محاضرات ودروس اكاديمية

مقدمة عن الذكاء الاصطناعي


الذكاء الاصطناعي       

1289550410_img0                                                       

من البداية أقول أننا بحاجة إلى تعريف الذكاء وتحديد ما نعنيه بالذكاء الآدمي. إن مرحلة الذكاء تنطبق على أي حالة تسعى لحل مشاكل معقدة. ووفقاً لتعريف قاموس أكسفورد فإن الذكاء هو القدرة على الفهم، والتعلم والتفكير. وهناك عدد من القدرات التي يمكن أن تعتبرها مؤشرات للذكاء وهي: التعلم أو الفهم من التجربة، استخلاص المعنى من أمر يحتمل معنيين أن استخلاص معنى من رسائل متعارضة أو متضاربة. من هذا التعريف يمكن استنتاج أنه إذا أنا على الآلة ذكاء ما فلابد وأن نكون قد أوجدنا فيها ثلاث قدرات: الفهم، التعلم، التفكير.

وعليه فإن الطريقة الجديدة في محاولة محاكاة الذكاء البشري قد خلقت حالة طارئة من العلوم الجديدة التي يُطلق عليها اسم الذكاء الاصطناعي. وهناك تعاريف مختلفة للذكاء الاصطناعي إذ أن أحد معانيه (على حد تعبير جون ماكرثي الذي أطلقه في مؤتمر دارت ماوث ) هو أن نجعل الآلة تتصرف بطريقة يمكن أن يطلق عليها اسم الذكاء إذا كان البشر يتصرفون بالطريقة التي تتصرف بها الآلة. قدوجد الذكاء الاصطناعي لكي نعطي الحاسب الآلي القدرة على حل المشاكل واتخاذ القرارات الصحيحة بطريقة منطقية. ويقول (1971) أن الهدف من الذكاء الاصطناعي هو بناء آلات تقوم بمهام تتطلب ذكاء بشرياً في الحالات الطبيعية. على أية حال تصف كافة هذه التعاريف في معنى واحد وهو محاكاة الذكاء البشري. لقد فتح مجال الذكاء الاصطناعي تطبيقات تكنولوجية جديدة مثل الرجل الآلي، الأنظمة المتخصصة الخبيرة، الألعاب، معالجة اللغة (NLP) والتعرف على الصور والأشكال. تطور موضوع الذكاء الاصطناعي مع  العديد من العلوم. أضف إلى ذلك أن الابتكارات المتعلقة بأنظمة حاسوبية جديدة استلهمتها العلوم البيولوجية تدل بوضوح على أن هذا العلم هو معرفة متعددة الأوجه.

استعراض تاريخ الذكاء الاصطناعي

أبدى الإنسان ومنذ أمد طويل فضولاً في معرفة كيفية عمل العقل البشري. تدل السجلات التاريخية على العديد من المحاولات الجادة لتقليد مستوى الذكاء البشري بالرغم من أن بعض هذه المحاولات لم يصل إلى مستوى الأهداف التي انطلقت منها. في الواقع، فإن فكرة محاكاة الذكاء البشري تطورت منذ ظهور القصص الخرافية اليونانية في التاريخ القديم ـ جاء هذا على لسان حيث قال: قام هيفاستو بيج مالين بإدراج فكرة الرجل الآلي الذكي. على أية حال وخلال كافة هذه العصور ظهرت جهود لفهم عمل العقل كما أن هذه الفكرة اكتسبت في القرن التاسع عشر المزيد من المصداقية العلمية وذلك عندما قام جورج بولي العالم الشاب في مجال الرياضيات بوضع الأساس النظري لهذه الرموز حيث كانت الغاية منها عرض منطق وعمليات التفكير. في القرن التاسع عشر اعتبر الناس تشارلز باي بيج (الذي اخترع الحاسبات) على أن عمله كان خطوة أولية نحو اختراع آلات قادرة على محاكاة قدرات العقل البشري في مجالي المنطق والحساب. وفي عام 1934 قام بشرح آلية الذكاء وطرح فرضية أن التصرف الذكي جاء نتيجة أنشوطة من المعلومات يقوم الدماغ فيها بجمع ومعالجة المعلومات ومن ثم الرد عليها. شجعت هذه النتيجة الباحثين على محاكاة طريقة الفكر الإنساني مع الحاسب الآلي. والفكرة الرئيسية التي تلت ذلك كانت آلة لشخص يدعي بحثاً حول نظام مبرمج آلي وأكد (2006) أن أهمية هذا البحث عززت مفهوم إقامة طبيعة وافرة مسهبة عن أنماط مختلفة من البرمجيات. كما أن هذه الفكرة شجعت الباحثين على تطوير حاسبات آلية رقمية بلغت درجة من الأهمية لتحويل الذكاء الاصطناعي إلى حقيقة ممكنة. ففي الخمسينيات كانآلان ترينج قد طور آلة حاسبة وذكاء اصطناعي أجاب من خلالهما على التساؤل القائل هل بإمكان الآلة أن تفكر؟ وتحولت التجربة التي قام بها إلى أساس جوهري لبناء الآلة الذكية. وفي منتصف الخمسينيات أقيم مؤتمر الذكاء الاصطناعي في “دارموث” في الولايات المتحدة الأمريكية في كلية في صيف عام 1956. وسجل هذا المؤتمر بداية عصر جديد لهذا العلم والنتيجة التي يمكن استخلاصها هي أن أكد أن كل وجه من أوجه التعلم أو أي سمة أخرى من الذكاء يمكن، من حيث المبدأ، وصفها بدقة لدرجة أنه بالإمكان صناعة آلة تحاكي ذلك الذكاء.

في عام 1957 كان قد انتهيا من العمل على جهاز لحل مشكلة عامة (GPS). وكان الدافع وراء عملهما هو إمكانية حل أي معادلة من المعادلات الرياضية. وفي أواخر الستينيات توجب على برنامج أن ينتبه إلى المنجزات التي تحققت في مجال الذكاء الاصطناعي. وكان جوزيف وايزن بوم قد قام بذلك وكان إنجازه أول حقيبة للتحاور. ويرتكز الإجراء المتبع في هذه الحقيبة على إعادة كتابة جملة(المستعمل للجهاز) على شكل سؤال. كانت الفكرة من التحاور مع جهاز الحاسب مشوقة جداً لدرجة أن المخترع حظي باهتمام عامة الناس. وتم بناء أول رجل آلي في نهاية الستينيات من قبل معهد أبحاث (ستانفورد) في كاليفورنيا. ويطلق عليها اسم فيجين بوم وزملائه بتصميم (DENDRAL) وحاولوا تطوير برامج يمكنها استخلاص نتائج قائمة على الذكاء وخاصة بمجموعة معقدة من القوانين يطلق عليها اسم نظام المتخصص. وكان ذلك أول نظام متخصص تم طرحه بمعرفة كيميائية. وعلينا أن نأخذ في الحسبان المحاولات التي ظهرت من أجل إعداد برامج ألعاب للأطفال، إذ أن الأمر الذي له صلة بالألعاب مباشرة بالذكاء المطلوب للفوز بلعبة تتطلب ذكاء معين. وهكذا حاول مخترع الذكاء الاصطناعي أن يخترع برنامج قادر على لعب الشطرنج. ففي عام 1950 نشر كلود شانون بحثه المتعلق بلعبة الشطرنج في الحاسب الآلي. وفي عام 1997 تمكن جهاز الحاسب الآلي (Deep Blue) من إلحاق الهزيمة بسيد لعبة الشطرنج جاري كاسنيوز.

مجالات الذكـاء الإصطناعـي

  1. تمثيل المعرفة
  2. الشبكـات العصبية
  3. الأنظمـة الخبيرة
  4. معالجة اللغات الطبيعيـة
  5. النظـر
  6. الرجـل الآلـي
  7. التعلـم سأتنـاول في هذا المقال عـن أهم مجالات الذكاء الإصطنـاعي .

artificial_intelligence2

 تمثيل المعرفة  (KR) يعتبر تمثيل المعرفة (KR)واحداً من أبرز سمات الذكاء. يمكن للبشر فهم التعقل المتعلق بالمعرفة بشكل فعال ومنطقي من أجل اتخاذ خيارات صائبة وإيجاد أفضل الحلول. أضف إلى ذلك فإن الطريقة التي يمكن للبشر التدخل للوصول إلى حل جديد هي ذات صلة بحجم المعرفة المتوفرة عن مجال معين ومحدد خاص بالمشكلة.  ويقول بارك مان إن ظاهرة الذكاء هذه محددة بطبيعة المعرفة ولحد كبير بالأنشطة كما أننا نتخذ قرارات بخصوص ما يجب أن نفعله استناداً على ما نعرفه عن العالم من حولنا. وعليه فإن الأنظمة الذكية تتشكل حسب المعرفة.  ويقول إن معظم أنظمة الذكاء الاصطناعي معدة استناداً إلى جزئين رئيسيين: 1- قاعدة معلومات  2- معرفة وآلة للتدخل. في الحقيقة أن لدى الناس مخزون ضخم من المعرفة تتعلق بحقائق العالم من حولنا. إن التفاعل الفردي لحل أي مشكلة يرتكز على المعرفة البشرية المتعلقة بالمجال المطروح وعلى التجارب السابقة. وعليه فإن الأفكار المتعلقة بالمخلوقات الذكية التي يمكن أن تؤدي مهام ذكية تعادل ذكاء البشر، تتطلبأساس جيد من المعرفة المختزنة على شكل رموز في برنامج التعقل الفكري. إن التحدي  الكبير الذي يواجه الباحثين في مجال الذكاء الاصطناعي هو إيجاد أفضل أسلوب لتمثيل المعرفة وتطبيقها على نظام قادر على التفكير من أجل حل أي مشكلة. ويقول إن أساس أي تمثيل من هذا النوع ينحصر في تحديد السمات الضرورية للمشكلة وبالتالي فتح هذه المعلومات أمام المعالج الآلي الذي يعمل على حلها. إن إضفاء المعرفة على الآلة يتطلب إيجاد طريقة لترميز الحقائق والمفاهيم والنظريات وأساليب التحليل لاستخلاص النتائج والإجراءات وعلاقات الأشياء مع بعضها البعض والتي بدورها تشكل معرفة عن طريق محاكاة الأشكال التي تتجسد فيها المعرفة في عقل الإنسان.يمكن تعريف هذا التمثيل كما جاء على لسان على النحو التالي: إن التمثيل هو مجموعة إجراءات تطبيقية تتعلق بكيفية وصف فئة معينة من الأشياء. إن تمثيل المعرفة والتعقل محصورين في الأداة التي من خلالها يمكن تطبيق المعرفة في برنامج معين. وعلى حد قول وباحثين آخرين معه فإنه بالإمكان تعريف (KR) على أنها دراسة كيفية وضع المعرفة في شكل يمكن الحاسب الآلي من أن يتعامل معها ويفكر بها.    حدث في العقدين الماضيين أن حاول الباحثين اكتشاف أفضل الأدوات لتمثيل هذه المعرفة. وكان لكل طريقة أو وسيلة مجموعة من مختلفة من الخصائص الواجب تمثيلها لكي يصار إلى ترميز الحقائق المطروحة. وكان لكل وسيلة تقنية وطريقة مختلفة. وكان لابد لكل خطة أن تتقاسم المعطيات مع سمتين اثنتين على حد تعبير الأولى هي أنه بالإمكان برمجة هذه المعطيات وفقاً للغة الحاسب الآلي ومن ثم تخزينها في الذاكرة. والثانية هي أنها مصممة بطريقة يمكن للحقائق والمعلومات الموجودة فيها أن تُستعمل في سياق تعامل العقل مع المعطيات ومعالجتها. إن التمثيل الجيد سيساعد على زيادة قدرة النظام على التعامل والتعقل بالمعرفة التي تم تمثيلها. في الواقع هناك قدراً كبيراً من التمثيل المعرفي مثل الإطار والقانون ومنطق الترتيب الأول ومجموعة أبعاد ومعاني الأشياء.هناك نوع من المعرفة هي مهمة جداً في مجال الذكاء الاصطناعي. فخلال حياة الفرد اليومية تحدث أنواع من المعرفة التي يمكن للمرء أن يكتسبها من دون أي تفكير. وتُعتبر هذه المعرفة ظاهرة من ظواهر المعرفة العامة للعالم من حولنا ومثال ذلك الوقت وأمور فيزيائية أخرى. توفر هذه المعرفة لنا القدرة على التفكير بالعالم الطبيعي من  حولنا. تقدم المعرفة العامة للآلة طريقة أو أسلوب للفهم ولمشاهدة العالم تماماً كرؤية بشرية. وهذا ما سيمكن الآلة من العلم بفعالية. ويقول إن الفكرة المنطقية وراء أهمية هذا التمثيل لسلوك العالم هو العمل بشكل فعال واغتنام الفرص وتجنب المخاطر. ويقول إنه يجب على المخلوق الذكي أن يفهم سلوك وتصرف الأشياء في العالم منحولنا.  إن إضفاء المعرفة العامة على جهاز الحاسب هو أمر مثمر وإن إدراج كافة المعارف الإنسانية العامة المتعلقة بالعالم الطبيعي في أنظمة الحاسب الآلي هو إجراء معقد وصعب لأن المعرفة الإنسانية آخذة في الازدياد وتتغير يومياً وهي ليست مستقرة. إنها تتغير وفقاًللاختراعات الجديدة كما أن الناس يكتسبون معارف جديدة من مجالات شتى في الحياة وبما أنه العاملين على تطوير الذكاء الاصطناعي يريدون أن يرمزوا كافة مناحي المعارف الإنسانية المتعلقة بالعالم الطبيعي من حولنا إذا فإنهم بحاجة إلى قاعدة عريضة من المعرفة وقاعدة متطورة ومستحدثة من المعارف أيضاً. لذلك فإن هناك حاجة إلى ذاكرة كبيرة تحتوى كل هذه المعارف كما أن هناك حاجة إلى سرعة في معالجتها لاستخلاص نتائج فعالة يمكن الاعتماد عليها. على أية حال هناك حاجة لتجاهل بعضاً من تعقيدات هذا العالم الطبيعي.

الشبكات العصبية :     في الوقت الحاضر هناك مسببات كبيرة تدفعنا إلى التفاؤل في تطوير واستعمال شبكات عصبية اصطناعية (ANN) نستفيد منها في بناء الآلة الذكية. وهناك العديد من التعريفات الخاصة بالشبكة العصبية الاصطناعية لكن جميعها يرتكز على محاكاة الجهاز العصبي عند الإنسان. والذي يمكن، من الناحية العلمية هو أن يُنسب الشبكات العصبية البيولوجية والتي تعالج المعلومات والمعطيات بنفس مستوى الأداء الذي يقوم به الجهاز العصبي عند الإنسان. إن عنصر الضبط والتحكم الأساسي البيولوجي هو الخلية العصبية (العصبون) والتي تتألف من عدد كبير من الخلايا العصبية المترابطة مع بعضها البعض وكل خلية عصبية تحتوى على كافة أوجه النشاطات. ويقول (1994) في كتابه بعنوان أسس الشبكات العصبية أو الخلية العصبية إن شبكات الخلية العصبية هي نظام لمعالجة المعطيات وذلك لأن النمط التركيبي لها مشابه للشبكات الطبيعية للخلايا العصبية. كما أن شبكات الخلايا العصبيةوالصناعية الخاصة بـ (ANN) تحتوي على عدد من وحدات المعالجة والتي يطلق عليها اسم (الخلايا العصبية). ركز العلماء على فهمالتركيبة البيولوجية لعمل شبكة الخلايا العصبية والتي يمكن وصفها على أنها تشغيل لمجموعة الخلايا العصبية: أي بإمكانها استقبال معلومات مباشرة أو معلومات عن طريق خلايا عصبية أخرى على شكل قيم حسابية وبالتالي تجميعها مع بعضها البعض عند مستوى فيه شيء من التحيز حيث يحدث تحول حسابي بسيط يُسفر عن نتيجة ذات قيمة معينة. هناك ميزة هامة تتعلق بـ (ANN) وهي ملفتة للنظر بالنسبة للقائمين على أبحاث الذكاء الاصطناعي وهي قدرتها على التعلم. هذا ولاحظ تاديورزاريتش وباحثين آخرين معه أن شبكات الخلايا العصبية قادرة على تسجيل وتذكر وتخزين واسترجاع مختلف الإشارات والمعلومات وهي قادرة أيضاً على محاكاة كيفية عمل الذاكرة أنماط الإدراك كما أن لشبكة الخلايا العصبية القدرة على التدريب ويمكن إعادتها عدة مرات على نفس المجموعة إلى أن يتم تعلم النمط الوارد في المعطيات .وعليه يمكن القول أن شبكات الخلايا العصبية هي الجزء الصلب من مخ الإنسان.

الأنظمة الخبيرة :  هي برامج تُحاكي آداء الخبير البشري في مجال خبرة معين , وذلك عن طريق تجميع واستخدام معلومات وخبرة خبير أو أكثر في مجال معين .

 من مميزات هذه النظم :

  1. أنها سهلة الإستخدام لأي مستخدم سواء مستخدم عادي أو مطوّر .
  2. أنها نافعة في مجال التطبيق بشكل واضح .
  3. قادرة على التعلم من الخبراء بطريقة مباشرة وغير مباشرة .
  4. قادرة على تعليم غير المتخصصين .
  5. قادرة على تفسير أي حلول تتوصل إليها مع توضيح طريقة الوصول إليها .
  6. قادرة على الإستجابة للأسئلة البسيطة وكذلك المعقدة في حدود التطبيق .
  7. وسيلة مفيدة في توفير مستويات عالية من الخبرة في حال عدم توفر خبير .
  8. قادرة على تطوير آداء المتخصصين ذوي الخبرة البسيطة.

الرجـل الآلـي   هناك انواع عديدة من الروبوت (الرجل الآلـي) منها:-

  1. روبوتات صناعية
  2. روبوتات قادرة على الحركة و الإنتقال
  3. روبوتات متغيرة الشكلوهي قادرة على إعادة تجميع نفسها بصورة شبه مستقلة.
  4. الروبوتات الاجتماعية و يقوم بالأعمال المنزلية , و يعلم الأطفال و يلعب الشطرنج.
  5. الروبوتات المستخدمة للاغراض العسكريةكالذي يستخدم لتدمير المتفجرات .
  6. الروبوت المستخدم لغرض الترفيه والسياحة

أضف تعليقاً

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s