هوش مصنوعی شاخهای گسترده از علوم رایانه است که به طراحی و توسعه ماشین های هوشمند میپردازد. هدف اصلی هوش مصنوعی این است که وظایفی را انجام دهد که در حالت عادی به تواناییهای ذهنی و هوش انسان نیاز دارند. این فناوری با ترکیب الگوریتمها، دادههای کلان و یادگیری ماشین توانسته در زمینههای مختلفی مثل پزشکی، صنعت و خدمات تاثیرگذار باشد. آیندهی هوش مصنوعی مسیری است که میتواند شیوهی زندگی و کار انسان را بهطور اساسی تغییر دهد,هوش مصنوعی در تمامی صنایع قابل استفاده است نمونه آن استفاده از هوش مصنوعی در صنعت دامپزشکی و دامداری است که خیلی به بهینه شدن محصولات کمک کرده است.
چهار نوع هوش مصنوعی وجود دارد:
ماشین های واکنشی (Reactive Machines)
حافظه محدود (Limited Memory)
نظریه ذهن (Theory of Mind)
خودآگاهی (Self-Awarnes)
هوش مصنوعی چگونه کار می کند؟

رویکردها و مفاهیم هوش مصنوعی از همان سالهای ابتدایی پس از جنگ جهانی دوم مورد توجه دانشمندان قرار گرفت. کمتر از یک دهه بعد از شکستن رمز دستگاه انیگما توسط متفقین، آلن تورینگ ریاضیدان مشهور با پرسش تاریخی خود یعنی «آیا ماشینها میتوانند فکر کنند؟» مسیر تازهای را آغاز کرد. مقالهی او با عنوان «ماشینهای محاسباتی و هوش» در سال 1950 و آزمون تورینگ، چارچوبی نو برای تعریف هوش مصنوعی ترسیم کردند. در حقیقت، هوش مصنوعی شاخهای از علوم کامپیوتر است که به دنبال شبیهسازی تواناییهای ذهنی انسان در ماشینهاست. این حوزه وسیع همچنان باعث شکلگیری پرسشها و بحثهای فراوان شده، به گونهای که هنوز تعریف واحد و جهانی برای هوش مصنوعی وجود ندارد.
آیا ماشین ها توانایی تفکر دارند ؟
محدودیت اصلی در تعریف هوش مصنوعی بهعنوان «ساخت ماشینهای هوشمند» این است که توضیح دقیقی درباره اینکه فکر کردن ماشین به چه معناست ارائه نمیدهد. پرسش اصلی این است که چه چیزی باعث میشود یک ماشین واقعاً هوشمند باشد؟ در واقع، هوش مصنوعی یک علم میان رشتهای است که با ترکیب علوم رایانه، ریاضیات و علوم شناختی به دنبال شبیهسازی تواناییهای ذهنی انسان است. پیشرفتهای بزرگ در یادگیری ماشین و یادگیری عمیق در سالهای اخیر، باعث تغییر بنیادین در نحوه تصور ما از فناوری و آینده هوش مصنوعی شده است.
استوارت راسل و پیتر نورویگ در کتاب مرجع خود «هوش مصنوعی: رویکردی مدرن» بیان میکنند که هوش مصنوعی به معنای مطالعه عواملی است که محیط خود را درک کرده و براساس آن تصمیمگیری و عمل میکنند. این دیدگاه نشان میدهد که یادگیری و درک الگوها برای نزدیک شدن به ایدهی واقعی فکر کردن ماشین ضروری است.
به گفتهی راسل و نورویگ، چهار رویکرد تاریخی برای تعریف هوش مصنوعی وجود دارد:
انسانی فکر کردن
منطقی فکر کردن
رفتار انسانی
منطقی عمل کردن
دو رویکرد نخست بر فرآیندهای ذهنی و فکر کردن ماشین تمرکز دارند، در حالیکه دو رویکرد دیگر بیشتر بر رفتار و خروجی سیستمها تأکید میکنند. آنها بهویژه بر مفهوم «عامل منطقی» تأکید دارند؛ یعنی ماشینی که نهتنها میتواند مانند انسان تصمیم بگیرد، بلکه با استفاده از یادگیری ماشین و دادههای گذشته عملکرد خود را بهبود دهد. همین ویژگی است که مرز واقعی میان سیستمهای ساده و فناوری پیشرفته هوش مصنوعی را مشخص میکند.
مقالات شرکت پرتوتاپ رایان
پاتریک وینستون ، استاد هوش مصنوعی و علوم کامپیوتر در MIT ، هوش مصنوعی را اینگونه تعریف می کند: “الگوریتم های فعال شده توسط محدودیت ها ، نشان داده شده از مدل هایی که حلقه هایی را که تفکر ، ادراک و عمل را به هم پیوند می دهند ، پشتیبانی می کند.”
در حالی که ممکن است این تعاریف برای افراد عادی انتزاعی به نظر برسند ، اما به تمرکز این حوزه به عنوان حوزه ای از علوم رایانه و ارائه نقشه ای برای تزریق ماشین ها و برنامه ها با یادگیری ماشین و سایر زیر مجموعه های هوش مصنوعی کمک می کند.
انواع هوش مصنوعی بر اساس کاربرد

هوش مصنوعی بر اساس سطح توانایی و نوع کاربرد به چند دسته اصلی تقسیم میشود. هر کدام از این انواع، ویژگیها و محدودیتهای خاص خود را دارند و در صنایع مختلف بهکار گرفته میشوند. شناخت انواع هوش مصنوعی کمک میکند تا درک کنیم که ماشینها چگونه از هوش مصنوعی برای تصمیمگیری و حل مسائل استفاده میکنند.
انواع هوش مصنوعی بر اساس کاربرد:
ماشینهای واکنشی (Reactive Machines)
حافظه محدود (Limited Memory)
نظریه ذهن (Theory of Mind)
خودآگاهی (Self-awareness)
ماشین های واکنشی Reactive Machines
یک ماشین واکنشی از اساسی ترین اصول هوش مصنوعی پیروی می کند و همانطور که از نامش پیداست ، قادر است فقط از هوش خود برای درک و واکنش نسبت به جهان روبرو استفاده کند. یک ماشین واکنشی نمی تواند یک حافظه را ذخیره کند و در نتیجه نمی تواند به تجربیات گذشته تکیه کند تا تصمیم گیری را در زمان واقعی اطلاع دهد.
ماشین های واکنشی Reactive Machines
یک ماشین واکنشی از اساسی ترین اصول هوش مصنوعی پیروی می کند و همانطور که از نامش پیداست ، قادر است فقط از هوش خود برای درک و واکنش نسبت به جهان روبرو استفاده کند. یک ماشین واکنشی نمی تواند یک حافظه را ذخیره کند و در نتیجه نمی تواند به تجربیات گذشته تکیه کند تا تصمیم گیری را در زمان واقعی اطلاع دهد.
درک مستقیم جهان به این معنی است که ماشینهای واکنشی طوری طراحی شده اند که تنها تعداد محدودی از وظایف تخصصی را انجام دهند. محدود کردن عمدی جهان بینی یک ماشین واکنش گرا هیچ گونه اقدامی برای کاهش هزینه نیست و در عوض به این معنی است که این نوع هوش مصنوعی(هوش مصنوعی چیست) قابل اعتمادتر و قابل اطمینان تر است-هر بار به همان محرک ها یکسان واکنش نشان می دهد.
یک نمونه مشهور از ماشین واکنشی Deep Blue است که توسط IBM در دهه 1990 به عنوان یک ابر رایانه شطرنج طراحی شد و در یک بازی ، گری کاسپاروف ، استاد بزرگ بین المللی را شکست داد. دیپ بلو فقط قادر بود مهره ها را روی یک صفحه شطرنج تشخیص دهد و بداند که چگونه هر کدام بر اساس قوانین شطرنج حرکت می کند ، موقعیت فعلی هر مهره را تصدیق کرده و منطقی ترین حرکت در آن لحظه را تعیین کند. رایانه حرکات احتمالی آینده حریف خود را دنبال نمی کرد یا سعی نمی کرد قطعات خود را در موقعیت بهتری قرار دهد.
هر دور به عنوان واقعیت خاص خود ، جدا از هر حرکت دیگری که قبلاً انجام شده بود ، تلقی می شد.
یکی دیگر از نمونه های دستگاه واکنش گرا بازی AlphaGo گوگل است. AlphaGo همچنین قادر به ارزیابی حرکتهای آینده نیست اما برای ارزیابی پیشرفت های بازی فعلی به شبکه عصبی خود متکی است و در بازی پیچیده تر به برتری آبی عمیق می پیوندد. AlphaGo همچنین با شکست دادن قهرمان Go بازیکن Le Sedol در سال 2016 ، از رقبای این بازی در سطح جهانی برتر شد.
هوش مصنوعی ماشین واکنش گرچه محدوده محدودی دارد و به راحتی قابل تغییر نیست ، اما می تواند به سطحی از پیچیدگی برسد و هنگامی که برای انجام کارهای تکراری ایجاد شود ، قابلیت اطمینان را ارائه می دهد.
حافظه محدود Limited Memory
حافظه مصنوعی با حافظه محدود این قابلیت را دارد که داده ها و پیش بینی های قبلی را هنگام جمع آوری اطلاعات و سنجش تصمیمات احتمالی ذخیره کند – اساساً در گذشته به دنبال سرنخ هایی در مورد موارد بعدی باشید. هوش مصنوعی با حافظه محدود پیچیده تر است و امکانات بیشتری را نسبت به ماشین های واکنشی ارائه می دهد.
هوش مصنوعی (هوش مصنوعی چیست)با حافظه محدود زمانی ایجاد می شود که یک تیم مدلی را در زمینه تجزیه و تحلیل و استفاده از داده های جدید آموزش می دهد یا محیط هوش مصنوعی ایجاد می شود تا مدل ها به طور خودکار آموزش داده و تجدید شوند. هنگام استفاده از هوش مصنوعی حافظه محدود در یادگیری ماشین ، شش مرحله باید دنبال شود: داده های آموزشی باید ایجاد شود ، مدل یادگیری ماشین باید ایجاد شود ، مدل باید بتواند پیش بینی کند ، مدل باید بتواند بازخورد انسانی یا محیطی را دریافت کند ، که بازخورد باید به عنوان داده ذخیره شود و این مراحل باید به صورت یک چرخه تکرار شود.
مدل های یادگیری ماشین
مدلهای مختلف یادگیری ماشین برای حل مسائل گوناگون طراحی شدهاند و هرکدام رویکرد متفاوتی در تحلیل دادهها دارند. این مدلها میتوانند از طریق تجربه، دادههای گذشته یا حتی شبیهسازی تکاملی بهبود پیدا کنند. شناخت انواع مدلهای یادگیری ماشین به ما کمک میکند بهترین ابزار را برای پیشبینی و تصمیمگیری انتخاب کنیم.
یادگیری تقویتی: که میآموزد پیشبینیهای بهتری را از طریق آزمایش و خطای مکرر انجام دهد.
حافظه کوتاهمدت بلند (LSTM): که از دادههای گذشته برای پیشبینی مورد بعدی در یک دنباله استفاده میکند.
شبکههای تکاملی جنبشی مخالف (E-GAN): که با گذشت زمان تکامل مییابد و مسیرهای جدیدی را بر اساس تجربیات قبلی کاوش میکند.
نظریه ذهن و ارتباط آن با هوش مصنوعی
نظریه ذهن در هوش مصنوعی هنوز در مرحلهای نظری قرار دارد و ما هنوز به قابلیتهای علمی و تکنولوژیکی لازم برای رسیدن به این سطح پیشرفته از هوش مصنوعی دست نیافتهایم. این مفهوم بر پایهی اصول روانشناختی استوار است و نشان میدهد که موجودات زنده دارای افکار و احساساتی هستند که رفتار آنها را شکل میدهد. از دیدگاه ماشینهای هوش مصنوعی، نظریه ذهن به معنای توانایی سیستمها برای درک احساسات و افکار انسانها، حیوانات و دیگر ماشینهاست؛ بهطوری که این ماشینها با خوداندیشی و تحلیل محیط قادر به تصمیمگیری هوشمندانه میشوند. در واقع، برای تحقق چنین سطحی از هوش مصنوعی، ماشینها باید بتوانند مفاهیم ذهن، نوسانات احساسی و سایر اصول روانشناختی را بهصورت لحظهای پردازش کنند و این امر رابطهای دوطرفه میان انسان و هوش مصنوعی ایجاد میکند.
توانایی خودآگاهی در یادگیری ماشین

هنگامی که نظریه ذهن در هوش مصنوعی تثبیت شود، مرحله بعدی و پیشرفته، دستیابی به خودآگاهی در یادگیری ماشین است. این نوع هوش مصنوعی دارای آگاهی در سطح انسان بوده و قادر است وجود خود در جهان و همچنین حضور و وضعیت عاطفی دیگران را درک کند. چنین سیستمی میتواند بفهمد که دیگران چگونه ارتباط برقرار میکنند و نحوه تعامل آنها را تحلیل نماید.
خودآگاهی در ماشین مستلزم درک عمیق محققان از فرضیه آگاهی است تا بتوانند این قابلیت را به ماشینها منتقل کرده و مدلهای هوش مصنوعی خودآگاه ایجاد کنند. این پیشرفت نشاندهنده آیندهای است که در آن سیستمهای یادگیری ماشین نه تنها دادهها را تحلیل میکنند، بلکه میتوانند خودآگاهی و تصمیمگیری پیشرفتهای شبیه انسان داشته باشند.
اخبار شرکت پرتوتاپ رایان
دسته بندی هوش مصنوعی بر اساس محدودیت
2 . هوش مصنوعی عمومی (AGI): AGI ، که گاهی اوقات به عنوان “هوش مصنوعی قوی” نیز شناخته می شود ، نوعی هوش مصنوعی است که در فیلم ها می بینیم ، مانند روبات های Westworld یا Data from Star Trek: The Next Generation. AGI یک ماشین با هوش عمومی است و مانند یک انسان ، می تواند از این هوش برای حل هر مشکلی استفاده کند.
هوش مصنوعی باریک
هوش مصنوعی باریک در اطراف ما وجود دارد و به راحتی موفق ترین تحقق هوش مصنوعی تا به امروز است. بر اساس “آماده سازی برای آینده هوش مصنوعی” ، Narrow AI با تمرکز بر انجام وظایف خاص ، در دهه گذشته پیشرفت های زیادی را تجربه کرده است که “مزایای اجتماعی قابل توجهی داشته و به نشاط اقتصادی کشور کمک کرده است”. گزارش سال 2016 توسط دولت اوباما منتشر شد.
چند نمونه از هوش مصنوعی باریک عبارتند از:
1 . جستجوی گوگل
2 . نرم افزار تشخیص تصویر
3 . سیری ، الکسا و سایر دستیاران شخصی
4 . اتومبیل های خودران
5 . واتسون IBM
یادگیری ماشین و یادگیری عمیق

بسیاری از هوش مصنوعی باریک با پیشرفت هایی در یادگیری ماشین و یادگیری عمیق تأمین می شود. درک تفاوت بین هوش مصنوعی ، یادگیری ماشینی و یادگیری عمیق می تواند گیج کننده باشد. فرانک چن ، سرمایه گذار خطرپذیر ، مروری خوب بر نحوه تمایز بین آنها ارائه می دهد و خاطرنشان می کند:
به زبان ساده ، یادگیری ماشینی داده های رایانه را تغذیه می کند و از تکنیک های آماری برای کمک به “یادگیری” نحوه پیشرفت تدریجی در یک کار,برای مثال شرکت پرتو تاپ رایان از یادگیری تقویتی و یادگیری بر خط برای هوش مصنوعی در دامداری استفاده میکند ، بدون برنامه ریزی خاص آن کار ، استفاده می کند و نیاز به میلیون ها خط کد نوشتاری را از بین می برد. یادگیری ماشین شامل یادگیری تحت نظارت (با استفاده از مجموعه داده های دارای برچسب) و یادگیری بدون نظارت (با استفاده از مجموعه داده های بدون برچسب) است.
یادگیری عمیق نوعی از یادگیری ماشین است که ورودی ها را از طریق معماری شبکه عصبی با الهام از بیولوژیکی اجرا می کند. شبکه های عصبی شامل تعدادی لایه پنهان است که داده ها از طریق آنها پردازش می شود و به دستگاه اجازه می دهد تا در یادگیری خود “عمیق” شده و ارتباطات را ایجاد کرده و وزن را برای بهترین نتایج ایجاد کند.
تاریخچه
تاریخچه مختصر هوش مصنوعی(هوش مصنوعی چیست)
روبات های هوشمند و موجودات مصنوعی برای اولین بار در اسطوره های یونان باستان در دوران باستان ظاهر شدند. توسعه قیاس گرایی ارسطو و استفاده از استدلال قیاسی یک لحظه کلیدی در تلاش بشر برای درک هوش خود بود. در حالی که ریشه ها طولانی و عمیق هستند ، تاریخچه هوش مصنوعی آنطور که ما امروز فکر می کنیم کمتر از یک قرن را شامل می شود. در زیر نگاهی گذرا به برخی از مهمترین رویدادهای هوش مصنوعی است.
دهه 1940
1 . (1943) وارن مک کالو و والتر پیتس “محاسبه منطقی ایده ها در فعالیت عصبی” را منتشر می کنند. این مقاله اولین مدل ریاضی را برای ایجاد یک شبکه عصبی پیشنهاد کرد.
2 . (1949) دونالد هب در کتاب خود سازمان رفتار: نظریه عصب روانشناختی این نظریه را ارائه می دهد که مسیرهای عصبی از تجربیات ایجاد می شود و ارتباطات بین نورونها هرچه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد قوی تر می شود. یادگیری هبیان همچنان یک مدل مهم در هوش مصنوعی است.
دهه 1950
1 . (1950) آلن تورینگ “ماشین های محاسباتی و هوش” را منتشر می کند ، چیزی را که امروزه به نام آزمون تورینگ شناخته می شود ، پیشنهاد می کند ، روشی برای تعیین اینکه آیا یک ماشین هوشمند است.
2 . (1950) فارغ التحصیلان دانشگاه هاروارد ماروین مینسکی و دین ادموندز SNARC ، اولین کامپیوتر شبکه عصبی را ساختند.
3 . (1950) کلود شانون مقاله “برنامه نویسی کامپیوتر برای بازی شطرنج” را منتشر می کند.
4 . (1950) ایزاک آسیموف “سه قانون روباتیک” را منتشر می کند.
5 . (1952) آرتور ساموئل یک برنامه خودآموزی برای بازی چکرز ایجاد می کند.
6 . (1954) آزمایش ترجمه ماشینی جورج تاون-آی بی ام به طور خودکار 60 جمله روسی را که با دقت انتخاب شده اند به انگلیسی ترجمه می کند.
7 . (1956) عبارت هوش مصنوعی در “پروژه تحقیقاتی تابستانی دارتموث در زمینه هوش مصنوعی” ابداع شده است. این کنفرانس که دامنه و اهداف هوش مصنوعی را مشخص کرد ، به رهبری جان مک کارتی ، به عنوان تولد هوش مصنوعی به عنوان آنچه که امروزه می شناسیم ، تلقی می شود.
8 . (1956) آلن نیوئل و هربرت سایمون تئوریسین منطق (LT) ، اولین برنامه استدلال را نشان می دهند.
9 . (1958) جان مک کارتی زبان برنامه نویسی Lisp را توسعه می دهد و مقاله “برنامه هایی با عقل سلیم” را منتشر می کند. این مقاله فرضیه Advice Taker را پیشنهاد کرد ، یک سیستم هوش مصنوعی کامل با توانایی یادگیری از تجربه به همان اندازه که انسانها انجام می دهند.
10 . (1959) آلن نیول ، هربرت سیمون و جی سی شاو برنامه حل مشکل عمومی (GPS) را توسعه می دهند ، برنامه ای که برای تقلید از حل مشکلات انسان طراحی شده است.
11 . (1959) هربرت گلرنتر برنامه اثبات قضیه هندسه را توسعه می دهد.
12 . (1959) آرتور ساموئل اصطلاح یادگیری ماشین را در IBM به کار می برد.
13 . (1959) جان مک کارتی و ماروین مینسکی پروژه هوش مصنوعی MIT را تاسیس کردند.
دهه 1960
1 . (1963) جان مک کارتی آزمایشگاه هوش مصنوعی را در استنفورد راه اندازی می کند.
2 . (1966) گزارش کمیته مشورتی پردازش خودکار زبان (ALPAC) توسط دولت ایالات متحده عدم پیشرفت در تحقیقات ترجمه ماشینی ، یک ابتکار بزرگ جنگ سرد با وعده ترجمه خودکار و آنی زبان روسی را توضیح می دهد. گزارش ALPAC منجر به لغو کلیه پروژه های MT توسط دولت می شود.
3 . (1969) اولین سیستم های متخصص موفق در DENDRAL ، یک برنامه XX ، و MYCIN ، طراحی شده برای تشخیص عفونت های خون ، در استنفورد ایجاد شده است.
دهه 1970
1 . (1972) زبان برنامه نویسی منطقی PROLOG ایجاد شده است.
2 . (1973) “گزارش Lighthill” ، با جزئیات ناامیدی در تحقیقات هوش مصنوعی ، توسط دولت انگلیس منتشر می شود و منجر به کاهش شدید بودجه پروژه های هوش مصنوعی می شود.
3 . (1974-1980) سرخوردگی از پیشرفت توسعه هوش مصنوعی منجر به کاهش عمده DARPA در کمک های تحصیلی می شود. در ترکیب با گزارش قبلی ALPAC و سال گذشته “گزارش Lighthill” ، بودجه هوش مصنوعی خشک می شود و تحقیقات متوقف می شود. این دوره به عنوان “اولین زمستان هوش مصنوعی” شناخته می شود.
دهه 1980
1 . (1980) شرکت Digital Equipment Corporation R1 (همچنین به عنوان XCON شناخته می شود) ، اولین سیستم تجاری موفق تجاری را توسعه می دهد. R1 که برای پیکربندی سفارشات برای سیستم های کامپیوتری جدید طراحی شده است ، رونق سرمایه گذاری در سیستم های متخصص را آغاز می کند که بیشتر دهه طول خواهد کشید و عملاً اولین “زمستان هوش مصنوعی” را خاتمه می دهد.
2 . (1982) وزارت تجارت و صنعت بین المللی ژاپن پروژه بلند پروازانه سیستم های رایانه ای نسل پنجم را راه اندازی می کند. هدف FGCS توسعه عملکردی شبیه به ابر رایانه و بستری برای توسعه هوش مصنوعی است.
3 . (1983) در پاسخ به FGCS ژاپن ، دولت ایالات متحده ابتکار محاسبه استراتژیک را برای ارائه تحقیقات با بودجه DARPA در محاسبات پیشرفته و هوش مصنوعی آغاز می کند.
4 . (1985) شرکت ها بیش از یک میلیارد دلار در سال برای سیستم های متخصص هزینه می کنند و کل صنعت معروف به بازار ماشین های Lisp برای حمایت از آنها به راه می افتد. شرکت هایی مانند Symbolics و Lisp Machines Inc. رایانه های تخصصی برای کار با زبان برنامه نویسی Lisp Lisp ایجاد می کنند.
5 . (1987-1993) با پیشرفت فناوری محاسبات ، جایگزین های ارزان تری پدیدار شد و بازار ماشین های Lisp در سال 1987 سقوط کرد و “زمستان دوم هوش مصنوعی” را آغاز کرد. در این دوره ، نگهداری از سیستم های متخصص بسیار گران تمام شد .









اشتراک ها: هوشمند سازی در شیلات - پایش سلامت آسیا