những nguyên tắc sáng tạo ứng dụng trong mô hình xử lý cú pháp và ngữ nghĩa cho câu hỏi tiếng việt trong hệ thống tìm kiếm thư viện

Sáng tạo là bản chất của con người tuy nhiên trong chúng ta hẳn có nhiều người tự hỏi “Vì sao tôi có quá ít cải tiến sáng tạo?”, “Làm thế nào để có thể tạo ra nhiều cải tiến hơn nữa tron

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

THỐNG TÌM KIẾM THƯ VIỆN

Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH HOÀNG KIẾM

Học viên thực hiện: NGUYỄN TRÍ PHÚC

TP Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2012

LỜI MỞ ĐẦU

“Nhân chi sơ tính sáng tạo”

Thật vậy, sáng tạo là tài nguyên cơ bản nhất của mỗi con người trong chúng ta Sáng tạo

là phương châm và là động lực phát triển cho xã hội từ khi con người biết suy nghĩ Nhờ

có tư duy sáng tạo,chúng ta có thể cải tiến công nghệ, làm cho những vấn đề gặp phải trong cuộc sống sẽ được thực hiện theo những các đơn giản hơn và phù hợp hơn

Sáng tạo là bản chất của con người tuy nhiên trong chúng ta hẳn có nhiều người tự hỏi

“Vì sao tôi có quá ít cải tiến sáng tạo?”, “Làm thế nào để có thể tạo ra nhiều cải tiến hơn nữa trong công việc?”… Để tạo ra những ý tưởng, những cải tiến mới chúng ta cần phải

có phương pháp luận (các nguyên tắc, phương pháp, lý thuyết) về tư duy sáng tạo và đổi mới Điều này sẽ giúp chúng ta có những kỹ năng thực hành về suy nghĩ để giải quyết các vấn đề và đưa ra những ý tưởng đổi mới sáng tạo

Trong bài báo cáo này, tôi sẽ trình bày phương pháp luận về tư duy sáng tạo, đổi mới và kèm theo đó là những phân tích về ứng dụng những nguyên tắc sáng tạo, đổi mới vào mô hình xử lý cú pháp và ngữ nghĩa cho câu hỏi tiếng Việt trong hệ thống tìm kiếm thư viện

TP Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2012

Nguyễn Trí Phúc

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH 1

DANH MỤC BẢNG 2

PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ TƯ DUY SÁNG TẠO VÀ ĐỔI MỚI 3

1.1 Khái niệm 3

1.2 Ý nghĩa 3

1.3 Nội dung chính 4

1.3.1 Năm phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế 4

1.3.2 Bốn mươi nguyên tắc sáng tạo cơ bản 4

1.3.3 Các phương pháp giải quyết vấn đề tổng quát 10

PHẦN 2: ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO VÀO MÔ HÌNH XỬ LÝ CÚ PHÁP VÀ NGỮ NGHĨA CHO CÂU HỎI TIẾNG VIỆT TRONG HỆ THỐNG TÌM KIẾM THƯ VIỆN 12

2.1 Tổng quan về bài toán 12

2.1.1 Đặt vấn đề 12

2.1.2 Mục tiêu đề tài 12

2.1.3 Phạm vi nghiên cứu 12

2.2 Mô hình hệ thống tìm kiếm tài liệu bằng chuỗi truy vấn tiếng Việt 13

2.2.1 Kiến trúc hệ thống 13

2.2.2 Ontology học liệu mở 14

2.3 Mô hình cú pháp 20

2.4 Mô hình ngữ nghĩa 21

2.5. Phương pháp sinh mã truy vấn SPARQL 21

2.6 Cơ chế tạo sinh câu trả lời 22

2.7 Những nguyên tắc sáng tạo cơ bản được ứng dụng 22

2.7.1 Nguyên tắc phân nhỏ 22

2.7.2 Nguyên tắc tách khỏi 23

2.7.3 Nguyên tắc cục bộ 23

2.7.4 Nguyên tắc kết hợp 23

2.7.5 Nguyên tắc chứa trong 23

2.7.6 Nguyên tắc dự phòng 24

2.7.7 Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa 24

2.7.8 Nguyên tắc sao chép 24

KẾT LUẬN 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Mô hình giải quyết vấn đề tổng quát 10Hình 1: Kiến trúc hệ thống tìm kiếm tài liệu dựa trên cơ chế xử lý các câu hỏi tiếng Việt 14

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Năm phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế 4

Bảng 2: Các thành phần hệ thống tìm kiếm tài liệu bằng chuỗi truy vấn tiếng Việt 13

Bảng 3: Thống kê số lượng giáo trình trên các thư viện học học liệu mở 15

Bảng 4: Tổng hợp các thông tin mô tả học liệu mở cho 3 thư viện 16

Bảng 5: Các class trong ontology học liệu mở 16

Bảng 6: Object properties trong ontology học liệu mở 17

Bảng7: Datatype properties trong ontology học liệu mở 18

Bảng 8: Mô tả quan hệ của các lớp trong ontology học liệu mở 20

Bảng 9: Các cấu trúc tổng quát của câu hỏi tiếng Việt 21

Bảng 10:Chức năng các thành phần mô hình hệ thống 23

Bảng 11:Chức năng các thành phần mô hình hệ thống 24

PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ TƯ DUY SÁNG TẠO VÀ

ĐỔI MỚI 1.1 Khái niệm

Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới là phần ứng dụng của Khoa học về sáng tạo, bao gồm hệ thống các phương pháp và các kĩ năng cụ thể giúp nâng cao năng suất và hiệu quả, về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo của người sử dụng

1.2 Ý nghĩa

Suốt cuộc đời, mỗi người chúng ta dùng suy nghĩ rất nhiều (có thể nói là hằng ngày) Từ

việc trả lời những câu hỏi bình thường như “Hôm nay ăn gì? Mặc gì?Làm gì?Mua

gì?Xem gì? Đi đâu? ” đến làm các bài tập trên trường lớp, hoặc chọn ngành nghề đào

tạo, lo sức khỏe, việc làm, thu nhập, hôn nhân, nhà ở, giải quyết các vấn đề nảy sinh trong công việc, trong quan hệ xã hội, gia đình, nuôi dạy con cái… tất tần tật đều đòi hỏi phải

suy nghĩ và chắc chắn rằng ai cũng muốn suy nghĩ tốt, ra những quyết định đúng để “đời

là bể khổ” trở thành “bể sướng”

Chúng ta tuy được đào tạo và làm những ngành nghề khác nhau nhưng có lẽ có một nghề

chung, giữ nguyên suốt cuộc đời và là cần thiết cho tất cả mọi người.Đó là “nghề” suy

nghĩ và hành động giải quyết các vấn đề gặp phải trong suốt cuộc đời nhằm thỏa mãn các nhu cầu chính đáng của cá nhân mình, đồng thời thỏa mãn các nhu cầu để xã hội tồn tại

và phát triển Nhìn dưới góc độ này, Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới giúp trang

bị loại nghề chung nói trên, góp phần bổ sung cho giáo dục, đào tạo hiện nay, chủ yếu chỉ đào tạo các nhà chuyên môn Nhà chuyên môn có thể giải quyết tốt các vấn đề chuyên môn nhưng nhiều khi không giải quyết tốt các vấn đề ngoài chuyên môn, do vậy không thực sự hạnh phúc như ý

Các nghiên cứu cho thấy, phần lớn mọi người thường suy nghĩ một cách tự nhiên như đi lại, ăn uống, hít thở mà ít khi suy nghĩ về chính suy nghĩ của mình xem nó hoạt động ra sao để cải tiến, làm suy nghĩ của mình trở nên tốt hơn như người ta thường cải tiến các dụng cụ, máy móc dùng trong sinh hoạt và công việc Cách suy nghĩ tự nhiên nói trên có năng suất, hiệu quả rất thấp và nhiều khi trả giá đắt cho các quyết định sai Tóm lại, cách

suy nghĩ tự nhiên ứng với việc lao động bằng xẻng thì Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và

Đổi Mới là máy xúc với năng suất và hiệu quả cao hơn nhiều Nếu xem bộ não của mỗi

người là máy tính tinh xảo – đỉnh cao tiến hóa và phát triển của tự nhiên thì phần mềm (cách suy nghĩ) tự nhiên đi kèm với nó chỉ khai thác một phần rất nhỏ tiềm năng của bộ

não.Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới là phần mềm tiên tiến giúp máy tính – bộ não hoạt động tốt hơn nhiều.Nếu như cần “học ăn, học nói, học gói, học mở” thì “học suy

nghĩ” cũng cần thiết cho tất cả mọi người

Tóm lại, Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới đóng góp rất tích cực trong việc biến

thông tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới với các ích lợi toàn diện, không chỉ riêng về mặt kinh tế

Bảng 1: Năm phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế

1.3.2 Bốn mươi nguyên tắc sáng tạo cơ bản

Nhà khoa học Atshuler trong suốt quá trình làm việc của mình đã đưa ra một hệ thống các nguyên tắc sáng tạo Nó cung cấp hệ thống các cách xem xét sự vật; tăng tính nhanh nhạy của việc tiếp thu và đánh giá giá trị của thông tin; đưa ra và lựa chọn các cách tiếp cận thích hợp để giải quyết vấn đề Hệ thống các nguyên tắc sáng tạo còn giúp cho chúng ta

xây dựng được tác phong, suy nghĩ và làm việc một cách khoa học, sáng tạo; góp phần xây dựng tư duy biện chứng Dưới đây xin được lần lượt điểm qua 40 nguyên tắc đó:

1/ Nguyên tắc phân nhỏ:

 Chia các đối tượng thành các thành phần độc lập

 Làm đối tượng thành các thành phần tháo ráp

 Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

 Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chất năng khác nhau

 Mỗi phần của đối tượng phải có các chất năng khác nhau

 Vật thể hoạt động đa chức năng loại bỏ một số vật thể khác

7/ Nguyên tắc chứa trong

 Để một vật thể trong lòng một vật thể khác, vật thể khác này lại để trong lòng một vật thể thứ ba

 Chuyển một vật thể thông qua một khoảng trống của một vật thể khác

8/ Nguyên tắc phản trọng lượng

 Bù trừ trọng lượng của vật thể bằng cách nối với một vật thể khác mà có một lực

đẩy

 Bù trừ trọng lượng của vật thể bằng tương tác với môi trường cung cấp khí hoặc thủy động lực

9/ Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ

 Thực hiện phản hoạt động trước tiên

 Nếu vật thể chịu áp lực thì cung cấp cung cấp một phản áp lực trước đó

10/ Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

 Trước tiên thực hiện tất cả hoặc một phần hoạt động

 Sắp xếp các vật thể sao cho chúng có thể đi vào hoạt động trong một khoảng thời gian hợp lí và từ một vị trí thích hợp

11/ Nguyên tắc dự phòng

 Bù trừ cho tính không tin cậy của vật thể bằng biện pháp trả đũa trước tiên

12/ Nguyên tắc đẳng thế

 Thay đổi điều kiện làm việc sao cho không phải nâng lên hoặc hạ xuống

13/ Nguyên tắc đảo ngược

 Thay cho một hành động điều khiển bởi các chi tiết kĩ thuật của bài toán, áp dụng một hành động ngược lại

 Làm cho phần chuyển động của vật thể hoặt môi trường bên ngoài của vật thể trở nên bất động và những phần bất động trở thành chuyển động

 Lật úp vật thể

14/ Nguyên tắc cầu (tròn) hóa

 Thay những vật thể thẳng hoặc bề mặt bằng phẳng thành những mặt cong ; thay thể hình lập phương thành hình cầu

 Sử dụng con lăn, vật hình xoắn ốc

 Thay thế chuyển động thẳng bằng chuyển động quay ; tận dụng lực li tâm

15/ Nguyên tắc năng động

 Tạo một vật thể hoặc môi trường của nó tự động điều chỉnh tới chế độ tối ưu tại mỗi trạng

 thái hoạt động

 Chia vật thể thành những phần nhỏ mà có thể thay đổi vị trí tương đối với nhau

 Nếu vật thể bất động thì làm cho nó chuyển động và có thể trao đổi được

16/ Nguyên tắc tác động bộ phận và dư thừa

 Nếu khó có thể đạt 100% hiệu quả mong muốn thì cố đạt đến cái đơn giản nhất

17/ Nguyên tắc bộ xung chiều khác

 Loại bỏ các bài toán bằng cách dịch chuyển một vật thể trong một chuyển động hai chiều

 (tức là dọc theo mặt phẳng)

 Dùng tổ hợp chồng chập đa lớp thay cho đơn lớp

 Làm nghiêng vật thể hoặc quay nó lên cạnh của nó

18/ Sự dao động cơ học

 Đặt vật thể vào thế rung động

 Nếu đã rung động rồi thì tăng tần số, thậm chí đến tận tần số sóng siêu âm

 Sử dụng tần số cộng hưởng

 Thay áp rung cho rung cơ học

 Dùng rung động siêu âm với từ trường

19/ Nguyên tắc tác đông theo chu kỳ

 Thay một hành động liên tục thành một hành động tuần hoàn (xung)

 Nếu một hành động đã tuần hoàn rồi thì thay đổi tần số

 Sử dụng xung giữa các xung lực để cung cấp hành động bổ xung

20/ Nguyên tắc tác đông liên tục hữu hiệu

 Thực hiện một hành động liên tục (không nghỉ) trong đó tất cả các phần của vật thể hoạt động hết công suất

 Loại bỏ các hành động không hiệu quả và trung gian

21/ Nguyên tắc vượt nhanh

 Thực hành các thao tác có hại hoặc mạo hiểm với tốc độ thật nhanh

22/ Nguyên tắc chuyển hại thành thắng

 Sử dụng những yếu tố có hại hoặc các tác động môi trường để thu những hiệu quả tích cực

 Loại bỏ những yếu tố có hại bằng việc kết hợp nó với một yếu tố có hại khác

 Tăng tác động có hại đến khi nó tự triệt tiêu tính có hại của nó

23/ Nguyên tắc quan hệ phản hồi

 Mở đầu thông tin phản hồi

 Nếu đã có thông tin phản hồi thì đảo ngược nó

24/ Nguyên tắc sử dụng trung gian

 Dùng một vật thể trung gian để truyền hay thực hiện một hành động

 Tạm thời nối một vật thể với một vật thể khác mà nó dễ dàng được tháo bỏ đi

25/ Nguyên tắc tự phục vụ

 Làm cho vật thể tự phục vụ và thực hiện những thao tác bổ sung và sửa chữa

 Tận dụng vật liệu và năng lượng bỏ đi

26/ Nguyên tắc sao chép (copy)

 Dùng một bản sao đơn giản và rẻ tiền thay cho một vật thể phức tạp, đắt tiền, dễ vỡ hay bất tiện

 Thay thế một vật thể bằng bản sao hoặc hình ảnh của nó, có thể dùng thước để tăng hoặc giảm kích thước

 Nếu các bản sao quang học đã được dùng, thay chúng bằng những bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại

27/ Nguyên tắc rẻ thay cho đắt

 Thay một vật thể đắt tiền bằng nhiều những vật thể rẻ tiền có ít ưu điểm hơn (ví dụ tuổi thọ kém đi)

28/ Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học

 Thay thế hệ cơ học bằng hệ quang, âm hoặc khứu giác (mùi)

 Dùng điện, từ, điện từ trường để tương tác với vật thể

 Thay thế các trường

o Trường tĩnh bằng các trường động

o Trường cố định bằng trường thay đổi theo thời gian

o Trường ngẫu nhiên bằng trường cấu trúc

o Dùng một trường kết hợp với các hạt sắt từ

29/ Nguyên tắc sử dụng các kết cấu thủy và khí

 Thay thế các phần cứng rắn của vật thể bằng khí hoặc chất lỏng Các phần này có thể dùng không khí hoặc nước để phồng lên, hoặc dùng đệm hơi hay đệm thủy tĩnh

30/ Sử dụng bao mềm dẻo và mềm mỏng

 Thay cấu trúc truyền thống bằng cấu trúc làm từ màng linh động hoặc màng mỏng

 Cô lập vật thể ra khỏi môi trường xung quanh bằng cách sử dụng màng linh động hoặc màng mỏng

31/ Sử dụng vật liệu nhiều lỗ

 Dùng vật thể xốp hoặc các yếu tố xốp (chèn, phủ, …)

 Nếu một vật thể đã xốp thì làm đầy các lỗ chân lông trước bằng một vài chất liệu

32/ Nguyên tắc đổi màu

 Đổi màu của vật thể hoặc những thứ quanh nó

 Đổi độ trong suốt của vật thể hoặc quá trình mà khó có quan sát

 Dùng bổ sung màu để quan sát các vật thể hoặc quá trình khó quan sát

 Nếu đã dùng bổ sung màu thì dùng các yếu tố khác để theo dõi

33/ Nguyên tắc đồng nhất

 Làm các vật thể tương tác với vật thể đầu tiên bằng cùng loại vật liệu hoặc vật liệu rất gần với vật thể đầu tiên đó

34/ Nguyên tắc loại bỏ và tái sinh từng phần

 Một yếu tố của vật thể sau khi hoàn thành chức năng hoặc trở nên vô dụng thì hãy loại bỏ hoặc thay đổi nó (vứt bỏ, phân hủy, làm bay hơi, …)

 Loại bỏ ngay lập tức những phần của vật thể không còn tác dụng

35/ Đổi các thông số hóa lý của đối tượng

 Thay đổi trạng thái kết tập, phân bố mật độ, độ linh động, nhiệt độ của vật thể

 Sử dụng các vật liệu khác nhau với các hệ số giãn nở nhiệt khác nhau

38/ Sử dụng các chất oxy hóa

 Thay không khí thường bằng môi trường nhiều không khí

 Thay môi trường giàu không khí bằng ô xi

 Xử lí vật thể trong môi trường giàu không khí hoặc ô xi bằng phóng xạ ion hóa

 Sử dụng ô xi ion hóa

39/ Sử dụng môi trường trơ

 Thay môi trường thường bằng môi trường khí trơ

 Thực hiện quá trình trong chân không

40/ Sử dụng vật liệu tổng hợp (composit)

 Thay vật liệu đồng nhất bằng vật liệu composite

1.3.3 Các phương pháp giải quyết vấn đề tổng quát

Với thông tin ban đầu và cần giải quyết, ta có mô hình như sau:

Hình 1: Mô hình giải quyết vấn đề tổng quát

- Tổng hợp theo không gian và thời gian

1.3.3.3 Các phương pháp giải quyết vấn đề trong tin học

PHẦN 2: ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO VÀO MÔ HÌNH

XỬ LÝ CÚ PHÁP VÀ NGỮ NGHĨA CHO CÂU HỎI TIẾNG VIỆT

TRONG HỆ THỐNG TÌM KIẾM THƯ VIỆN 2.1 Tổng quan về bài toán

 Câu hỏi được trả lời trực tiếp bằng kết quả tìm kiếm

Tăng sự tương tác giữa con người với các hệ thống máy tính, góp phần cho sự phát triển các hệ thống máy tính theo hướng tương tác người và máy trong tương lai

2.1.2 Mục tiêu đề tài

Đề tài được thực hiện với mục tiêu xây dựng một hệ thống tìm kiếm tài liệu trong các thư viện dựa trên cơ chế xử lý cáccâu hỏi tiếng Việt Hệ thống tìm kiếm cho phép xử lý các câu hỏi tiếng Việt đơn giản, có cấu trúc tường minh, diễn đạt ý nghĩa cụ thể, rõ ràng, không chứa hàm ý hoặc các ý mơ hồ trong câu