Cognitive Computing

Điện toán nhận thức là thuật ngữ chỉ các hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) tiếp nhận lượng lớn dữ liệu phi cấu trúc, như văn bản, giọng nói và hình ảnh, tạo ra và cân nhắc các giả thuyết về dữ liệu đó, đồng thời hỗ trợ quyết định của con người bằng các đề xuất được xếp hạng và có bằng chứng hậu thuẫn. IBM phổ biến thuật ngữ này sau khi hệ thống Watson chiến thắng chương trình đố vui Jeopardy! năm 2011; trong suốt thập niên 2010, thuật ngữ này chủ yếu được dùng làm nhãn sản phẩm và tiếp thị cho các hệ thống kết hợp xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP), machine learning, đồ thị tri thức và giao diện hội thoại như chatbot. Những hệ thống được mô tả bằng thuật ngữ này nay chỉ được gọi đơn giản là AI, và hầu hết nhà cung cấp từng sử dụng thuật ngữ đó đã ngừng dùng.

Nguồn gốc và định nghĩa#

IBM Research dùng thuật ngữ “điện toán nhận thức” cho SyNAPSE, chương trình DARPA khởi động năm 2008 nhằm xây dựng chip lấy cảm hứng từ não bộ; chương trình tạo ra chip TrueNorth (2014) với một triệu neuron phát xung và 256 triệu khớp thần kinh. Sau chiến thắng của Watson, ý nghĩa của thuật ngữ chuyển sang phần mềm suy luận trên tài liệu; John Kelly, giám đốc IBM Research, và Steve Hamm đặt tên cuốn sách năm 2013 về Watson là “Máy móc thông minh: Watson của IBM và kỷ nguyên điện toán nhận thức”. Năm 2014, Sue Feldman, đồng sáng lập Cognitive Computing Consortium, và nhà phân tích Hadley Reynolds công bố định nghĩa của một nhóm công tác về hệ thống nhận thức: có khả năng thích ứng, học hỏi khi thông tin và mục tiêu thay đổi; có tính tương tác với người dùng và hệ thống khác; có tính lặp và duy trì trạng thái, đặt câu hỏi làm rõ và ghi nhớ các bước trước; đồng thời có khả năng nhận biết ngữ cảnh, dựa trên thời gian, địa điểm, lĩnh vực, hồ sơ người dùng và tác vụ.

Cách IBM Watson hoạt động#

Tháng 2 năm 2011, Watson tham gia hai ván Jeopardy! với những nhà vô địch thành công nhất của chương trình và kết thúc với 77.147 USD, so với 24.000 USD của Ken Jennings và 21.600 USD của Brad Rutter. Watson chạy phần mềm DeepQA do David Ferrucci dẫn dắt trên 90 máy chủ với 2.880 lõi xử lý, không kết nối internet trong lúc thi đấu. DeepQA tìm kiếm nhiều câu trả lời ứng viên trong các nguồn dữ liệu đã lưu, chấm điểm bằng chứng cho từng câu trả lời bằng hàng trăm thuật toán, rồi kết hợp điểm số thành mức độ tin cậy được học từ các ván trước; toàn bộ quá trình diễn ra trong khoảng ba giây:

Watson chỉ bấm chuông khi mức độ tin cậy vượt ngưỡng, và chương trình phát sóng hiển thị ba câu trả lời ứng viên hàng đầu cùng mức độ tin cậy của chúng. Watson là hệ thống hỏi đáp trên miền mở; các sản phẩm sau này của IBM vẫn giữ thiết kế trả về câu trả lời được xếp hạng cùng bằng chứng hỗ trợ, một dạng khả năng giải thích cho phép chuyên gia kiểm tra nguồn làm căn cứ cho đề xuất.

Ứng dụng và trở ngại#

IBM hướng Watson đến các lĩnh vực ung bướu, ngân hàng, khai thuế, dịch vụ khách hàng và những ngành khác mà chuyên gia phải đọc lượng lớn tài liệu; mỗi sản phẩm là một trí tuệ nhân tạo chuyên biệt được huấn luyện cho lĩnh vực riêng. Y tế là lĩnh vực khó nhất: cuộc kiểm toán năm 2017 của Hệ thống Đại học Texas phát hiện Trung tâm Ung thư MD Anderson đã trả hơn 62 triệu USD cho các công ty bên ngoài, chủ yếu là IBM và PricewaterhouseCoopers, cho một dự án Watson về ung bướu nhưng chưa tạo ra hệ thống sẵn sàng sử dụng lâm sàng. Năm 2022, IBM bán tài sản dữ liệu và phân tích Watson Health cho Francisco Partners; các tài sản này trở thành công ty Merative. Năm 2023, IBM ra mắt watsonx, nền tảng xoay quanh foundation model, còn Microsoft đổi tên Azure Cognitive Services thành Azure AI services. Hướng dẫn tích hợp IBM watsonx của Ultralytics huấn luyện bộ phát hiện YOLO26 trong notebook watsonx.ai, fine-tune yolo26n.pt để tìm rác nhựa, vật liệu sinh học và phương tiện điều khiển từ xa trong ảnh dưới nước.

Điện toán nhận thức và các thuật ngữ liên quan#

• Trí tuệ nhân tạo tổng quát (AGI): Hệ thống giả định có khả năng học mọi tác vụ trí tuệ mà con người có thể thực hiện. Mỗi hệ thống điện toán nhận thức chỉ phục vụ một lĩnh vực, chẳng hạn như ung thư học hoặc khai thuế.
• AI ký hiệu: Suy luận bằng các quy tắc và logic được viết thủ công. DeepQA kết hợp các nguồn ký hiệu như hệ phân loại với việc chấm điểm bằng chứng theo phương pháp thống kê.
• Kiến trúc nhận thức: Các mô hình nghiên cứu về nhận thức con người, chẳng hạn như Soar và ACT-R, mô phỏng trí nhớ, sự chú ý và khả năng giải quyết vấn đề để giải thích cách con người suy nghĩ. Các sản phẩm điện toán nhận thức dùng thuật ngữ này để chỉ phần mềm doanh nghiệp hỗ trợ chuyên gia.
• Điện toán cảm xúc: Phát hiện và phản hồi cảm xúc của con người; IBM cung cấp công nghệ này dưới dạng dịch vụ nhận thức với Watson Tone Analyzer, một API chấm điểm cảm xúc và sắc thái trong văn bản.