ماهو الذكاء الإصطناعي
مفهوم الذكاء الإصطناعي
الذكاء الإصطناعي (Artificial Intelligence (AI هو العلم والهندسة اللذان يجعلان الحاسب الآلى آله ذكية وهو اصطناعي لأنه عبارة عن برامج وأجهزة تتعاون لتؤدي عملية فهم معقدة يمكن أن تضاهي ذكاء البشر من فهم وسمع ورؤية وشم وكلام وتفكير. أي أنه برامج ذكية + أجهزة = ذكاء اصطناعي.نستطيع القول أيضا بأن الذكاء الإصطناعي هو المساحة من علم الحاسب التي تركز على إنشاء آلة تستطيع القيام بما يقوم به الإنسان من أعمال ذكية.
بدأ موضوع الذكاء الإصطناعي عام 1947 م على يد العالم الآن تيورنج Alan Turing. و لقد حدد هذا العالم أن الذكاء الإصطناعي هو عمل برامج ذكية و ليس بناء آلات ذكية.
الذكاء اصطناعي يجعل الآلة (أي الحاسب) تبدو و كأنها ذكية و لكن الواقع أن الآلة كما هي لم تتغير و لكن مطور البرنامج هو الذي أعد البرنامج بحيث يؤدي أعمال ذكية أو لنقل تبدو ذكية.
اختبار تيورنج (Turing Test)
حدد تیورنج أن الآلة الذكية هي التي تنجح في أن تبدو كالإنسان في ملاحظتها للمعرفة.
الآلة الطفلة (Child Machine)
هي الآلة التي يمكنها أن تتحسن بالتعلم من الخبرة. وقد طرحت هذه الفكرة عدة مرات ولكن لم تصل برامج الذكاء الإصطناعي إلى المستوى الذي يمكننا من تحقيق ذلك.
هل الذكاء الإصطناعي مضاه أو مشابه لذكاء الإنسان؟
أحيانا بنسبة معينة و ليس دائما.
هل الذكاء الإصطناعي ينوى وضع عقل الإنسان داخل الحاسب الآلى؟
في البداية أقر بعض الباحثين أن هذا هو الهدف و لكن ذلك بعيد المنال لأن عقل الإنسان ملئ بالغرائب و الصعوبات و غير مفهوم حتى الآن بصورة كاملة.
ما العلوم الواجب دراستها قبل الذكاء الإصطناعي؟
- الرياضيات ← الرياضيات المنطقية.
- أحد لغات البرمجة الخاصة بالذكاء الإصطناعي ← لغة Java أو ++C أو Prolog
- بعض التطبيقات ← اللغات أو علم النفس أو علم الأحياء أو غير ذلك.
من المفيد أن نعلم أن كافة برامج و نظم الذكاء الإصطناعي تحاول أن تضاهي حواس و خصائص الإنسان المختلفة مثل الحركة المحسوبة و التفكير و الشم و الرؤية و التعرف على الأشكال و النماذج المعقدة والتذوق و التكلم و إدراك الكلمات و فهم معانيها و غير ذلك، أحيانا يتفوق أداء برنامج الذكاء الإصطناعي على الإنسان و لكن ذلك في السرعة فقط أما الإنسان الخبير فلا شك أنه أقدر من البرنامج في بعض النواحي.
إن الذكاء الإصطناعي يعتبر من أهم علوم الحاسب الآلى خاصة في الوقت الحاضر. فنحن بحاجة ماسة لمعرفته والإلمام به. هذا العلم يعتبر أساس التقنيات الحديثة والتي نراها الآن في المجال العسكري وفي المجال المدني في كثير من الاستخدامات.
فروع الذكاء الإصطناعي AI Branches
تعددت المجالات التي شملها علم الذكاء الإصطناعي لدرجة أن المتخصص في هذا العلم أصبح متخصصا فقط في فرع واحد أو فرعين من فروعه و ليس في كافة فروع هذا العلم.
فيما يلي نسرد بعضا من تلك الفروع لنتعرف على بعض المجالات التي تقع بين جنبات هذا العلم :
الذكاء الإصطناعي المنطقي (Logical Al)
هي البرامج التي تعرف حقائق عن تطبيق معين والأهداف المطلوب تحقيقها ويتم تمثيل الحقائق والأهداف بلغة المنطق الرياضي (Mathematical Logical language)البحث (Search)
جميع البرامج تبحث في عدد كبير جدا من الاحتمالات (مثل الحركة في لعبة الشطرنج ) وذلك لإيجاد حل لأحد المشاكل. يهدف Al إلى جعل البحث أكثر سرعة ودقة.ملاحظة الشكل أو النموذج (Pattern Recognition)
هی برامج تستطيع ملاحظة (التعرف) الأشكال و النماذج والتمييز بينها أكثر من دقة العين. على سبيل المثال : التعرف على صاحب البصمة و قراءة خط اليد بلغة ما.
تمثيل المعرفة (Knowledge Representation)
يتم تمثيل حقائق عن أحد مجالات الحياة (مجال التطبيق) بأحد طرق تمثيل المعرفة مثل لغة المنطق الرياضي أو النموذج (Model) أو الإطار (Frame) أو القواعد (Rule_based) و شبكة المعرفة (Semantic Net) و التمثيل بالحالات (Case_based) بالإضافة إلى طرق أخرى.الاستنتاج (Inference)
هو استنتاج معرفة جديدة من معرفة قديمة أي استخلاص معلومات للوصول إلى الحل. و تعرف عملية الاستدلال على الحل باسم Reasoningالتعلم من الخبرة (Learning From Experience)
يمكن للبرامج أن تتعلم بعض الحقائق الجديدة أو الإجراءات الممكن اتخاذها في المواقف الجديدة القريبة الصلة من مواقف سابقة أو تعلم قاعدة (قانون معين) من مثال.التخطيط (Planning)
هو برامج تبدأ بحقائق عامة من مجال معين وخصوصا حقائق عن تأثير الإجراءات وكذلك الأهداف المطلوبة . تقوم هذه البرامج بتوليد ( إنشاء ) خطة استراتيجية للوصول إلى الهدف. (الخطة هي سلسلة من الخطوات أو الإجراءات).
المعينات الإلكترونية الذكية (Artificial Agent)
هي برامج تشبه الدوال تقوم بمراقبة (ملاحظة) البيئة التي تعمل عليها وعند قیاس (حدوث) شئ معين تقوم باتخاذ الإجراء المناسب فورا. وتوجد بعض المعينات التى تحتفظ بخلفية سابقة عن البيئة وتنتظر حدوث سلسلة من الأحداث لتقوم باتخاذ الإجراء المناسبتقنيات المنطق الغامض / المشوش (Fuzzy Logic Technique)
هی برامج / أساليب تستخدم قواعد المنطق المشوش fuzzy-logic في تحليل الأشياء وذلك لصعوبة استخدام الإجابة (نعم - لا). لتحديد بعض الحلول ولكن يمكن استخدام مصطلحات تعبر بشكل اقرب لفهم البشر وهي على سبيل المثال (ممتاز - جيد جدا - جيد - ضعيف).
شبكة الخلية العصبية والحسابات المتوازية (Neural Network & Parallel Computations)
عقل إنسان يتكون من شبكة (مثل شبكة الإنترنت) من بلايين الخلايا العصبية، كل خلية تسمی نیورون (Neuron). كل خلية بمفردها لا تستطيع أن تؤدي عملا ذو معنى. لكن كل مجموعة من الخلايا يمكن أن تتعاون التؤدي عملا معينا في نفس الوقت الذي تتعاون فيه مجموعات أخرى لتؤدي أعمالا أخرى. يتم عمل برامج تستخدم نفس هذه الفكرة بإنشاء وحدات تشبه النيورون وتقوم في مجملها بمجموعة من الحسابات المتوازية من خلال عمليات رياضية منطقية.الخوارزميات الجينية (Genetic Algorithms(GA
اكتشف علماء الطب الجينات الطبيعية و تعرفوا على تركيبها و أكتشفوا أن الجينات الطبيعية تتحكم في خصائصنا الطبيعية و أدائنا و شخصيتنا وصحتنا. و لقد قاد هذا الاكتشاف الرائع إلى استخدام الخوارزميات الجينية (GA) في حسابات التطبيقات الهندسية. تتضمن الخوارزميات مجموعة من العمليات العامة التي تتكامل لحل الكثير من المشاكل الدقيقة أو الغير ملموسة . الخوارزميات الجينية هي طريقة بحث مبنية على ما يطلق عليه تجمع مجموعة الحلول (population) و هو مجموعة من نقاط عينات توفر معلومات عن عدة مستويات من الخصائص.تطبيقات الذكاء الإصطناعي AI Applications
تنوعت و تشعبت تطبيقات الذكاء الإصطناعي لتضم العديد التطبيقات. من خلال هذه التطبيقات يستطيع مطورو نظم و برامج الذكاء الإصطناعي من تطبيق أكثر من فرع في تطبيقاتهم.
فيما يلي نسرد بعضا من التطبيقات الهامة في مجال الذكاء الإصطناعي :
الألعاب الذكية (Intelligence Games)
مثل لعبة الشطرنج (Chess game)
تمييز الكلام (Speech Recognition)
هی برامج تستطيع تحويل الأصوات إلى كلمات (text) على الحاسب . وهناك برامج تمكن المستخدم من توجيه أوامر وجمل للحاسب (السكرتير الآلي). بعض الأماكن ذات الوضع الأمني المميز تستخدم الصوت للتعرف على الموظفين أو العملاء في البنوك.صناعة الكلام (Speech Synthesis)
هي برامج تستطيع تحويل الكلمات و الجمل المكتوبة على الحاسب (text) إلى أصوات. وهناك برامج تمكن المستخدم من قراءة الجمل و ترجمتها و هي تفيد جميع المستخدمين و خصوصا ذوى الإعاقة البصرية أو اليدوية.
تمييز و قراءة الحروف (Character Recognition)
هی برامج تستطيع قراءة حروف و کلمات مكتوبة باليد أو مطبوعة و تحويلها إلى حروف و کلمات و جمل على الحاسب (text). بعد ذلك نستطيع استخدام هذا النص كما لو كنا قد أدخلناه من لوحة المفاتيحتمييز النماذج و التعرف عليها (Pattern Recognition)
هي برامج تستطيع التعرف على النماذج المختلفة مثل التعرف على بصمة اليد (Finger Print) و غيرهافهم اللغات الطبيعية (Natural Language Understanding)
برامج تمكن الحاسب من فهم لغة طبيعية (مكتوبة أى Text) مثل اللغة العربية أو الإنجليزية أو أي لغة أخرى في مجال تطبيق معين. و نعنی بالفهم هنا هو التعرف أولا على التركيب النحوي للجمل و موقع كل كلمة من الإعراب ثم فهم معنى الجملة و الرد عليها سواء بإضافة معلومة جديدة إلى قاعدة المعرفة أو استخراج معلومة معينة مطلوبة من قاعدة المعرفة أو التحقق من صحة معلومة من عدمه. مثال على ذلك نظم AQAS و Elizaالرؤية بالحاسب (Computer Vision)
هی برامج تستخدم في التعرف على الصور و الكائنات. من ضمن هذه البرامج : برامج تستخدم مع الذراع الآلى للتعرف على الأجزاء المختلفة قبل نقلها أو تركيبها و التحرك داخل مفاعل ذري أو إجراء لحام خطر تحت الماء أو تجميع الأجهزة الدقيقة بالإضافة إلى العديد من التطبيقات.نظم الخبرة (Expert System)
هي برامج تستخدم لاستخلاص و تجميع خبرة العديد من الخبراء من مجال معين ثم تستخدم لإيجاد حلول للمشاكل المماثلة في الطب و الزراعة والاقتصاد. أمثلة على ذلك : نظم Mycin
الكائنات الألية أو الأذرع الآلية (Robotics)
هي أجهزة يتم تصميمها و تطويرها بحيث تؤدى بعض التحركات و أحيانا بعض الأصوات و تستطيع حمل بعض المواد الخطرة أو الدخول في منطقة إشعاعية أو الكشف عن متفجرات أو اللحام تحت الماء أو تجميع الأجهزة الإلكترونية الدقيقة و السيارات. تستخدم هذه الآلات الكثير من تقنيات الذكاء الإصطناعي مثل الرؤية بالحاسب و التفكير و تمييز و نطق الكلام.خصائص برامج و نظم الذكاء الإصطناعي Characteristics of AI Programs and Systems
البرامج و النظم التي نبنيها و تقع تحت تصنيف برامج الذكاء الإصطناعي لابد و أنها تختلف عن البرامج التقليدية و نظم قواعد البيانات. فهذه الفئة من البرامج قد أعدت لكي تؤدي وظيفة لا يمكن أن تؤديها البرامج و النظم التقليدية. لأن برامج الذكاء الإصطناعي قد نشأت بالأساس لتضاهي حواس الإنسان.وقد استطاع الباحثون إنشاء برامج و نظم تقارب بصورة مصغرة تفكير الإنسان مثل فهم الكلام و الطيار الآلي و نظم الفضاء و النظم العسكرية. مثل الفرامل الذكية في السيارات و السخانات الذكية في المصانع و أعمدة تكرير البترول .
الصفات الواجب توافرها في برامج الذكاء الإصطناعي هي :