Đồ án Xây dựng hệ thống Chatbots tự động
MỤC LỤC
MỤC LỤC ....................................................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................................iii
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................... iv
LIỆT KÊ HÌNH VẼ ...................................................................................................................... v
TÓM TẮT.....................................................................................................................................vii
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................................ 1
1.1. Đặt Vấn Đề........................................................................................................................... 1
1.2. Mục Tiêu .............................................................................................................................. 2
1.3. Nội Dung Nghiên Cứu......................................................................................................... 2
1.4. Giới Hạn ............................................................................................................................... 3
1.5. Bố Cục.................................................................................................................................. 3
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................................... 4
2.1. Giới Thiệu Về Tri Tuệ Nhân Tạo (AI – Artificial Intelligence)....................................... 4
2.2. Chatbots................................................................................................................................ 4
2.2.1. Khái niệm...................................................................................................................... 4
2.2.2. Lịch sử ra đời................................................................................................................ 5
2.2.3. Cấu tạo chatbot............................................................................................................. 9
2.2.4. Phân loại chatbot. ....................................................................................................... 10
2.2.5. Cách thức hoạt động................................................................................................... 10
2.2.6. Một số nền tảng hỗ trợ phát triển cho chatbot.......................................................... 12
2.2.7. Một số ứng dụng chatbot. .......................................................................................... 12
2.2.8. Xu hướng phát triển.................................................................................................... 13
2.3. Dialogflow.......................................................................................................................... 14
2.3.1. Khái niệm.................................................................................................................... 14
2.3.2. Lịch sử ra đời và hoạt động. ...................................................................................... 15
2.4. Intents. ................................................................................................................................ 15
2.4.1. Khái niệm.................................................................................................................... 15
2.4.2. Phân loại...................................................................................................................... 15
2.4.2.1. Ý định ngẫu nhiên - Casual Intents..................................................... 15
2.4.2.2. Ý định nghiệp vụ - Business Intents. .................................................. 16
2.5. Entities................................................................................................................................ 16
2.6. Contexts.............................................................................................................................. 16
i
2.7. Actions and Parameters..................................................................................................... 17
CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ. .......................................................................... 19
3.1. Giới Thiệu. ......................................................................................................................... 19
3.2. Thiết Kế Hệ Thống............................................................................................................ 19
3.2.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống. .................................................................................... 19
3.2.2. Chức năng các khối hệ thống..................................................................................... 20
CHƢƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG................................................................................... 24
4.1. Giới Thiệu .......................................................................................................................... 24
4.2. Lập Trình Hệ Thống.......................................................................................................... 24
4.2.1. Sơ đồ và lưu đồ........................................................................................................... 24
4.2.2. Phần mềm hệ thống.................................................................................................... 28
4.2.2.1. Xây dựng chatbots cơ bản trên Dialogfow.......................................... 28
4.2.2.2. Phần mềm PyCharm........................................................................... 35
CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ ............................................................. 41
5.1. Tổng Quan Kết Quả Đạt Được ......................................................................................... 41
5.2. Kết Quả Thực Tế ............................................................................................................... 41
CHƢƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ....................................................... 60
6.1. Kết Luận............................................................................................................................. 60
6.2. Hướng Phát Triển .............................................................................................................. 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................... 62
PHỤ LỤC ..................................................................................................................................... 63
ii
LỜI CAM ĐOAN
Đề tài này là do chúng tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và
không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó.
Người thực hiện đề tài
Mai Vũ Xuân Trƣờng
Nguyễn Thanh Tân
iii
LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Mạnh Hùng –
Giảng viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM đã tận tình hướng dẫn trong
suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp. Thầy đã tạo rất nhiều điều kiện thuận lợi và cho
những lời khuyên quý báu giúp chúng em hoàn thành tốt luận văn.
Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trong Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
Tp.HCM nói chung, các thầy cô trong Bộ môn Điện tử Công nghiệp nói riêng đã tận
tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu và tạo điều kiện
giúp đỡ trong suốt quá trình học tập trong những năm học vừa qua, giúp chúng em có
được cơ sở lý thuyết vững vàng.
Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo
điều kiện, quan tâm, ủng hộ, giúp đỡ, động viên chúng em trong suốt quá trình học tập
và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện đề tài
Mai Vũ Xuân Trƣờng
Nguyễn Thanh Tân
iv
LIỆT KÊ HÌNH VẼ
Hình 1.1 Cách thức hoạt động của chatbots.................................................................2
Hình 2.1 Tương tác giữa người dùng với Chatbot Eliza...............................................6
Hình 2.2 Cách thức hoạt động của chatbots. .............................................................. 12
Hình 2.3 Biểu tượng Dialogflow................................................................................ 14
Hình 2.4 Input Context và Output Context................................................................. 17
Hình 2.5 Tham số trong Dialogflow. ......................................................................... 18
Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống chatbots tự động. ................................................................ 19
Hình 3.2 Sơ đồ quá trình truyền dữ liệu, thông tin. .................................................... 20
Hình 3.3 Sơ đồ quá trình xử lý dữ liệu, thông tin thông qua Dialogflow. ................... 21
Hình 3.4 Sơ đồ quá trình thực hiện truy vấn trên Webhook. ...................................... 22
Hình 3.5 Sơ đồ kết nối các thiết bị điện với các chân của Raspberry.......................... 23
Hình 3.6 Raspberry và sơ đồ chân. ............................................................................ 23
Hình 4.1 Sơ đồ chương trình...................................................................................... 25
Hình 4.2 Lưu đồ chương trình trên Dialogflow.......................................................... 27
Hình 4.3 Giao diện Dialogflow ban đầu..................................................................... 28
Hình 4.4 Lựa chọn GO TO CONSOLE. .................................................................... 29
Hình 4.5 Đăng nhập Dialogflow qua Google. ............................................................ 29
Hình 4.6 Chọn tài khoản để đăng nhập Dialogflow.................................................... 30
Hình 4.7 Giao diện chính của Dialogflow.................................................................. 30
Hình 4.8 Tạo tác nhân................................................................................................ 31
Hình 4.9 Tạo mục đích. ............................................................................................. 32
Hình 4.10 Thêm phản hồi.......................................................................................... 33
Hình 4.11 Chạy thử ví dụ........................................................................................... 34
Hình 4.12 Logo Pycharm........................................................................................... 35
Hình 4.13 Giao diện Pycharm.................................................................................... 36
Hình 4.14 Tải Pycharm từ website............................................................................. 36
Hình 4.15 Đặt tên và nơi lưu trữ project. ................................................................... 37
Hình 4.16 Tạo file Python.......................................................................................... 37
Hình 5.1 Các tham số trong intents được hiển thị....................................................... 41
Hình 5.2 Các cụm từ huấn luyện trong intents được hiển thị...................................... 42
Hình 5.3 Các entities được trích xuất......................................................................... 42
Hình 5.4 Entities Devide được trích xuất................................................................... 43
Hình 5.5 Entities on-off được trích xuất..................................................................... 43
Hình 5.6 Lời chào...................................................................................................... 44
Hình 5.7 Lời hỏi thăm 1............................................................................................. 44
Hình 5.8 Lời hỏi thăm 2............................................................................................. 45
Hình 5.9 Phản hồi của chatbots.................................................................................. 46
Hình 5.10Phản hồi của chatbots................................................................................. 46
Hình 5.11 Ảnh chụp thiết bị điện khi chưa điều khiển. .............................................. 47
Hình 5.12 Yêu cầu bật đèn 1 hiển thị trên Dialogflow. .............................................. 48
Hình 5.13 Đèn 1 sáng khi người dùng yêu cầu bật..................................................... 49
v
Hình 5.14 Yêu cầu tắt đèn 1 hiển thị trên Dialogflow. ............................................... 50
Hình 5.15 Đèn 1 tắt khi người dùng yêu cầu tắt......................................................... 51
Hình 5.16 Yêu cầu bật đèn 2 hiển thị trên Dialogflow. .............................................. 52
Hình 5.17 Đèn 2 sáng khi người dùng yêu cầu bật..................................................... 53
Hình 5.18 Yêu cầu tắt đèn 2 hiển thị trên Dialogflow. ............................................... 54
Hình 5.19 Đèn 2 tắt khi người dùng yêu cầu tắt......................................................... 55
Hình 5.20 Yêu cầu bật motor hiển thị trên Dialogflow............................................... 56
Hình 5.21 Motor quay khi người dùng yêu cầu bật quay motor. ................................ 57
Hình 5.22 Yêu cầu tắt motor hiển thị trên Dialogflow. .............................................. 58
Hình 5.23 Motor tắt khi người dùng yêu cầu ngừng quay motor................................ 59
vi
TÓM TẮT
Trong những năm gần đây, khoa học công nghệ đang dần tiến đến một tầm cao
mới. Mặc dù còn mới mẻ trong lĩnh vực khoa học và công nghệ nhưng Chatbots đang
được nghiên cứu và phát triển với tốc độ chóng mặt bởi các trung tâm nghiên cứu, các
trường đại học và học viện.... rất nhiều các lĩnh vực được ứng dụng công nghệ mới
này. Chatbots là một hình thức thô sơ của phần mềm trí tuệ nhân tạo, là một chương
trình được tạo ra từ máy tính tiến hành cuộc trò chuyện thông qua các phương pháp
nhập văn bản, âm thanh, cảm ứng có thể trả lời các câu hỏi và xử lý các tình huống, là
một công cụ có thể giao tiếp, tương tác với con người thông qua một trí tuệ nhân tạo
đã được lập trình sẵn. Có rất nhiều công cụ cũng như thư viện hỗ trợ cho Chatbots
như: Dialogflow, Wit.ai, Watson Conversation Service, Microsoft „s LUIS, Google
Natural Language API, Amazon Lex,...
Đề tài: “Xây dựng hệ thống Chatbots tự động” chủ yếu xây dựng trên ngôn ngữ
Python, nhận thông tin từ Dialogflow, trả lời tự động và thực hiện yêu cầu điều khiển
các thiết bị điện phục vụ cho việc trồng trọt.
vii
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Đặt Vấn Đề
Trong những năm gần đây, mặc dù còn mới mẻ trong lĩnh vực khoa học và công
nghệ nhưng Chatbots đang được nghiên cứu và phát triển với tốc độ nhanh chóng bởi
các trung tâm nghiên cứu, trường đại học và học viện…với rất nhiều ứng dụng trên các
lĩnh vực khác nhau như: giải trí, y tế, thương mại, tự động hóa,... Kể từ khi chatbots
được phát triển mạnh mẽ vào năm 2016, nó đã nhanh chóng trở thành một trong những
xu hướng công nghệ được quan tâm nhất trong giai đoạn đó và cho đến nay. Trên thực
tế cho thấy, sự gia tăng của chatbots đã dẫn đến dự đoán của Gartner (công ty nghiên
cứu và tư vấn công nghệ thông tin hàng đầu thế giới, cung cấp cái nhìn sâu sắc liên
quan đến công nghệ cần thiết cho khách hàng để đưa ra những quyết định đúng đắn
mỗi ngày) rằng hơn 85% tương tác của khách hàng sẽ được quản lý mà không cần con
người vào năm 2020.
Chatbots 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. Với các
câu hỏi được đặt ra, Chatbots sử dụng các hệ thống xử lý ngôn ngữ tự nhiên (Natural
Language Processing) để phân tích dữ liệu sau đó chúng lựa chọn các thuật toán học
máy để đưa ra các loại phản hồi khác nhau, chúng sẽ dự đoán và phản hồi chính xác
nhất có thể. Chatbots sử dụng nhiều hệ thống quét các từ khoá bên trong đầu vào, sau
đó bot khởi động một hành động, kéo một câu trả lời với các từ khóa phù hợp nhất
và trả lời thông tin từ một cơ sở dữ liệu / API, hoặc bàn giao cho con người. Nếu tình
huống đó chưa xảy ra (không có trong dữ liệu), Chatbot sẽ bỏ qua nhưng sẽ đồng
thời tự học để áp dụng cho các cuộc trò chuyện về sau.
Một trong các yếu tố làm nên sức mạnh của Chatbot 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.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
Hình 1.1 Cách thức hoạt động của chatbots
Hiện nay, Chatbots đang được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đời sống con
người, mà trong đó phải kể đến là việc giúp ích cho quá trình tự động hóa các quy
trình chiếu sáng (đóng mở đèn tự động), tưới tiêu, quản lý thời gian, cây trồng,... phục
vụ cho nông nghiệp giúp giảm thiểu công sức, chi phí và thời gian.
Và Dialogflow là một trong những công cụ hỗ trợ mạnh cho Chatbots, giúp
người dùng xây dựng được những hệ thống tự động và tối ưu. Xuất phát từ mục tiêu
tiếp cận, bổ sung các kiến thức mới, cũng như cũng cố lại những kỹ năng kiến thức
trong suốt quá trình học tập tại trường, đồng thời nghiên cứu sâu hơn về công cụ
Dialogflow và ứng dụng Dialogflow cho việc tự động hóa các quy trình. Do đó, nhóm
thực hiện đồ án chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống Chatbots tự động”.
1.2. Mục Tiêu
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 Dialogflow và ngôn ngữ Python cũng như ý tưởng về mô hình tương tác giữa
người với máy thông qua hệ thống chatbots tự động để điều khiển các thiết bị điện.
1.3. Nội Dung Nghiên Cứu
NỘI DUNG 1: Tìm hiểu về Chatbots, Dialogflow, Intents, Entities, Contexts,
Actions and Parameters, Training Phrase, Fulfillment.
NỘI DUNG 2: Vẽ sơ đồ khối của Chatbots, Vẽ lưu đồ của Dialogflow.
NỘI DUNG 3: Nghiên cứu webhook trong Dialogflow để kết nối với Pycharm và
lấy dữ liệu file json của Dialogflow đưa vào Webhook.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
NỘI DUNG 4: Tìm hiểu về Raspberry, cài hệ điều hành và đưa code xuống
Raspberry.
NỘI DUNG 5: Nghiên cứu ngôn ngữ python trên giao diện Pycharm, tìm hiểu về
ngrok để kết nối Dialogflow với Raspberry.
NỘI DUNG 6: Đánh giá kết quả thực hiện.
NỘI DUNG 7: Viết báo cáo luận văn tốt nghiệp.
1.4. Giới Hạn
Tìm hiểu về Chatbots và ứng dụng Chatbots vào hệ thống vườn rau để thực hiện
các yêu cầu một cách tự động.
Hệ thống bao gồm việc đóng mở tự động các công tắc đèn và motor tưới rau
thông qua các yêu cầu từ Dialogflow.
Hệ thống hoạt động thông qua việc tương tác giữa người với máy tính và gửi các
yêu cầu xuống cho phần cứng thực hiện.
Kết quả thu được bao gồm việc trả lời tự động từ máy tính, các tín hiệu của đèn
và motor thông qua yêu cầu người dùng.
1.5. Bố Cục
Chƣơng 1: Tổng Quan.
Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung
nghiên cứu, giới hạn và bố cục đồ án.
Chƣơng 2: Cơ Sở Lý Thuyết.
Giới thiệu về Chatbots, Dialogflow, Intents, Entities, Contexts, Actions and
Parameters, Training Phrase, Fulfillment.
Chƣơng 3: Thiết Kế và Tính Toán.
Xây dựng sơ đồ khối hệ thống, chức năng của từng khối.
Chƣơng 4: Thi Công Hệ Thống.
Thiết kế Chatbots trên Dialogflow, viết chương trình trên Python bằng
Pycharm, kết nối dữ liệu giữa Dialogflow với Pycharm, chạy chương trình trên
Raspberry.
Chƣơng 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá.
Các kết quả đạt được khi thực hiện chương trình, phân tích, nhận xét, đánh giá
kết quả thu được.
Chƣơng 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển.
Tóm tắt những kết quả đạt được, những hạn chế và nêu lên các hướng phát triển
trong tương lai.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
3
CHƢƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Giới Thiệu Về Tri Tuệ Nhân Tạo (AI – Artificial Intelligence).
Ngày nay thì trí tuệ nhân tạo thì có mặt ở khắp mọi nơi. Trí tuệ nhân tạo là xu
hướng mà các hãng công nghệ lớn đang hướng đến như Google, Facebook, Amazon,
Microsoft,... Các hãng đó đều đầu tư rất lớn vào trí tuệ nhân tạo nhắm tạo ra các sản
phẩm phục vụ cho lợi ích của con người.
Trí tuệ nhân tạo là trí tuệ được biểu diễn bởi bất cứ một hệ thống nhân tạo nào.
Thuật ngữ này thường dùng để nói đến các máy tính có mục đích không nhất định và
ngành khoa học nghiên cứu về các lý thuyết và ứng dụng của trí tuệ nhân tạo. Nó liên
quan đến việc cư xử, sự học hỏi, khả năng thích ứng thông minh của máy móc.
Bellman (1978) định nghĩa: trí tuệ nhân tạo là tự động hoá các hoạt động phù hợp
với suy nghĩ con người, chẳng hạn các hoạt động ra quyết định, giải bài toán, …
Rich anh Knight (1991) thì cho rằng: Trí tuệ nhân tạo là khoa học nghiên cứu
xem làm thế nào để máy tính có thể thực hiện những công việc mà hiện con người còn
làm tốt hơn máy tính.
Mỗi khái niệm, định nghĩa đều có điểm đúng riêng, nhưng để đơn giản chúng ta
có thể hiểu trí tuệ nhân tạo là một ngành khoa học máy tính. Nó xây dựng trên một nền
tảng lý thuyết vững chắc và có thể ứng dụng trong việc tự động hóa các hành vi thông
minh của máy tính. 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.
Nó là thứ giúp ta sử dụng để trả lời tin nhắn tự động, học cách lái xe, lái máy
bay để chúng ta có thể ngồi đó quan sát không cần phải điểu khiển, sắp xếp lại các ảnh
của những chuyến đi chơi khác nhau vào những cuốn album riêng biệt, thậm chí AI
còn giúp chúng ta quản lí nhà của khi đi vắng hoặc đi mua sắm nữa.
2.2. Chatbots
2.2.1. Khái niệm.
Chatbot là một hình thức thô sơ của phần mềm trí tuệ nhân tạo, là một chương
trình được tạo ra từ máy tính tiến hành cuộc trò chuyện thông qua các phương pháp
nhập văn bản, âm thanh, cảm ứng có thể trả lời các câu hỏi và xử lý các tình huống, là
một công cụ có thể giao tiếp, tương tác với con người thông qua một trí tuệ nhân tạo
đã được lập trình sẵn.
Trong đa số các trường hợp thì chatbot được sử dụng qua ứng dụng nhắn tin để
nói chuyện với con người. Nó có khả năng trả lời những câu hỏi mà người dùng để ra,
thông thường lúc ban đầu thì nó sẽ dựa vào những từ khóa trong câu hỏi của người
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
4
CHƢƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
dùng để trả lời và dân dần nó sẽ học hỏi được thêm từ trải nghiệm người dùng và làm
những cuộc trò chuyện tiếp xúc với con người trở nên cá nhân hơn, giống thật hơn.
Ví dụ 1: Nếu như bạn muốn nhắn tin để tìm kiếm thông tin một sản phẩm của
một cửa hàng hoặc công ty đã tạo Chatbot, bạn chỉ việc nhập vào từ khoá, chúng sẽ lập
sử dụng để chỉ các trợ lý ảo nói chung hoặc cụ thể là chỉ chương trình máy tính trả lời
tự động trên nền tảng tin nhắn (Messaging Platform).
Ví dụ 2: Nếu như bạn đã hỏi “trợ lý ảo” Siri của Apple hay Cortana của
Microsoft một vấn đề gì đó như: “Thời tiết hôm nay như thế nào?”, là bạn đã làm việc
với một ChatBot.
2.2.2. Lịch sử ra đời.
a. Turning Test: 1950.
Turing là một bài kiểm tra khả năng trí tuệ của máy tính. Mô hình chuẩn của
phép thử Turing, trong đó người chơi C, đóng vai trò là người chất vấn, có
nhiệm vụ xác định người chơi A và B, bên nào là máy tính, bên nào là con
người bằng cách đặt các câu hỏi và nhận câu trả lời từ A và B. Phép thử Turing
dựa trên giả thiết rằng người ta có thể đánh giá tính "thông minh" của máy tính
bằng cách so sánh hành vi của nó với hành vi của con người. Câu hỏi đặt ra là:
kết quả của phép thử có thể phản ánh thực tế, trong khi chỉ xem xét tới hành vi
và so sánh với hành vi con người? Vì lý do này và những lý do khác, các nhà
nghiên cứu trí tuệ nhân tạo đã đặt câu hỏi về tính hữu dụng của phép thử. Trong
thực tế, kết quả của thử nghiệm có thể dễ dàng bị chi phối không phải bởi tính
thông minh của máy tính, mà do kỹ năng, thái độ hoặc sự ngây thơ của người
hỏi.
b. Dartmouth Conferences: 1956
Năm 1956, một hội thảo nghiên cứu mang tên Dartmouth về Trí tuệ nhân
tạo được tổ chức, thiết lập AI là một lĩnh vực nghiên cứu. Hội thảo được tổ
chức bởi Trợ lý Giáo sư Toán học John McCarthy và được kéo dài khoảng 6
đến 8 tuần.
c. Eliza: 1966.
Chatbot đầu tiên ra đời năm 1960, tên là Eliza, và là một chương trình
máy tính của Joseph Weizenbaum (Viện Công nghệ Massachusetts, Mỹ).
Chương trình được thiết kế theo cách bắt chước cuộc trò chuyện của con
người. Chatbot Eliza hoạt động bằng cách chuyển các từ mà người dùng đã
nhập vào máy tính và sau đó ghép nối chúng vào danh sách các câu trả lời có
kịch bản. Nó sử dụng một kịch bản mô phỏng một nhà tâm lý trị liệu. Kịch bản
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
5
CHƢƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
được chứng minh là một tác động đáng kể đến việc xử lý ngôn ngữ tự nhiên và
trí thông minh nhân tạo và là một trong những chương trình đầu tiên có thể
vượt qua bài kiểm tra Turing.
Hình 2.1 Tương tác giữa người dùng với Chatbot Eliza.
d. Parry: 1972.
Parry được xây dựng bởi bác sĩ tâm thần người Mỹ Kenneth Colby vào
năm 1972. Chương trình bắt chước một bệnh nhân tâm thần phân liệt. Nó cố
gắng để mô phỏng bệnh. Nó là một chương trình ngôn ngữ tự nhiên tương tự
như suy nghĩ của một cá nhân. Parry hoạt động thông qua một hệ thống phức
tạp các giả định, phân bổ và “phản ứng cảm xúc” được kích hoạt bằng cách
thay đổi trọng số được gán cho các đầu vào bằng lời nói. Trong cùng năm đó,
Parry và Eliza đã “gặp” và “nói chuyện” với nhau tại Hội nghị Quốc tế về
Truyền thông Máy tính ở Washington DC.
e. Chinese Room: 1980.
trên thì ông có thể dựa vào sự hướng dẫn của cuốn sách đó để trò chuyện lại với
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
6
CHƢƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
trình tốt đến mấy thì cũng chỉ là sự mô phỏng tiếng Trung Quốc chứ không thể
f. Dr. Sbaitso: 1992.
Dr. Sbaitso là một chabot được tạo ra bởi Creative Labs cho MS-Dos
vào năm 1992. Đây là một trong những nỗ lực sớm nhất của việc kết hợp AI
vào một chatbot và được công nhận cho chương trình trò chuyện có lời thoại
hết các câu hỏi thường là "Bạn cảm thấy như thế nào?" chứ không phải là
những tương tác phức tạp. Khi gặp phải những câu thoại phức tạp, Dr. Sbaitso
thường trả lời "Không phải là vấn đề của tôi".
g. Alice: 1995.
Alice là một chatbot xử lý ngôn ngữ phổ thông sử dụng mẫu tương tác
heuristic để thực hiện các cuộc hội thoại. Trong đó, Heuristic là các thuật toán
dựa trên kinh nghiệm để giải quyết vấn đề, học hỏi hay khám phá nhằm đưa ra
một giải pháp ở mức nhận thức thông thường. Năm 1995, Richard Wallace đi
tiên phong trong việc xây dựng Alice.
thông minh nhân tạo (AIML), giúp xác định các quy tắc trò chuyện. Năm 1998,
chương trình đã được chỉnh sửa bằng Java và vào năm 2001, Wallace đã cụ thể
hóa đặc tả của AIML trong Alice. Từ đó, các nhà phát triển khác đã soạn thảo
các nguồn Alice miễn phí và mở rộng bằng các ngôn ngữ lập trình khác nhau và
một loạt các ngôn ngữ nước ngoài.
h. Jabberwacky: 1997.
Jabberwacky được tạo ra bởi lập trình viên người Anh Rollo Carpenter là
một trong những hình thức sớm nhất của AI dựa trên cuộc trò chuyện của con
người. Được xây dựng chủ yếu như một hình thức giải trí, Carpenter cũng dự
định Jabberwacky có khả năng vượt qua bài kiểm tra Turing.
i. SmarterChild: 2001.
SmarterChild, bot thông minh được phát triển bởi ActiveBuddy, Inc.
được phát hành trên các nền tảng tin nhắn, SMS và nhanh chóng trở nên phổ
biến. SmarterChild được đánh giá cao qua việc đứng đầu danh sách bạn bè AIM
của hàng triệu trẻ em và người lớn trên khắp thế giới cho đến khi công nghệ
được xếp sau khi Microsoft mua lại công ty.
k. GooglyMinotaur: 2001.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
7
CHƢƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
GooglyMinotaur, một bot AOL Instant Messenger, được phát triển bởi
ActiveBuddy để quảng cáo cho album thứ năm của Radiohead, Amnesiac. Bản
phát hành của nó đánh dấu một trong những phiên bản đầu tiên của chương
trình được sử dụng cho các phương tiện thương mại. Sau khi trò chuyện với gần
một triệu người về nội dung liên quan đến Radiohead, bot đã bị tắt.Nguyên
nhân chưa được xác định.
l. Watson của IBM: 2006.
Siêu máy tính của IBM Watson, được đặt tên theo CEO đầu tiên của
công ty, được phát triển với khả năng trả lời các câu hỏi được đặt ra bằng ngôn
ngữ tự nhiên. Trong năm 2011, máy tính đã cạnh tranh trên chương trình trò
chơi Jeopardy đánh bại cựu người chiến thắng Brad Rutter và Ken
Jennings. Cho đến ngày nay, Watson được cung cấp cho vô số các doanh
nghiệp trên các ngành nghề khác nhau.
m. Siri: 2010.
Siri, trợ lý thoại cá nhân thông minh của Apple, được phát triển bởi Siri
Inc. và được phát hành dưới dạng ứng dụng độc lập. Sau khi được Apple mua
lại trong năm đó, chương trình đã được tích hợp vào iOS, với khả năng tương
tác với một số ứng dụng mặc định của Apple. Ngày nay, Siri có thể được sử
dụng trên các ứng dụng trong iOS, watchOS, tvOS và macOS của Apple.
n. Google Now: 2012.
Google Now, trợ lý cá nhân thông minh của Google, được phát hành cho
Android. Sử dụng giao diện người dùng ngôn ngữ tự nhiên, bot có thể trả lời
các câu hỏi, đưa ra các đề xuất và thực hiện các hành động trên các dịch vụ web
khác nhau. Vào năm 2016, một phiên bản phát triển của Google Hiện hành có
khả năng tham gia vào một cuộc đối thoại hai chiều, được gọi là Trợ lý Google,
đã được công bố.
o. Alexa của Amazon: 2015.
Alexa là một trợ lý cá nhân thông minh được phát triển bởi Amazon. Nó
được giới thiệu vào năm 2014 và hiện được tích hợp vào các thiết bị như
Amazon Echo, Echo Dot, Echo Show và nhiều hơn nữa. Tất cả những gì bạn
phải làm là nói "Alexa, chơi nhạc nào đó" hoặc "Alexa, tìm cho tôi một nhà
hàng Ý" và nó sẽ giúp bạn.
Chỉ cần sử dụng âm thanh giọng nói của bạn, bạn có thể tìm kiếm trên
web, phát nhạc, tạo danh sách việc cần làm hoặc mua sắm, đặt báo thức, chơi
audiobook, nhận tin tức hoặc báo cáo thời tiết, kiểm soát sản phẩm nhà thông
minh của bạn và hơn thế nữa.
p. Cortana của Microsoft: 2015.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
8
CHƢƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
Tương tự như với Siri của Apple, Microsoft phát hành trợ lý cá nhân thông
minh của riêng họ, Cortana. Cortana có sẵn trong nhiều ngôn ngữ, Cortana phục
vụ như là một thành phần quan trọng của hệ điều hành của Microsoft
"makeover".
q. Tay: 2016.
Microsoft phát hành một chatbot thông minh, có tên là Tay, trên Twitter
dưới sự quản lý @TayandYou. Được thiết kế để bắt chước các mẫu ngôn ngữ
của một cô gái mười chín tuổi và học hỏi từ việc tương tác với người dùng
Twitter, Tay sớm được biết đến với tên gọi “The AI with zero Chill” khi nó bắt
đầu thể hiện hành vi xúc phạm. Nó đã được gỡ xuống chỉ 16 giờ sau khi ra mắt.
r. Betaworks Botcamp: 2016.
Betaworks thông báo chương trình hạt giống trước 90 ngày cho phần
khởi động chatbot. Mười công ty được chấp nhận, mỗi công ty nhận được 200
nghìn đô la và một văn phòng để làm việc tại không gian Studio Betaworks ở
NYC.
s. Facebook / Slack / Telegram / KIK / Apple Bots Launch: 2016.
Bots ở khắp mọi nơi. Facebook thông báo một nền tảng để xây dựng bot
cho Messenger, và hàng chục ngàn chương trình được tạo ra trong vòng vài
tháng. Các dịch vụ nhắn tin khác, như Slack, Telegram và Kik cũng làm như
vậy. Sau đó trong năm, Apple mở iMessage cho các nhà phát triển bên thứ
ba. Bots đã chính thức được tiếp cận gần hơn.
t. Roko Labs Instabot: 2017.
Roko Labs khởi chạy Instabot, một nền tảng để tạo chatbot của riêng bạn
mà bạn có thể khởi chạy trên các ứng dụng di động, trang web và email hiện có.
2.2.3. Cấu tạo chatbot.
Cấu tạo cơ bản của Chatbot gồm có ba phần bao gồm: cơ sở dữ liệu, lớp ứng dụng,
quyền truy cập vào các API và giao diện đồ họa người dùng. Nhờ những thành phần
cơ bản đó mà nó có thể hoạt động được.
- Cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu lưu trữ các thông tin, dữ liệu và nội dung.
- Tầng ứng dụng: Các giao thức của tầng ứng dụng thường được dùng để trao
diễn những dịch vụ hỗ trợ trực tiếp các ứng dụng người dùng, chẳng hạn
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
9
CHƢƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
hay ứng dụng cung cấp để cho phép các yêu cầu dịch vụ có thể được tạo ra từ
các chương trình máy tính khác, và/hoặc cho phép dữ liệu có thể được trao đổi
qua lại giữa chúng.
2.2.4. Phân loại chatbot.
Có 2 loại Chatbot chính:
- Chatbot viết kịch bản (Scripted chatbot): Đây là những ChatBot có hành vi
được xác định bởi các quy tắc. Tại mỗi bước trong cuộc trò chuyện, người dùng
sẽ cần chọn các tùy chọn rõ ràng để xác định bước tiếp theo trong cuộc trò
chuyện. Các cách tùy chọn được trình bày cho người dùng ở mỗi bước trong
cuộc hội thoại, tức là liệu họ cần phản hồi bằng một văn bản, giọng nói hoặc
cảm ứng thì sẽ phụ thuộc vào các tính năng của nền tảng trò chuyện mà người
dùng đang sử dụng và thiết kế của Chatbot.
- Chatbot thông minh (Intelligent Chatbot): Chatbot thông minh là Chatbot được
xây dựng với các kỹ thuật nhân tạo trí thông minh. Trí tuệ nhân tạo (AI) cho
phép chúng cải thiện linh hoạt hơn về đầu vào người dùng mà chúng có thể thu
nhận. Chúng có thể thu nhận đầu vào dạng tự do dưới hình thức trình bày bằng
văn bản hoặc giọng nói và cũng không giới hạn các dạng đầu vào khác nếu nó
có ý nghĩa.Ví dụ: Khi bạn muốn mua quần áo, Bot sẽ tự đông hỏi bạn một danh
sách câu hỏi về phong cách quần áo ưa thích của bạn và sẽ đưa ra mẫu gợi ý và
giá của mặt hàng.
2.2.5. Cách thức hoạt động.
Chatbot là sự kết hợp của các kịch bản có trước và tự học trong quá trình tương
tác. Ta sẽ tương tác với Chatbot qua nền tảng tin nhắn. Với các câu hỏi được đặt ra,
Chatbot sử dụng các hệ thống xử lý ngôn ngữ tự nhiên (Natural Language
Processing) để phân tích dữ liệu sau đó chúng lựa chọn các thuật toán học máy để đưa
ra các loại phản hồi khác nhau, chúng sẽ dự đoán và phản hồi chính xác nhất có thể.
Chatbot sử dụng nhiều hệ thống quét các từ khoá bên trong đầu vào, sau đó bot khởi
động một hành động, kéo một câu trả lời với các từ khóa phù hợp nhất và trả lời thông
tin từ một cơ sở dữ liệu / API, hoặc bàn giao cho con người. Nếu tình huống đó chưa
xảy ra (không có trong dữ liệu), Chatbot sẽ bỏ qua nhưng sẽ đồng thời tự học để áp
dụng cho các cuộc trò chuyện về sau.
Một trong các yếu tố làm nên sức mạnh của Chatbot 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
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
10
CHƢƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 2.2 Cách thức hoạt động của chatbots.
2.2.6. Một số nền tảng hỗ trợ phát triển cho chatbot.
- Dialogflow.
- Wit.ai.
- Watson Conversation Service.
- Microsoft „s LUIS.
- Google Natural Language API.
- Amazon Lex.
- ...
2.2.7. Một số ứng dụng chatbot.
- Giải trí: Các Chatbot giải trí trực tuyến tốt nhất dựa trên AI có thể là Mitsuku,
Rose, Insomno Bot…người dùng có thể nói chuyện tương tác với chúng hàng
giờ, nó trả lời câu hỏi của bạn theo cách nhân văn nhất và hiểu được tâm trạng
của bạn với ngôn ngữ bạn đang sử dụng.
- Thời tiết: Poncho là ChatBot được thiết kế để trở thành một chuyên gia thời tiết,
ngoài dự báo thời tiết chúng còn gửi cảnh báo khi thời tiết xấu với sự chấp
thuận của người dùng.
- Từ thiện: Để nâng cao nhận thức của con người về cuộc khủng hoảng nước ở
gái trẻ ở Ethiopia, người phải đi bộ 2,5 giờ mỗi ngày để tìm nước sạch. Khi ai
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
12
CHƢƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
đó bắt đầu trò chuyện với bot, Yeshi sẽ gửi hình ảnh, video, clip âm thanh và
bản đồ để tạo ra trải nghiệm cảm xúc sâu sắc giúp người dùng khám phá ra thực
tế khắc nghiệt của người Ethiopia như Yeshi.
- Nhà hàng và các ngành bán lẻ: Khách hàng được Chatbot chào đón và được
cung cấp các tùy chọn menu như: chọn vị trí chổ ngồi, thanh toán và được
thông báo khi nào họ có thể bắt đầu lấy thức ăn của họ.
gồm quản lý thời gian, dịch vụ khách hàng và giảm chi phí nhân lực. Chúng có
thể giúp khách hàng với các câu hỏi cơ bản và yêu cầu. Chúng có thể được lập
trình để trò chuyện với khách bằng các ngôn ngữ khác nhau, làm cho các khách
hàng nói chuyện bằng ngôn ngữ địa phương của mình dễ dàng hơn.
- Y tế: Chatbot này sẽ hỏi về các triệu chứng, các thông số cơ thể và lịch sử y tế,
sau đó biên soạn một danh sách các nguyên nhân gây ra hầu hết các triệu chứng
và xếp hạng chúng theo thứ tự nghiêm trọng. Chatbot có thể hướng dẫn bệnh
nhân điều trị các bệnh có thể được chữa khỏi mà không cần đến bác sĩ.
- Hàng không: bạn có thể nhận tài liệu chuyến bay của mình qua Messenger, bao
gồm xác nhận đặt vé, thông báo đăng ký, thẻ lên máy bay, và cập nhật trạng
thái chuyến bay.
- Nông nghiệp: Chatbots giúp ích cho việc tự động hóa các quy trình chiếu sáng
(đóng mở đèn tự động), tưới tiêu, quản lý thời gian, cây trồng,...
2.2.8. Xu hƣớng phát triển.
Chatbot sẽ bùng nổ và sẽ là một hiện tượng mới trong tương lai gần. Việc tiếp
thị, quảng bá sản phẩm của doanh nghiệp dựa trên chatbot sẽ dễ dàng hơn và tự nhiên
hơn rất nhiều. Bên cạnh đó, người dùng cũng cảm thấy thú vị hơn, không còn cảm giác
như đó là một phương thức quảng cáo nữa.
Mặc dù chatbot không thể mang lại khả năng trải nghiệm toàn bộ ứng dụng
nhưng nó có thể tạo ra cách tiếp cận mới hơn, linh hoạt hơn, thuận tiện hơn và đáp ứng
yêu cầu nhanh hơn cho người dùng, đặc biệt là người dùng di động. Ví dụ, thay vì phải
tải về và đăng ký một ứng dụng chuyên dụng nào đó, bạn chỉ cần gửi một đoạn văn
bản đến "bot" và yêu cầu chúng hành động như mua vé xem phim, gọi taxi… hay đơn
giản là đọc tin tức mới nhất thời điểm đó.
Như vậy, trong tương lai gần, các dịch vụ định hướng và chatbot có thể hòa hợp
với nhau nhằm nâng cao trải nghiệm người dùng. Và nó sẽ không “gây nên sự sợ hãi
cho loài người” như các chuyên gia đã cảnh báo về mối đe dọa của trí tuệ nhân tạo
(AI).
Sự kết hợp giữa Chatbot với trí tuệ nhân tạo (AI) và các công nghệ tiên tiến
khác sẽ là một xu hướng phát triển mạnh mẽ cho Chatbot trong tương lai như có thể
phát triển chúng thành một nền tảng riêng như hệ điều hành.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
13
Tải về để xem bản đầy đủ
70 trang
25841
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Xây dựng hệ thống Chatbots tự động", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_xay_dung_he_thong_chatbots_tu_dong.pdf
