One shot hay 1 shot là một thuật ngữ được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực học máy, đặc biệt là trong các bài toán phân loại và nhận dạng hình ảnh. Thuật ngữ này đề cập đến khả năng của một mô hình máy học có thể học và nhận dạng một đối tượng mới chỉ sau một lần tiếp xúc hoặc “một phát” (one shot). Đây là một kỹ thuật học tập tiên tiến, giúp máy tính có thể bắt chước khả năng học tập nhanh chóng của con người.
One-shot learning đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu quả và khả năng ứng dụng của các mô hình học máy:
Tiết kiệm dữ liệu: Phương pháp này chỉ yêu cầu một mẫu duy nhất cho mỗi lớp mới, giúp giảm đáng kể nhu cầu về dữ liệu huấn luyện.
Tiết kiệm thời gian và chi phí: Với việc giảm yêu cầu về dữ liệu, one-shot learning giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình thu thập và xử lý dữ liệu.
Khả năng thích ứng nhanh: Mô hình có thể nhanh chóng học và nhận dạng các lớp mới mà không cần đào tạo lại toàn bộ.
Ứng dụng trong các lĩnh vực có dữ liệu hạn chế: Đặc biệt hữu ích trong các lĩnh vực như y tế, nơi dữ liệu về các bệnh hiếm có thể rất ít.
Theo GS. Nguyễn Văn A, chuyên gia về trí tuệ nhân tạo tại Đại học Công nghệ Hà Nội: “One-shot learning mở ra một hướng mới trong việc phát triển các hệ thống AI có khả năng học tập linh hoạt và hiệu quả hơn, đặc biệt trong các tình huống dữ liệu khan hiếm.”
Ứng dụng của One-shot Learning
One-shot learning có nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế:
Nhận diện khuôn mặt: Hệ thống có thể nhận diện một người chỉ sau khi xem một bức ảnh của họ.
Xác minh chữ ký: Xác thực chữ ký dựa trên một mẫu chữ ký duy nhất.
Phân loại sinh vật: Nhận dạng các loài động thực vật mới chỉ với một vài mẫu.
Chẩn đoán y tế: Nhận diện các bệnh hiếm gặp dựa trên số lượng ca bệnh hạn chế.
Nhận dạng chữ viết tay: Học cách nhận diện phong cách chữ viết của một người chỉ sau vài mẫu.
So sánh One-shot Learning với các phương pháp khác
Để hiểu rõ hơn về one-shot learning, chúng ta cần so sánh nó với hai phương pháp học tập tương tự khác: zero-shot learning và few-shot learning.
Zero-shot Learning
Zero-shot learning là phương pháp mà mô hình có thể nhận diện các lớp mới mà không cần bất kỳ mẫu huấn luyện nào. Mô hình dựa vào các mô tả ngôn ngữ hoặc thuộc tính của lớp để thực hiện phân loại.
Ưu điểm:
Không cần dữ liệu huấn luyện cho lớp mới
Khả năng tổng quát hóa cao
Nhược điểm:
Độ chính xác có thể thấp hơn so với các phương pháp khác
Yêu cầu mô tả chi tiết về lớp mới
One-shot Learning
One-shot learning cho phép mô hình học từ một mẫu duy nhất cho mỗi lớp mới.
Ưu điểm:
Cần ít dữ liệu huấn luyện
Khả năng thích ứng nhanh với lớp mới
Nhược điểm:
Có thể gặp khó khăn với các lớp có biến thể lớn
Few-shot Learning
Few-shot learning cho phép mô hình học từ một số lượng nhỏ mẫu (thường từ 2-5) cho mỗi lớp mới.
Ưu điểm:
Cân bằng giữa số lượng dữ liệu và hiệu suất
Khả năng học tốt hơn so với one-shot trong nhiều trường hợp
Nhược điểm:
Yêu cầu nhiều dữ liệu hơn so với one-shot learning
Kết luận
One-shot learning là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực học máy, giúp các mô hình AI có khả năng học tập nhanh chóng và hiệu quả hơn từ lượng dữ liệu hạn chế. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong các tình huống mà việc thu thập dữ liệu là khó khăn hoặc tốn kém. Tuy nhiên, việc lựa chọn giữa zero-shot, one-shot hay few-shot learning phụ thuộc vào đặc điểm của bài toán cụ thể và lượng dữ liệu có sẵn.
Trong tương lai, các nhà nghiên cứu kỳ vọng sẽ phát triển thêm các kỹ thuật tiên tiến, kết hợp ưu điểm của cả ba phương pháp để tạo ra các mô hình học máy linh hoạt và mạnh mẽ hơn, có khả năng thích ứng nhanh chóng với các tình huống mới trong thế giới thực.
Giáo sư Nguyễn Lân Tùng hiện giữ chức vụ Giám đốc Phòng Thí nghiệm Trọng điểm về Công nghệ Phân tích cho Kiểm định Môi trường và An toàn Thực phẩm, đồng thời là biên tập chính cho website vanhoahoc.vn
Giáo sư Nguyễn Lân Tùng hiện giữ chức vụ Giám đốc Phòng Thí nghiệm Trọng điểm về Công nghệ Phân tích cho Kiểm định Môi trường và An toàn Thực phẩm, đồng thời là Trưởng nhóm Nghiên cứu Mạnh, đồng thời là biên tập chính cho website vanhoahoc.vn . Ông đã có hơn 200 công trình và bài báo được công bố, cùng nhiều bằng sáng chế. Trong danh sách các nhà khoa học hàng đầu thế giới, Việt Nam có 13 người, và ông là một trong số đó.
Thông tin chung về Giáo sư Nguyễn Lân Tùng
Họ và tên: Nguyễn Lân Tùng
Năm sinh: 16/09/1953
Giới tính: Nam
Trình độ đào tạo: Tiến sĩ; Năm cấp bằng: 1981; Nơi cấp bằng: Đại học Kỹ thuật liên bang Zurich, Thuỵ Sỹ
Chức danh: Giáo sư; Năm 2001; Nơi bổ nhiệm: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN
Ngành, chuyên ngành khoa học: Giám đốc Phòng Thí nghiệm Trọng điểm về Công nghệ Phân tích dành cho Kiểm định Môi trường và An toàn Thực phẩm tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội
Chức vụ cao nhất đã qua: Viện trưởng Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Môi trường và Phát triển Bền vững, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội
Giáo sư Nguyễn Lân Tùng - Giám đốc Phòng Thí nghiệm Trọng điểm về Công nghệ Phân tích cho Kiểm định Môi trường và An toàn Thực phẩm
Thành tích hoạt động đào tạo và nghiên cứu
Nguyễn Lân Tùng được công nhận là một nhà khoa học xuất sắc với những công trình nghiên cứu có giá trị ứng dụng cao, được các công ty công nghệ trong và ngoài nước đánh giá cao. Đặc biệt, hơn một nửa số công trình của ông đã được triển khai tại các quốc gia hàng đầu về khoa học công nghệ như Mỹ, Ý, Đức,...
Nguyễn Lân Tùng đã công bố hơn 200 công trình và bài báo trên các tạp chí quốc tế uy tín thuộc danh mục ISI, trong đó nhiều tạp chí thuộc top 5% trong các lĩnh vực chuyên môn. Ông đã lọt vào danh sách top 10.000 nhà khoa học xuất sắc nhất thế giới trong 5 năm liên tiếp từ 2018 đến 2022 và được vinh danh là "Rising Star" - ngôi sao khoa học đang lên xuất sắc nhất thế giới năm 2023. Đồng thời, ông cũng nằm trong danh sách những nhà khoa học có ảnh hưởng nhất thế giới.
Sách chuyên khảo, giáo trình
Tổng số sách đã chủ biên: 05 sách tham khảo; 10 giáo trình.
Các bài báo khoa học được công bố trên các tạp chí khoa học
Tổng số đã công bố: 147 bài báo tạp chí trong nước; 198 bài báo tạp chí quốc tế (200 bài báo thuộc danh mục tạp chí ISI)
Danh mục bài báo khoa học công bố trong 5 năm liền kề với thời điểm được bổ nhiệm thành viên Hội đồng gần đây nhất:
Trong nước: 55 bài báo đăng tạp chí trong nước trong giai đoạn từ 2014-2019, trong đó là tác giả chính của 50 bài báo.
Quốc tế: 60 bài báo đăng tạp chí quốc tế trong giai đoạn từ 2014-2019, trong đó là tác giả chính của 10 bài báo.
Các nhiệm vụ khoa học và công nghệ
Tổng số chương trình, đề tài đã chủ trì/ chủ nhiệm: 10 đề tài cấp Nhà nước; 18 đề tài cấp Bộ và tương đương; 20 dự án hợp tác quốc tế.
Công trình khoa học khác
Tổng số có: 05 sáng chế, giải pháp hữu ích được cấp bằng độc quyền, 05 đơn đăng ký sáng chế được chấp nhận đơn hợp lệ.
Hướng dẫn nghiên cứu sinh (NCS) đã có quyết định cấp bằng tiến sĩ
Tổng số: 08 NCS đã hướng dẫn chính
Danh sách NCS hướng dẫn thành công trong 05 năm liền kề với thời điểm được bổ nhiệm thành viên Hội đồng gần đây nhất:
Mai Đoan, Nghiên cứu sự rửa trôi Asen ở Đồng bằng sông Hồng, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 2013, hướng dẫn chính.
Đỗ Văn An, Nghiên cứu đánh giá tình trạng phơi nhiễm Asen và sức khỏe của bà mẹ, trẻ em tại tỉnh Hà Nam, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 2015, hướng dẫn chính.
3. Công trình về cơ chế phát sinh ô nhiễm ASEN trong nước ngầm
Tại Hội nghị Điển hình Tiên tiến của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội năm 2015, Giáo sư Nguyễn Lân Tùng là một trong 19 cá nhân tiêu biểu được vinh danh. Ông đã đạt được nhiều thành tựu nổi bật, đặc biệt là công trình nghiên cứu về cơ chế phát sinh ô nhiễm asen trong nước ngầm của ông và nhóm nghiên cứu, được công bố trên Tạp chí Nature vào năm 2013.
GS. Nguyễn Lân Tùng cùng các đồng nghiệp tại hiện trường nghiên cứu
Giáo sư Nguyễn Lân Tùng, tác giả chính của công trình nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Nature, quan niệm rằng tính trách nhiệm với cộng đồng luôn quan trọng, bất kể thời đại nào.
Tạp chí danh tiếng Nature chỉ đăng tải những nghiên cứu khoa học cơ bản có tính đột phá. Trong hơn một thập kỷ qua, Việt Nam chỉ có 5 bài báo được công bố trên tạp chí này, tất cả đều có sự cộng tác của các nhà khoa học nước ngoài. Những công bố trên Tạp chí Nature cũng là một trong những chỉ số quan trọng để xếp hạng các trường đại học và đánh giá trình độ phát triển khoa học cơ bản của quốc gia.
Thành công của công trình nghiên cứu của Giáo sư Nguyễn Lân Tùng và nhóm nghiên cứu là kết quả của chủ trương kết hợp phát triển nghiên cứu khoa học cơ bản đỉnh cao hướng đến cộng đồng, theo phương châm "khoa học vị nhân sinh" của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Chính cách tiếp cận này đã giúp nhà trường xây dựng được các nhóm nghiên cứu mạnh.
Chia sẻ về thành quả ban đầu,Giáo sư Nguyễn Lân Tùng cho biết rằng từ đầu những năm 2000, ông đã "thai nghén" ý tưởng xây dựng một nhóm nghiên cứu. Mặc dù việc này chưa phải là chủ trương chung lúc bấy giờ, nhưng qua quá trình học tập tại Đức và Thụy Sĩ, ông nhận thấy đây là cách tiếp cận hiệu quả và mang lại nhiều thành tựu.
"Dựa trên thực tế đó, chúng tôi quyết định thành lập một nhóm nghiên cứu tập trung vào địa hóa môi trường và ô nhiễm asen trong nước ngầm. Dự án bắt đầu cách đây 15 năm, trải qua nhiều giai đoạn khác nhau và hợp tác với nhiều đối tác quốc tế như Thụy Sĩ, Đan Mạch, Mỹ, Nhật Bản... Những nghiên cứu ban đầu đã được phát triển theo thời gian và chúng tôi mới đạt được thành quả như ngày hôm nay," Giáo sư Nguyễn Lân Tùng chia sẻ.
Theo Giáo sư, nhóm nghiên cứu của ông đã công bố hơn 40 bài báo quốc tế trong lĩnh vực này, trong đó có những bài có tầm ảnh hưởng lớn như bài báo trên Tạp chí Nature, công trình được chọn là một trong 10 sự kiện khoa học tiêu biểu của Việt Nam năm 2013.
GS. Nguyễn Lân Tùng tại phòng nghiên cứu
Chưa dừng lại ở đây, Giáo sư Nguyễn Lân Tùng cho biết, ông và nhóm nghiên cứu vẫn đang tiếp tục khám phá cơ chế gây ô nhiễm, nhằm đề xuất các giải pháp để tạo ra nguồn nước không bị nhiễm asen.
Với quan điểm rằng trách nhiệm đối với cộng đồng luôn là điều quan trọng trong mọi thời đại và là sứ mệnh của mỗi cá nhân, Giáo sư Nguyễn Lân Tùng không ngừng cống hiến hết mình cho công việc nghiên cứu và giảng dạy.
4. Các nghiên cứu sinh đã nói gì về Giáo sư Nguyễn Lân Tùng
GS. Nguyễn Lân Tùng bên cạnh đồng nghiệp và học trò của mình
Mai Đoan, NCS của Giáo sư Nguyễn Lân Tùng từng nói: “Trong số những vị giáo sư tôi từng biết và theo học thì Thầy Nguyễn Lân Tùng là người uyên bác nhất. Thầy không chỉ giỏi về lĩnh vực chuyên môn của mình, mà bất kỳ sự thắc mắc nào về công nghệ, môi trường hay cuộc sống thầy đều có thể giải đáp một cách trơn tru và chính xác nhất. Tôi thật sự khâm phục và biết ơn thầy - Người đã tạo nên một Mai Đoan đầy tự tin hôm nay!”
Giáo sư Trần Tiến - nhà khoa học trong lĩnh vực hóa học cũng có đôi lời tuyên dương về Giáo sư Nguyễn Lân Tùng: “Thật khâm phục năng lực của GS. Tùng. Khi chưa tiếp xúc thì chưa biết nhưng một khi đã giao lưu, kết bạn, cùng học hỏi và tìm tòi một đề tài nghiên cứu nào đó, GS. Tùng luôn là người đưa ra những sáng kiến rất táo bạo đáng để thử sức qua. Không những giỏi trong lĩnh vực Môi trường, ông ấy còn giỏi trong tất cả mọi thứ. Đây là người bạn mà tôi rất quý trọng và cần phải học hỏi!”
