وما هى أهميتة فى العديد من المجالات مثل الاستفادة من الذكاء الإصطناعي فى التعليم ؟ وما هى اهمية وفروع الذكاء الإصطناعي؟
والعديد من الاسئلة الاخرى التى سنتعرف عليها من خلال هذا الدليل الشامل عن الذكاء الاصطناعى
المحتوى
ما هو الذكاء الإصطناعي ؟
تاريخ الذكاء الاصطناعي:
ما هي أنواع الذكاء الإصطناعي؟
أبحاث الذكاء الإصطناعي
مشكلات الذكاء الإصطناعي
تطبيقات الذكاء الإصطناعي (استخدامات الذكاء الاصطناعي)
تقنيات الذكاء الإصطناعي:
الذكاء الإصطناعي هو أحد أفرع علوم الحاسوب و يعرف بأنه خصائص البرامج المحوسبة و التقنيات التي تمتلكها تلك البرامج, و التي تجعل منها قادرة على محاكاة القدرات الذهنية للبشر و أنماط عملها, التعلم و القدرة على الاستنتاج و ردود الافعال على أوضاع لم تبرمج عليها الالة من أهم خواص الذكاء الإصطناعي.
قد يهمك : ما هو إنترنت الأشياء (دليلك الشامل لمعرفة IOT لعام 2023)
تعريفات أخرى للذكاء الاطناعي:
هو دراسة العملاء الاذكياء و تصميمهم, و العميل الذكي هو نظام قادر على استيعاب بيئته و اتخاذ مواقف تزيد من فرص نجاحه في تحقيق مهمته أو مهمة فريقه, يرجع هذا التعريف الى Russell & Norving في عام 2003.
تعريف جون مكارثي: في عام 1956 عرف مكارثي الذكاء الإصناعي على أنه علم و هندسة صنع الالات الذكية.
كما عرفه العالمان أندرياس كابلان و مايكل هاينلين على أنه مقدرة النظام على تفسير البيانات الخارجية بطريقة صحيحة, و التعلم من هذه البيانات, و استخدام معرفته لتحقيق أهداف و مهام محددة و التكيف بمرونة مع الخارج.
تعدد تعريف مصطلح الذكاء الصناعي يرجع الى تعدد المؤلفات في موضوع الذكاء الاصطناعي و تقنياته, و تشمل التعريفات الأخرى التعليم و المعرفة كخواص إضافية.
هناك جدلاً فلسفياً حول طبيعة عقول البشر و حدود المنهج العلمي, كان هذا عندما تم تأسيس مجال الذكاء الإصطناعي على افتراض أن ملكة الذكاء و التفكير و ردود الافعال يمكن وصفها بدقة عالية تمكن الالات من محاكاتها. و قد تم مناقشة هذه القضايا باساليب حضارية(فلسفية) و أسطورية و بعض من الخيال, كما دار جدل عن ماهية الذكاء في الإنسان و انواعه, و كيف يمكن محاكاته بالالة.
رغم أن الذكاء الإصطناعي قد عانى من العديد من الخيبات عبر الازمان, الإ انه كان و ما زال سبباً لأفكار شديدة التفاؤل, حتى أصبح الان جزءاً أساسياً من التكنولوجيا الحديثة و صناعاتها.
تاريخ الذكاء الاصطناعي
بدأ القليل من العلماء في استكشاف طرق جديدة لبناء الالات الذكية في منتصف القرن العشرين, بناءاً على الاكتشافات الحديثة في علوم الخلايا العصبية و نظرية المعلومات الرياضية و تطور التحكم الالي و اختراع الحواسيب الرقمية.
في حرم كلية دار تموت عام 1956 أقيم مؤتمر تم فيه تأسيس مجال حديث لبحوث الذكاء الاصطناعي, وقد أصبح كل جمهور المؤتمر قادة بحوث الذكاء الالي لعدد من العقود, و بالأخص جون مكارثي و مارفن مينسكاي و ألين نويل و هربرت سيمون الذي قام بتأسيس مختبرات الذكاء الاصطناعي في معهد (MIT) Massachusetts Institute of Technology و جامعة CMUو قد كتب هؤلاء العملاء و طلابهم العديد من البرامج التي أدهشت المجتمع.
كان الحاسوب قديما يحل مسائل الجبر و يتحدث الأنجليزية و يثبت النظريات المنطقية, و عند مطلع الستينات أصبحت هذه البحوث تمول بسخاء من وزارة الدفاع في الولايات المتحدة الامريكية, و قد توقع هؤلاء العباقرة ما يأتي:
قال سيمون في عام 1965 ان الالات ستكون قادرة على القيام بكل ما يقدر عليه الانسان بحلول عام 1985.
في عام 1967 تنبأ مينسكاي انه في غضون جيل واحد سيتم حل مشكلة الذكاء الصناعي.
ولكن هؤلاء العلماء قد فشلوا في إدراك بعض المشاكل التي واجهتهم, حتى قطعت الحكومة البريطانية و الحكومة الامريكية التمويل عن انواع الأبحاث الإستكشافية غير الموجهة في مجال الذكاء الاصطناعي, لتكن هذه أول إنتكاسة يشهدها علم الذكاء الصناعي.
في مطلع الثمانينات كانت الصحوة الجديدة لأبحاث الذكاء الإصطناعي عندما تفوقت النظم الخبيرة و نجحت نجاحاً باهراً, و النظم الخبيرة هي واحد من برامج الذكاء الالي التي تحاكي معرفة و مهارات الخبراء البشريين, حتى وصلت أرباح الأبحاث في هذا المجال الى ما يزيد عن مليار دولار في عام 1985 ثم عادت الحكومات الى تمويل الابحاث مرة أخرى.
انهيار أسواق Lisp Machine (لغة برمجة) في عام 1987 كان الانتكاسة الأطول في عالم أبحاث الذكاء الاصطناعي, في التسعينات و مطلع القرن الواحد و العشرين حقق العلم نجاحاً أكبر, فقك كان يستخدم في اللوجستية, التشخيص الطبي و المختبرات الطبية و استخراج البيانات, و مختلف المجالات و الصناعات التكنولوجية.
ما هي أسباب نجاح الذكاء الاصطناعي في العقد الواحد و العشرين؟
يرجع الفضل في نجاح الذكاء الإصطناعي في هذه الفترة الى قوة الحواسيب الكبيرة, و زيادة تركيز العلماء على إيجاد حلول للمشاكل الفرعية, و القدرة على ربط مجال الذكاء الإصطناعي بغيره من المجالات العملية, فضلاً عن أنهم قد بدأوا بالإلتزام بالمناهج الرياضية القوية و المعايير العلمية الصارمة.
ما هي أنواع الذكاء الإصطناعي؟
يمكن تقسيم الذكاء الإصطناعي إلى :
1. الذكاء الإصطناعي الضيق
من أقسام الذكاء الإصطناعي, ولكنه يتخصص في مجال واحد, مثلاً هناك نظام من الذكاء الإصطناعي مبرمج للتغلب على بطل العالم في الشطرنج, ولا يمكن لهذا النظام تقديم خدمة إضافية.
2. الذكاء الإصطناعي العام
من المسمى يشير هذا النوع الى أنظمة الذكاء الإصطناعي و الحواسيب التي تكون بمستوى ذكاء البشر في كافة المجالات, أي بإمكانه تأدية المهام الفكرية للإنسان, ألا ان هذا النوع من الذكاءصعبُ جداً تحقيقه , ولم نصل لهذه المرحلة بعد.
3. الذكاء الإصطناعي الفائق
تعريف الذكاء الإصطناعي الفائق بحسب ما جاء على لسان (نيك بوستروم) العالم و الفيلسوف في أكسفورد أنه تفكير أذكى بكثير من أفضل عقول عباقرة البشرية في المجالات تقريباً, الإبداع العلمي, الحكمة, و المهارات الإجتماعية. لذلك يعتبر مجال الذكاء الصناعي أكثر المجلات تشويقاً و التي تبعث في النفس البحث و التعمق.
أبحاث الذكاء الإصطناعي
إن بحوث الذكاء الإصطناعي في العقد الواحد و العشرين عالية التخصص و التقنية , و لكن هناك بعض المشاكل الأساسية للذكاء الأصطناعي مثل التفكير و المعرفة و التخطيط و التواصل و الإدراك و التعلم و القدرة على تحريك الاشياء و تغييرها صعبت الأمر على العلماء للوصول للنوعين الأخيرين للذكاء الاصطناعي.
مشكلات الذكاء الإصطناعي
القدرة على الإستنتاج و التفكير المنطقي و حل المشكلات
قام اوائل الباحثين في علوم الذكاء الاصطناعي بوضع الخوارزميات التي تستطيع محاكاة التفكير المنطقي المتسلسل للإنسان عند حل الألغاز و لعب الشطرنج و الإستنتاج المنطقي, في الثمانينات وما بعدها أدت الابحاث الى التوصل وسائل ناجعة في التعامل مع المعلومات غير المؤكدة أو غير المكتملة.
الأولوية القصوى لأبحاث الذكاء الصناعي هي ايجاد خوارزميات قادرة بشكل كبير على حل المشكلات, هذا لأنه من المشاكل العصيبة لبعض الخوارزميات انها تتطلب موارد حسابية هائلة, تزيد من الوقت اللازم للحاسوب لحل مشكلة معينة بأرقام فلكية.
يحل الإنسان معظم مشاكله بأحكام سريعة و بديهية و لكن ليست واعية, حققت ابحاث الذكاء الاصطناعي تقدما ملحوظاً في تقليد هذا النوع من البشر و يمثل النوع (الرمزي الفرعي).
لحل هذه المشكلة بالتحديد يجب استخدام مناهج تأكد أهمية المهارات الحسية و الحركية و البحث في مجال الشبكات العصبية لمحاكاة هياكل مخ الانسان و الحيوان.
تمثيل المعرفة
العديد من المشاكل التي يتوقع الباحثين و الخبراء من الالات ان تحلها, تتطلب معرفة واسعة بالعالم و هندسة معرفية, مثل هذه الامور التي تحتاج ان يمثلها الذكاء الاصطناعي: الاشياء و الخواص و المجموعات و العلاقة بين الأشياء و ربط الأحداث و المواقف و البلدان و الأزمان, و المسببات و النتائج, و كافة المجالات التي لم تلقى قدر كافي من البحث و التدقيق (أنطولوجيات عليا).
التخطيط
يجب على الالات ان تكون قادرة على تصور المستقبل و يكون لديها القدرة على تمثيل حالنا في هذا العالم و تحديد أهدافنا و تحقيقها, كما يجب أن تكون قادرة على التنبؤ على مدى قدراتها على تغيير العالم للأفضل و قادرة على الاختيار بين السيء و الجيد لوحدها و تعظيم الفائدة( القيمة) من الخيارات المتاحة أمامها.
في بعض مشاكل التخطيط يجب ان تكون الالة قادرة أو متأكدة من عواقب تصرفاتها و التأكد من اتساق توقعاته مع الواقع واذا كانت الضرورة يغير من خططه. كما يفضل ان يكون العامل الذكي قادرة على التخطيط مع عوامل متعددة و قادرا على استخدام المنافسة و التعاون في سبيل تحقيق الأهداف, هذا السلوك الناشيء تستخدمه الخوارزميات التطورية.
التعلم
من محاور أبحاث الذكاء الإصطناعي منذ البداية كان تعلم الالة , التعلم بدون إشراف, و القدرة على ايجاد انماط في العديد من المدخلات, التعلم تحت الاشراف يشمل الاتي: التصنيف ( و تحديد الاشياء و الى اي فئة تنتمي هذه), و التراجع و التعلم التقويمي, ويكون ذلك باستخدام مفاهيم مثل المنفعة , و التحليل الرياضي للخوارزميات.
اللغة الطبيعية للالة
المعالجة الطبيعية للغة تمكن الالة من قراءة لغات البشر و فهمها, يتأمل الباحثين أن تكون المعالجات الطبيعية للغة عند الالات قويا جدا لإكتساب المعرفة من تلقاء نفسها, من خلال قراءة النصوص مثل النص الذي أكتبه الان و المتاح عبر الأنترنت. بعض التطبيقات الالية لمعالجة اللغة الطبيعية تشمل معالجة النصوص و تحليلها و الترجمة الالية و هذه هي إحدى المشاكل.
الحركة و القدرة على التغيير
الروبوتات مجال وثيق بالذكاء الصناعي, و يلزم الروبوت الذكاء حتى يكون قادر على تغيير الاشياء و الملاحة على سبيل المثال لا الحصر, تحديد المكان الذي يتواجد فيه, و رسم الخرائط و تخطيط الحركة.
الادراك
تصور الالة هو قدرتها على استخدام مدخلات أجهزة الاستشعار مثلا الكاميرا و الميكروفون و اجهزة السونار لإستخلاص جوانب العالم.
الذكاء الاجتماعي
الالة الذكية و التي تمتلك عواطف و مهارات إجتماعية تقوم بدورين:
تكون قادرة على التنبوء بأفعال الأخرين و فهم الدوافع و الحالات العاطفية للانسان.
تحسين التعامل بين الالة و الانسان, تحتاج الالة الذكية في هذه الحالة إلى ان تظهر مشاعر التهذيب و الحساسية في التعامل مع البشر,( اي مشاعر عادي).
الإبداع
الابداع من المجالات الفرعية للذكاء الاصطناعي, يتناول الذكاء الاصطناعي الابداع من النواحي النظرية و العملية معا من خلال تطبقات معينة قادرة على توليد مخرجات ابداعية و عبقرية.
الذكاء العام
يأمل العديد من الباحثين ان يكونوا قادرين على دمج صورة الالات تمتلك ذكاء عام في نهاية المطاف. يعرف باسم الذكاء الإصطناعي القوي, يجمع كل المهارات التي سبق ذكرها و يتجاوز معظمها أو كل قدرات البشر, يعتقد البعض ان مثل هذا المشروع بحاجة الى صفات انسانية مصطنعة كالوعي الاصطناعي أو الدماغ الاصطناعية.
مسألة الذكاء الاصطناعي التام حتى يتم الوصول اليها يجب حل احدى المشاكل السابقة, و لحل مشكلة واحدة يجب حل كل المشكلات و القدرة على الترجمة مثلما يترجم الانسان.
تطبيقات الذكاء الإصطناعي (استخدامات الذكاء الاصطناعي)
تم استخدام الذكاء الاصطناعي بنجاح في مجموعة ضخمة من المجالات مثل النظم الخبيرة و معالجة اللغة الطبيعية و التمييز بين الأصوات و الصور و تحليلهما و التشخيص العلاجي و التحكم الالي و القانون و تداول الأسهم و ألعاب الفيديو و محركات البحث و الاكتشافات العلمية.
عندما تتسع استخدامات الذكاء الصناعية لا توصف بأنها ذكاء اصطناعي ولكن توصف احياناً بـ أثر الذكاء الأصطناعي.
ادوات ابحاث الذكاء الاصطناعي
خلال نصف قرن من البحوث صمم الذكاء الاصطناعي عددا هائلاً من الوسائل اتي تستخدم لحل اصعب مشاكل علوم الحاسوب نناقش منها ما يأتي:
البحث و التحسين
البحث الذكي باستطاعته ان يجد الحلول الممكنة للعديد من مشاكل الذكاء الاصطناعي التي تكون من الناحية النظرية يمكن اختزال التفكير المنطقي الى اجراء البحث, مثال لذلك يمكن اعتبار الدلائل المنطقية بحوثاً عن مسارات تنطلق من افتراضات الى نتائج, حيث كل خطوة ما هي الا تطبيق لقاعدة الإستدلال. تستخدم الخوارزميات الروبوتية محركات بحث محلية حتى تستطيع تحريك الأطراف و إستيعاب الأشياء و اسخدام هذه الخوارزميات يكون على اساس قابلية التحسين.
هناك نوع بحث مختلف تماما ظهر في التسعينات على اساس نظرية التحسين الرياضي, يمكن تصور هذه هذه الخوارزميات على أنها تشابه الأعمى الذي يتسلق قمة الجبل, يبدأ من نقطة عشوائية و بعض ذلك يأخذ بعض القفزات و الخطوات حتى يصل الى القمة, أما الخوارزميات تبدأ من عملية البحث بالتكهن و التخمين, ثم بعدها يعدل التخمين تدريجيا حتى الوصول الى درجة المثالية التي لا تسمح بوضع تحسينات بعدها.
المنطق
قام جون مكارثي بإدخال المنطق في مجالات بحوث الذكاء الإصطناعي في عام 1958 من خلال اطروحة اسماها (الاخذ بالمشورة) ) و لكن التنفيذ الساذج للخوارزميات يمكن أن يؤدي الى انفجار اندماجي و يقود الى حلقة مفرغة لا نهاية لها.
في عام 1974 قام روبرت كوالسكي بإقتراح تمثيل مجموعة تطبيقات منطقية حسب شروط القرن.
يستخدم المنطق لتمثيل المعرفة و حل المشكلات و التخطيط, هناك اشكال متعددة من المنطق مستخدمة في ابحاث الذكاء الاصطناعي.
المنطق الاقتراحي أو المنطق العباري: هو منطق البيانات التي بإمكانها ان تكون صحيحة أو تكون غير صحيحة.
المنطق الأولي: يسمح المنطق الاولي باستخدام الكلمات الدالة على الكميات و الخبر كما يمكن للمنطق التعبير عن حقائق الأشياء و خواص الاشياء و علاقتهم ببعضهم البعض.
المنطق التقريبي: هو نوع من المنطق الاولي و هو يسمح بتقييم حقائق الجملة بقيم بين 1 و 0 بدلا عن استخدام 1 للصحيح و 0 للخطأ, يستخدم المنطق التقريبي في نطاقات واسعة في الصناعات الحديثة و أنظمة مراقبة المنتجات الإستهلاكية.
المنطق الإفتراضي: المنطق غير المونوتوني و المنطق المحيط هما أشكال المنطق المصمم لمساعدة المنطق الافتراضي و مشاكل التأهيل.
تم تصميم عدة امتدادت للمنطق للتعامل مع مجالات معرفية محددة مثل المنطق الوصفي و حساب الموقف و الحدث و الحساب الطليق و الحساب الزمني و حساب المعتقد و الاحتمالات.
الطرق الإحتمالية للتفكير غير المؤكد
العديد من المشاكل في ابحاث الذكاء الاصطناعي, في التفكير, التخطيط, التعليم, و الفهم و الروبوتات كل هذه المشاكل تتطلب عوامل للعمل مع المعلومات غير المؤكة و غير الكاملة.
من نهاية الثمانينات و مطلع التسعينات دافع يهودا بيرل و غيره من الخبراء عن استخدام الاساليب المستمدة من نظرية الاحتمالات و الاقتصاد لوضع عدد من الادوات القوية لحل هذه المشاكل.
يمكن استخدام الخوارزميات الاحتمالية للترشيح و التنبؤ و التمهيد و إيجاد التفسيرات لكافة التيارات البيانية, مثال ذلك نموذج ماركوف أو مرشح كالمان.
الجدوى هي مفهوم رئيسي من علم الإقتصاد, و تعريف الجدوى هو مقياس لمعرفة قيمة شيء ما بالنسبة للعامل الذكي, تم وضع ادوات رياضية دقيقة تستخدم لتحليل كيف يمكن للعامل الذكي ان يختار أو يخطط باستخدام نظرية القرار و نظرية قيمة المعلومة مثل عملية قرار ماركوف و شبكة القرار الديناميكية و نظرية اللعبة و تصميم الالة, يعتبر كل ما سبق ذكره نماذج للأدوات الرياضية الدقيقة.
المصنفات و طرق التعلم الاحصائي
ما هي ابسط تطبيقات الذكاء الإصطناعي؟
يمكن تقسيم أبسط تطبيقات الذكاء الاصطناعي الى نوعين:
وحدات التحكم : أدوات التحكم هذه تصنف الشروط قبل استنتاج الأعمال.
المصنفات: تعد المصنفات جزءاً اساسياً من نظم الذكاء الأصطناعي, كما تُعد من المهام التي تستخدم انماط المطابقة حتى تستطيع تحديد أقرب مطابقة, و يمكن ضبط المصنفات و جعلها جذابة جدا وفقاً لنماذج أو أمثلة, تعرف هذه النماذج بالملاحظات, و ينتمي كل نمط منها إلى فئة محددة أو معينة مسبقاً, تعرف هذه الفئات مع الملاحظات بإسم مجموعة البيانات.
عندما توجد ملاحظة جديدة تصنف على أساس الخبرة السابقة, هذه المصنفات يمكن تدريبها بطرق مختلفة لأنه يوجد العديد من المناهج الاحصائية و تعليم الالة.
لا يمكن لتصنيف واحد ان يعمل بالشكل الأفضل في جميع المشاكل و هذا يشبه تماما مقولة ( لا توجد وجبة غذائية متكاملة مجانية), هذا لأن التصنيفات تمتلك نقاط الضعف و نقاط القوة, و يعتمد أداء التصنيف على خصائص البيانات التي يراد تصنيفها. أجريت الاختبارات التجريبية المتعددة و المختلفة للمقارنة بين أداء المصنفات و العثور على خصائص البيانات التي تعين تصنيف الأداء, على الرغم من ذلك تحديد التصنيف الامثل لمشكلة معينة يعتبر فناً و ليس مجرد علم.
ما هي أكثر المصنفات استخداماً في أبحاث الذكاء الأصطناعي؟
من أكثر التصنيفات ( المصنفات ) استخداماً الأتي:
الشبكات العصبية
جهاز النقل المدعم
خوارزمية (ك) لأقرب جار
نموذج كارل فريدريش جاوس المختلط
مصنف بايز البسيطSimple Bayes
شجرة القرارات
تم عمل مقارنة أداء بين هذه المصنفات على الكثير من مهام التصنيف, حتى يتم التوصل الى بيانات الخصائص التي تُعين تصنيف الأداء.
أصبحت تقنيات الذكاء الأصطناعي تؤثر بشكل أكثر أهمية على حياتنا من أي وقت سابق, و ربما قد أصبحت تمثل جزء من حياتنا, و قد رأى فريق من العلماء و الخبراء أن الوقت قد حان للتدخل من قبل مفكري علم الخلاق و الفلاسفة لضبط ما يحصل.
أينما تلتفت بنظرك سترى تقنيات الذكاء الأصطناعي, التي أتت لتبقى, يمكنك الان شراء أي شيء تحتاجه من كتب و افلام أو حتى تذاكر حفل أو طيران عبر الإنترنت, كما يمكنك تحديد ماذا كان هذا العلاج مناسب أو لا لمرضى السرطان, كل هذا و غيره يمكنك تحديده ألياً بواسطة برمجيات معقدة, فضلاً عن أن تقنيات الذكاء الالي(الصناعي) قد قطعت في الاونة الاخيرة اشواط كبيرة في التطور و أصبحت تمتلك امكانيات من شأنها ان تجعل حياة كل شخص أفضل.
تقنيات الذكاء الإصطناعي
عندما يسمع الشخص أخباراً عن الذكاء الاصطناعي قد يفترض بسهولة أنه لا علاقة له بالأمر، و قد يخال إليه أنه لا يركز في الذكاء الاصطناعي الا شركات التكنولوجيا لتسهل من أداء عملها، على العكس تماما، الذكاء الاصطناعي يؤثر على حياة الشخص اليومية وقد يواجه الإنسان أمثلة للذكاء الإصطناعي من صباح يومه وحتى ليله، فيما يلي أمثلة لإستخدام الذكاء الإصطناعي في يومنا:
بصمة الوجه في الهواتف المحمولة.
وسائل التواصل الإجتماعي.
رسائل البريد الإلكتروني.
الأجهزة المنزلية الذكية.
المساعد الصوتي.
في الختام سيكون من الصعب علينا تخيل حياتنا و روتين يومنا بدون الاجهزة الذكية و التي تحمل ذكاء اصطناعياً على الرغم من أنه تفتقد لأخلاقيات البشر التي تمكنها من فهمنا دون برمجيات ثابتة.