsung, LG, Sony,. đã đầu tư và sáng tạo cho ra các sản phẩm tăng trải nghiệm người dùng với trí tuệ nhân tạo AI như loạt TV BRAVIA, Family Hub của Samsung; loạt thiết bị gia dụng cao cấp LG Signature của LG; chú chó robot AIBO của Sony và rất nhiều các thiết bị khác từ gia dụng, điện tử cho đến y học của các hãng điện tử trên thế giới đều chú trọng cho sự phát triển của trí tuệ nhân tạo.
Tuy rằng trí thông minh nhân tạo có nghĩa rộng như là trí thông minh trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng, nó là một trong những ngành trọng yếu của tin học. Trí thông minh nhân tạo liên quan đến cách cư xử, sự học hỏi và khả năng thích ứng thông minh của máy móc. Khái niệm Chatbot là một phần mềm, ứng dụng được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo (AI) nhằm giúp con người quản lý các cuộc trò chuyện, tương tác với người dùng bằng âm thanh hoặc tin nhắn văn bản thay vì trao đổi trực tiếp với người thật. Để dễ hình dung, có thể coi Chatbot như một tư vấn viên/trợ lý ảo giải đáp những thắc mắc cho người dùng hoặc chăm sóc khách hàng trên môi trường internet.
Chatbot trong đời sống. Chatbot được xem là một công cụ thông minh nhờ khả năng tiếp nhận thông tin, phân tích câu hỏi và phản hồi chính xác những gì mà người dùng mong muốn. Không chỉ dựa vào các luồng kịch bản sẵn có, phần mềm Chatbot AI này còn có khả năng tự học hỏi để đưa ra câu trả lời cho những câu hỏi nằm ngoài dữ liệu nhưng được lặp đi lặp lại nhiều lần. Chatbot là một sản phẩm của công nghệ hiện đại, đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối con người với phần mềm tự động.
Tính ứng dụng của Chatbot rất cao, đặc biệt trong việc tương tác giữa doanh nghiệp với khách hàng. Ví dụ: Nếu bạn kinh doanh mặt hàng Balo, bạn hoàn toàn có thể tạo ra một con Chatbot hỏi người dùng về kiểu dáng Balo như thế nào, Balo người dùng cần là loại gì (Balo laptop, Balo máy ảnh, Balo du lịch…), màu sắc, thương hiệu xuất xứ…rồi đưa ra câu trả lời tức thì. Khi đó, bạn có thể trả lời cho hàng nghìn khách hàng cùng một lúc, mà không phải mất quá nhiều thời gian trả lời thủ công cho từng người như trước kia. Một ví dụ điển hình khác là những trợ lý ảo bạn thường gặp trên các smartphone như Siri trên iPhone, Bixby trên Samsung hoặc là Google Assisstant 6 của Google, khi bạn tương tác với các trợ lý ảo đó thì bạn đã làm việc với một Chatbot.
Trợ lý ảo Siri của Apple. Lịch sử ra đời Năm 1950: Các phép thử Turing Alan Turing viết báo cáo với tựa đề “Computing Machinery and Intelligence”, xây dựng các phép thử Turing. Về cơ bản, Các phép thử Turing là một loạt các phép thử dựa trên việc phân tích câu trả lời của một “máy tính”. Các phép thử Turing được thực hiện để xác định xem một chương trình máy tính có thể phân biệt được máy tính với con người trong một cuộc trò chuyện chỉ có văn bản thuần túy hay không? Bằng cách gõ câu hỏi cho cả hai đối tượng thử nghiệm, người thẩm vấn sẽ cố gắng xác định đối tượng nào là máy tính và đối tượng nào là con người.
Máy tính sẽ vượt qua Các phép thử Turing nếu người thẩm vấn không thể nói sự khác biệt giữa chủ thể con người và máy tính. Các phép thử Turing. Năm 1966: ELIZA – Chương trình trò chuyện đầu tiên được tạo ra Joseph Weizenbaum xuất bản chương trình ELIZA, được coi là một trong những chương trình Chatbots đầu tiên trên thế giới. ELIZA đã đạt được những thành tích đáng kể và được coi là thành tựu đỉnh cao về trí thông minh nhân tạo vào thời điểm đó.
Bằng cách nhận ra các từ và cụm từ chính từ đầu vào (Input) của người dùng và đưa những câu trả lời tương ứng bằng cách sử dụng các tập lệnh viết sẵn. Một trong những kịch bản này có tên là DOCTOR, cho phép ELIZA đảm nhận vai trò như một nhà tâm lý học hay một bác sỹ tâm thần.