مجالات الذكاء الاصطناعي واستخداماته

3.8
(9)

مقدمة حول الذكاء الاصطناعي

ميّز الله سبحانه وتعالى الإنسان عن غيره من المخلوقات بميزة العقل، وأعطاه قُدرات ومهارات فضّله بها عن سائر مخلوقاته، كما أنّه ميّز بعض الناس عن غيرهم بتفاوت في الفروقات الفرديّة في القدرات والتميّز والإبداع، وهذا ما يُسمّى بالذكاء.كما يُعرف الذكاء البشرى بأنه المقدرة والمهارة على إيجاد حلول للمشكلات. فمن أهم الأسباب لدراسة الذكاء الإصطناعي (Artificial Intelligence)هو محاولة فهمنا لعمليات العقل البشري، حيث يهدف علم الذكاء الاصطناعي إلى فهم طبيعة الذكاء الإنساني عن طريق عمل برامج للحاسوب قادرة على محاكاة السلوك الإنساني المتسم بالذكاء. السبب الثاني لدراسة هذا العلم هو أن برامج الذكاء الاصطناعي (Artificial Intelligence) مُفيدة في عدة مجالات في حياتنا التي أصبحت رقمية فمع أن لا أحد يستطيع أن يتنبأ بتفاصيل المستقبل، إلا أنه من الواضح أن الحاسوب مع الذكاء الإنساني سيكون له تأثير ضخم وواضح في حياتنا اليومية.

فالذكاء الإصناعى (Artificial Intelligence) تطور علمى أصبح من الممكن بموجبه جعل الآلة تقوم بأعمال تقع ضمن نطاق الذكاء البشرى كآلات التعليم والمنطق(Logic) والتصحيح الذاتى والبرمجة الذاتية .فالذكاء الإصطناعي  يبحث فى كيفية جعل الحاسب يؤدى الأعمال التى يؤديها البشر.

يُمثل الذكاء الاصطناعي (Artificial Intelligence) أهمية كبيرة لمعظم المجالات العملية والتطبيقية اليوم, فقد دخل الذكاء الاصطناعي في جميع المعاملات اليومية للإنسان ومنها المجال الصناعى،المجال الزراعى، والمجال الطبى فعلى سبيل المثال الطبيب أصبح يستخدم إنسان آلي للقيام بالعمليات الجراحية وبدقة كبيرة.

يعتمد الذكاء الاصطناعي (Artificial Intelligence) بشكلٍ أساسي على أنظمة تعلم الوجوه والأشكال والأصوات والتعرف عليها، كما يقوم بتطوير شبكات عصبية(Neural networks) صناعية.

تعتبر أبحاث الذكاء الاصطناعي (Artificial Intelligence) ذات درجة عالية من التقنية، والتخصصية، وتعتمد على المنطق، والمعرفة، والتخطيط، والتعليم، والإتصالات (معالجة اللغات الطبيعية)، والتصور، والقدرة على التحرك والتعامل مع الأشياء.

تطورت البحوث التي أُجريت على الذكاء الاصطناعي، وشهدت قفزات كثيرة من خلال إختراع لغات البرمجة المختلفة، وتقنيات التعلم العميق في مختلف المجالات خصوصاً الطب، حيث إستطاعت الآلات تشخيص الأمراض بمهارةٍ تامة وإيجاد العلاج المناسب لها.

 طالع أيضا: الذكاء الاصطناعي في الطب

مفهوم الذكاء الاصطناعي

الذكاء الاصطناعي (Artificial Intelligence): هو دراسة كيفية توجيه الحاسب للقيام بالمهام التى تحتاج إلى الذكاء البشرى عند أدائها مثل الإستنتاج المنطقى والتعلم والقدرة على التعديل  .

فيمكن تعريف الذكاء الاصطناعي للحاسب الآلى (computer science)بأنه القدرة على تمثيل نماذج لمجال من مجالات الحياة وتحديد العلاقات الأساسية(Relationship) بين عناصره ،ومن ثم إستحداث ردود الفعل التى تتناسب مع أحداث ومواقف هذا المجال فهي برامج الكمبيوتر التي تحاكي طريقة تفكير البشر.

 علم الذكاء الاصطناعي : هو أحد علوم الحاسب الآلي (computer science) يبحث في تعريف الذكاء الإنساني وتحديد أبعاده ، ومن ثم مُحاكاة بعض خواصه و يجب توضيح أن هذا العلم لا يهدف إلى مقارنة أو مشابهة العقل البشري الذي خلقه الله جلت قدرته وعظمته بالآلة التي هي من صنع المخلوق ، بل يهدف هذا العلم إلى فهم العمليات الذهنية المعقدة التي يقوم بها العقل البشري أثناء ممارسته التفكير  ومن ثم ترجمة هذه العمليات الذهنية إلى ما يوازيها من عمليات مُحاسبية تزيد من قدرة الحاسب على حل المشاكل المعقدة.

مكونات الذكاء الإصطناعى (Artificial Intelligence)

  • نظام بيانات

هو كيفية تمثيل البيانات(Data) أو المشكلة في الحاسوب بحيث يتمكن الحاسوب من معالجتها و إخراج النتائج المناسبة ، أو تعريف آخر وهو كيفية وضع المشكلة في صورة ملائمة للحاسوب بحيث يفهمها و يتمكن من التفكير في حل لها، توجد لغات تُستخدم في عملية تمثيل البيانات منها لغة OWL) RDF,).

  • البحث(search)

هو ما نعتبره التفكير بحد ذاته. حيث يقوم الحاسوب بالبحث في الخيارات المتاحة أمامه و تقييمها طبقا لمعايير موضوعة له أو قام هو باستنتاجها بنفسه ثم يقرر الحل الأمثل.

  • خوارزميات (ِAlgorithms)

الحاجة إليها لرسم طريقة إستخدام هذه المعلومات.

  • لغة برمجة(Programming Language)
  • تُستخدم لتمثيل كلاُ من المعلومات والخوارزميات(ِAlgorithms).
  • تمتاز لغات الذكاء الإصطناعي بخصائص تناسب طبيعة أنظمة الذكاء الإصطناعي ومن هذه اللغات:

Prolog (programming in logic) &Lisp (list of processing)

مميزات وخصائص لغات الذكاء الاصطناعي (Artificial Intelligence)

تمتاز لغات الذكاء الإصطناعي بخصائص تناسب طبيعة أنظمة الذكاء الاصطناعي والخصائص هي :

  • قابلية تمثيل المعرفة (Knowledge Representation)

يُقصد بها إستخدام قواعد خاصة لوصف المعرفة (حقائق،علاقات،قواعد) وهي التي تشكل قاعدة المعرفة.

  • معالجة الرموز والأشكال (Symbolic Processing)

تمتاز لغات الذكاء الإصطناعي بإمكانية معالجة الرموز والأشكال.

  • مرونة في التحكم (Flexibility of Control)

تعتبر لغات الذكاء الإصطناعي أكثر كفاءة من اللغات التقليدية ونعني بالكفاءة زمن تنفيذ البرنامج وتقليل حجم التخزين في الذاكرة  ولكن نحتاج الى مجهود من قبل المبرمج في تحديد كل الحقائق وربطها يبعضها البعض وتوجيهها لاستخلاص النتائج والأهداف المطلوبة.

 

أساسيات برمجة الحاسب لعمل الأنظمة الذكية

الذكاء الإصطناعي (Artificial Intelligence) للحاسب الآلى هو القدرة على تمثيل نماذج حاسوبية لمجال من مجالات الحياة  وتحديد العلاقات الأساسية بين عناصره ،وإستخدام ردود الفعل التى تتناسب مع أحداث ومواقف هذا المجال .

الفرق بين ذكاء الإنسان و الذكاء الاصطناعي هو أولاً القدرة على إستحداث النموذج فالإنسان قادر على إختراع وإبتكار هذا النموذج فى حين أن النموذج الحاسوبى(Computer Model) هو تمثيل لنموذج سبق إستحداثه فى ذهن الإنسان،وثانياً أنواع الإستنتاجات التى يمكن إستخلاصها من النموذج فالإنسان قادر على إستخدام أنواع مختلفة من العمليات الذهنية مثل الإبتكار(Innovation) والإختراع(Creativity) والإستنتاج(Reasoning) فى حين أن النماذج الحاسوبية تقتصر على إستنتاجات محدودة طبقاً لبديهيات وقوانين متعارف عليها يتم برمجتها فى البرامج نفسها.

 

ويتركز أصل علم الذكاء الاصطناعي فى أبحاث بحتة ونظرية تدرس أساليب تمثيل النماذج فى ذاكرة الحاسب الآلى وطرق البحث والتطابق بين عناصرها (Search & Match Methods)وإجراء أنواع الإستنتاجات المختلفة مثل الإستنتاج عن طريق المنطق أو عن طريق المقارنة أو عن طريق الإستقراء(Induction).

ومن أهم أساليب تمثيل هذه النماذج هو إستخدام القوانين التى تحكم مجالاً من المجالات ،وباستخدام عدد كبير من هذه القوانين (Rules)عن موضوع معين فإننا ننشئ نموذجا ضمنياً يخزن الحقائق(Facts) عن موضوع البحث ،ويمكن إستخدامه فى التعامل مع الأحداث والخروج باستنتاجات عن موضوع البحث ،ويعتبر هذا النوع من التمثيل من الأساليب الشائعة الإستخدام نظراً لسهولة تطبيقه إلا أنه يعتبر تمثيلاً بسيطاً ولكن يعجز فى كثير من الأحيان عن تمثيل جميع أنواع النماذج وإستخراج جميع أنواع الإستنتاجات المعروفة.

والذكاء الاصطناعي هو تعبير يُطلق على القدرات التى تبديها الآلآت والبرامج  بما يحاكى القدرات الذهنية (mental processes)للبشر مثل التعلم والإستنتاج ورد الفعل ،فهو علم يعتمد على كيفية صناعة حواسيب وبرامج قادرة على إتخاذ سلوك ذكى.ومن هنا تم تطوير لغات البرمجة للتقدم فى الذكاء الإصطناعى فأصبح الذكاء الإصطناعى علماً يجمع بين العديد من العلوم الأخرى كالمنطق والبرمجة(Programmimg) والرياضيات والفلسفة وعلم النفس فحقق التطور فى تقنية الذكاء الإصطناعى فوائد فى مجالات عديدة .

يمثل التعلم العميق مجموعة جزئية من التعلم الآلي: إنه الفرع الأكثر تطوراً في الذكاء الاصطناعي، والذي يقرب الذكاء الاصطناعي أكثر من أي وقت مضى من الهدف المتعلق بتمكين الآلات من التعلم والتفكير مثل الإنسان قدر ما يمكن.فالتعلم العميق(Deep learning) هو مجموعة جزئية من التعلم الآلي، حيث ينتمي التعلم الآلي إلى الذكاء الإصطناعي.

تُعد تقنية التعلم العميق أبرز مظاهر الذكاء الاصطناعيوهى ترتكز على تطوير شبكات عصبية صناعية تحاكي في طريقة عملها أسلوب الدماغ البشري، أي أنها قادرة على التجريب والتعلم وتطوير نفسها ذاتيا دون تدخل الإنسان.

فعندما ننقب في مستويات أعلى وحتى أكثر تعقيداً من التعلم الآلي، يأتي هنا دور التعلم العميق. يتطلب التعلم العميق بنية معقدة تحاكي الشبكات العصبونية للدماغ البشري(Artificial Neural Network)، وذلك بهدف فهم الأنماط، حتى مع وجود ضجيج، وتفاصيل مفقودة، وغيرها من مصادر التشويش. رغم أن إمكانيات التعلم العميق واسعة جداً، إلا أن متطلباتها كثيرة أيضاً، فأنت بحاجة لكمية كبيرة من البيانات، وقدرات حسابية هائلة.

خصائص الذكاء الاصطناعي

  • إستخدام أسلوب مقارن للأسلوب البشري في حل المشكلات المعقدة
  • التعامل مع الفرضيات بشكل متزامن وبدقة وسرعة عالية
  • تهدف لمحاكاة الإنسان فكرا وأسلوبا(Modeling and Simulation Human Performance)
  • القدرة علي التعلم
  • محاكاة السلوك الإنساني بكل السبل
  • وجود حل متخصص لكل مشكلة ولكل فئة متجانسة من المشاكل
  • يتطلب بناؤها تمثيل كميات هائلة من المعارف الخاصة بمجال معين
  • تقليص الإعتماد على الخبراء البشر

طريقة بناء نظم الذكاء الاصطناعي:

  • قاعدة المعرفة (knowledge base)

يُقاس مستوى أداء النظام بدلالة حجم ونوعية قاعدة المعرفة التي يحتويها وتتضمن قاعدة المعرفة :

  • الحقائق المطلقة : تصف العلاقة المنطقية بين العناصر والمفاهيم ومجموعة الحقائق المستندة إلى الخبرة والممارسة للخبراء في النظام .
  • طرق حل المشكلات وتقديم الإستشارة .
  • القواعد المستندة على صيغ رياضية .
  • منظومة آلية الإستدلال(gine inferenceen)

هي إجراءات مبرمجة تقود إلى الحل المطلوب من خلال ربط القواعد والحقائق المعينة تكوين خط الإستنتاج والإستدلال.

  • واجهة المستفيد (user interface)

هي الإجراءات التي تجهز المستفيد بأدوات مناسبة للتفاعل مع النظام خلال مرحلتي التطوير والإستخدام .

 أهمية الذكاء الاصطناعي (Artificial Intelligence)

  • الذكاء الإصطناعى له دور مهم فى عديد من مجالات الحياة منها المجال الطبى،المجال الصناعى،والمجال الزراعى، والمجالات الأمنية والعسكرية(Security and military fields)،والتعليم التفاعلى والإستشارات القانونية.
  • ستخفف الآلات الذكية عن الإنسان الكثير من المخاطر والضغوطات النفسية وتجعله يُركز على أشياء أكثر أهمية وأكثر إنسانية ويكون ذلك بتوظيف هذه الآلات للقيام بالأعمال الشاقة والخطرة وإستكشاف الأماكن المجهولة والمشاركة في عمليات الإنقاذ أثناء الكوارث الطبيعية(Natural Disasters), كما سيكون لهذه الآلات دور فعال في الميادين التي تتضمن تفاصيل كثيرة تتسم بالتعقيد, والتي تحتاج إلى تركيز عقلي متعب وحضور ذهني متواصل وقرارات حساسة وسريعة لا تحتمل التأخير والخطأ.
  • تسهم الأنظمة الذكية في المجالات التي يصنع فيها القرار, فهذه الأنظمة تتمتع بالاستقلالية والدقة والموضوعية وبالتالي تكون قراراتها بعيدة عن الخطأ والإنحياز والعنصرية أو الأحكام المسبقة أو حتى التدخلات الخارجية أو الشخصية.
  • سيتمكن الإنسان باستخدام الذكاء الإصطناعى من إستخدام اللغة الإنسانية في التعامل مع الآلات عوضاً عن لغات البرمجة الحاسوبية (Computer Programming)مما يجعل الآلات وإستخدامها في متناول كل شرائح المجتمع حتى من ذوي الإحتياجات الخاصة بعد أن كان التعامل مع الآلات المتقدمة حكراً على المتخصين وذوي الخبرات.

مجالات الذكاء الاصطناعي واستخداماته

  • في مجال الذراع الآلية الذكية ( الروبوت)(Smart Roboties)

أُستخدمت الذراع الآلية في المصانع للقيام بالأعمال الروتينية التي تحتاج إلى قوة عضلية ولا تتطلب عمليات أو أنشطة ذهنية معقدة مثل عمليات اللحام والدهان في مصانع السيارات.

  • أنظمة الخبراء(Expert System)

النظام الخبير هو برنامج مصمم لينفذ مهاماً متعلقة بالخبرة البشرية، يحاول النظام الخبير القيام بعمليات تعتبر عادة من إختصاص البشر و يتضمن الحكم و إتخاذ القرارات.

  • المكتبات ومراكز المعلومات

الذكاء الإصطناعي ستكون تكنولوجيا جديدة يبحث فيها المتخصصون في مجال المكتبات والمعلومات عن الطرق المفيدة لاستخدامها وإستثمارها لتسهيل أعمالهم وتحسين نوعية خدماتهم وخبراتهم الخاصة , فلقد إستغل المتخصصون هذه التكنولوجيا وقاموا بإنتاج العديد من النظم في التخزين والإسترجاع وفي الفهرسة والتكشيف والإستخلاص والأعمال المرجعية فالمتخصصون يجب أن تتوفر لديهم الخبرة, والتفاعل مع مظاهر الحياة المختلفة ومهارات أخرى مثل التصنيف(Classification), الخبرة الأكاديمية , إجراء المقابلات , بناء المكانز, المعرفة باحتياجات المستفيدين.

  • ألعاب الحاسوب(Computer Games)

بعض الألعاب تكون صعبة للغاية بحيث أن الفرد العادي لا يستطيع التوصل إلى حلولها ، وبالتالي فقد وضع مصمموا تلك البرامج مستويات يستطيع الفرد تحديد المستوى الذي يستطيع إجتيازه بنجاح ، وبعض هذه الألعاب تكون مُتدرجة ويبدأ الفرد فيها بالمستوى السهل ثم المتوسط ثم العالي ، فباستخدام الذكاء الإصطناعي أصبح الحاسوب قد يصعب التغلب عليه أحياناَ في كثير من الألعاب.

  • معالجة اللغات الطبيعية(Natural Language Processing)

مُستخدم هذه البرامج يقوم بإدخال البيانات بصورة طبيعية و الحاسوب يقوم بفهمها و الإستخلاص منها.

  • التعلم الآلي(Machine Learning)

جعل الحاسوب يتعلم كيفية حل المشاكل بنفسه وذلك يتم إما بالتعلم من إكتساب الخبرات السابقة أو من خلال تحليل الحلول الصحيحة وإستنباط طريقة الحل منها أو حتى من التعلم من خلال الأمثلة.

  • تحليل النصوص الطبيعية

Print Friendly, PDF & Email

قيمنا

3.8 / 5. 9

1 فكرة عن “مجالات الذكاء الاصطناعي واستخداماته”

  1. Pingback: ادوات التحول الرقمي - تجمع مشرفي المعلوماتية العرب

اترك تعليقًا

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

wpChatIcon
انتقل إلى أعلى