مقدمه عن الذكاء الاصطناعى

الذكاء الاصطناعي, هو سلوك و خاصيات معينة تتسم بها البرامج الحاسوبية تجعلها تحاكي القدرات الذهنية البشرية و أنماط عملها. من أهم هذه الخاصيات القدرة على التعلم و الإستنتاج و رد الفعل على أوضاع لم تبرمج في الآلة. إلا أن هذا المصطلح إشكالي نظرا لعدم توفر تعريف محدد للذكاء. الذكاء الإصطناعي فرع من علم الحاسوب.كما تعرف الكثير من الكتب الذكاء الاصطناعي على انه " دراسة وتصميم العملاء الأذكياء" والعميل الذكي هو نظام يستوعب بيئته ويتخذ المواقف التي تزيد من فرصته في النجاح في تحقيق مهمته أو مهمة فريقه.[1] جون ماكارثي، الذي صاغ هذا المصطلح في عام 1956، [2] عرفه بأنه "علم وهندسه صنع آلات ذكيه".[3]

اسس هذا المجال علي افتراض أن ملكة الذكاء يمكن وصفها بدقة بدرجة تمكن الآله من محاكاتها.[4] هذا يثير جدل فلسفي حول طبيعة العقل البشري وحدود المناهج العلميه، وهى قضايا تم تناولها اسطوريا، خياليا وفلسفيا منذ القدم.[5] كما يدور جدل عن ماهية الذكاء و أنواع الذكاء التي يمتلكها الإنسان و كيفية محاكاتها من الآلة. كان وما زال الذكاء الاصطناعي سببا لحالة من التفاؤل الشديد،و لقد عانى نكسات فادحة[20] واليوم، أصبح جزءا أساسيا من صناعة التكنولوجيا، حاملا عبء ثقيل من أصعب المشاكل في علوم الكمبيوتر.[6]

ان بحوث الذكاء الاصطناعي من الأبحاث عاليه التخصص والتقنيه، لدرجة أن بعض النقاد ينتقدون "تفكك" هذا المجال.[7] تتمحور المجالات الفرعية للذكاء الاصطناعي حول مشاكل معينة، وتطبيق ادوات خاصة وحول اختلافات نظريه قديمة في الاراء.المشاكل الرئيسية للذكاء الاصطناعي تتضمن قدرات مثل التفكير المنطقى والمعرفة والتخطيط والتعلم والتواصل والادراك والقدرة علي تحريك وتغيير الأشياء.[8] الذكاء العام (أو "الذكاء الاصطناعى القوى")، ما زال هدفا بعيد المدى لبعض الأبحاث.[9]
تاريخ بحوث الذكاء الاصطناعيفي منتصف القرن العشرين، بدأ عدد قليل من العلماء استكشاف نهج جديد لبناء آلات ذكية، بناء على الاكتشافات الحديثة في علم الأعصاب، ونظرية رياضية جديدة للمعلومات، وتطور علم التحكم الآلي، وقبل كل ذلك، عن طريق اختراع الحاسوب الرقمي، تم اختراع آله يمكنها محاكاة عملية التفكير الحسابى الإنسانية.[10]

اسس المجال الحديث لبحوث الذكاء الاصطناعي في مؤتمر في حرم كليه دارتموث في صيف عام 1956.[11] أصبح هؤلاء الحضور قادة بحوث الذكاء الاصطناعي لعدة عقود، وخاصة جون مكارثي ومارفن مينسكاي، ألين نويل وهربرت سيمون الذي اسس مختبرات للذكاء الاصطناعي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا(MIT) وجامعة كارنيجي ميلون(CMU) وستانفورد.هم وتلاميذهم كتبوا برامج أدهشت معظم الناس.[47] كان الحاسب الآلي يحل مسائل في الجبر ويثبت النظريات المنطقيه ويتحدث الإنجليزيه.[12] بحلول منتصف الستينات أصبحت تلك البحوث تمول بسخاء من وزاره الدفاع الأمريكيه.[56] و هؤلاء الباحثون قاموا بالتوقعات الآتية:عام 1965، هـ. أ. سيمون : "الآلات ستكون قادرة، في غضون عشرين عاما، علي القيام بأي عمل يمكن أن يقوم به الإنسان".[13]
عام 1967، مارفين مينسكاي : "في غضون جيل واحد... ‎ سوف يتم حل مشكلة خلق ' الذكاء الاصطناعي ' بشكل كبير".[14]


ولكنهم فشلوا في ادراك صعوبة بعض المشاكل التي واجهتهم.[15] في عام 1974، وردا على انتقادات السير جيمس Lighthill الانجليزى والضغط المستمر من الكونغرس لتمويل مشاريع أكثر إنتاجية، قطعت الحكومتين الامريكية والبريطانية تمويلهما لكل الابحاث الاستكشافية الغير موجهة قي مجال الذكاء الاصطناعى، كانت تلك أول انتكاسة تشهدها أبحاث الذكاء الاصطناعى.[16]

في أوائل الثمانينات، شهدت أبحاث الذكاء الاصطناعى صحوة جديدة من خلال النجاح التجاري "للنظم الخبيرة"، [17] و هي أحد برامج الذكاء الاصطناعي التي تحاكى المعرفة والمهارات التحليلية لواحد أو أكثر من الخبراء البشريين. بحلول عام 1985 وصلت أرباح أبحاث الذكاء الاصطناعي في السوق إلى أكثر من مليار دولار، وبدأت الحكومات التمويل من جديد.[18] وبعد سنوات قليلة، بدءا من انهيار سوق الة ال Lisp Machine (احدى لغات البرمجة) في عام 1987، شهدت أبحاث الذكاء الاصطناعى انتكاسة أخرى ولكن أطول.[19]

في التسعينات وأوائل القرن الواحد والعشرين، حقق الذكاء الاصطناعي نجاحات أكبر، وإن كان ذلك إلى حد ما وراء الكواليس. يستخدم الذكاء الاصطناعي قي اللوجستية، واستخراج البيانات، والتشخيص الطبي والعديد من المجالات الأخرى في جميع أنحاء صناعة تكنولوجيا.[6] يرجع ذلك النجاح إلى عدة عوامل هي : القوة الكبيرة للحواسيب اليوم (انظر قانون مور)، وزيادة التركيز على حل مشاكل فرعية محددة، وخلق علاقات جديدة بين مجال الذكاء الاصطناعي وغيرها من مجالات العمل في مشاكل مماثلة، وفوق كل ذلك بدأ الباحثون الإلتزام بمناهج رياضية قوية ومعايير علمية صارمة.[20]
فلسفة الذكاء الاصطناعىيشكل الذكاء الاصطناعي تحديا والهاما لعلم الفلسفة ؛ لزعمه القدرة على إعادة خلق قدرات العقل البشرى. هل هناك حدود لمدى ذكاء الالات؟ هل هناك فرق جوهري بين الذكاء البشري والذكاء الاصطناعي؟ وهل يمكن أن يكون للالة عقل ووعى؟ عدد قليل من أهم الإجابات على هذه الأسئلة ترد أدناه.[21]
الات الحساب والذكاء "قانون تورينج "
إذا كان الجهاز يعمل بذكاء يضاهى الإنسان ، اذا فذكائه يماثل ذكاء الإنسان. تفيد نظرية آلان تورنج أنه، في نهاية المطاف، لا يسعنا إلا أن نحكم على ذكاء آلالة بناءأعلى أدائها. هذه النظرية تشكل أساسا لاختبار تورينج.[22]
أطروحة دارتموث
" يمكن وصف كل جانب من عملية التعلم أو غيرها من مظاهرالذكاء بدقة شديدة تمكن الإنسان من تصميم آلة تحاكيه ". طبع هذا التأكيد في الأطروحة المقدمة لمؤتمر دارتموث عام 1956، وهو يمثل موقف معظم الباحثين قي مجال الذكاء الاصطناعى.[4]
فرضية نظام نويل وسيمون للرموز المادية
"نظام الرموز المادية لديه الوسائل الضرورية والكافية للأفعال الذكية بوجه عام". مفاد هذه الجملة هو ان جوهر الذكاء يكمن قي المقدرة على معالجة الرموز.[23] على عكس ذلك، يعتقد أوبير دريفوس أن الخبرات البشرية تتشكل بشكل غريزى لا واعى ولا تعتمد على التلاعب بالرموز بشكل واعى ؛ فهى تتطلب أن يكون لدى الإنسان "شعور" بالموقف حتى وان لم تكن لديه المعرفة الكافية بالرموز.[24][25]
نظرية عدم الاكتمال الخاصة بجودل
لا يمكن لنظام منطقي (مثل برنامج حاسوبي) إثبات جميع الجمل الصحيحة. يعتقد روجر بينروز واخرون غيره أن نظرية جودل وضعت حدودا لما يمكن أن تفعله الالات بما أنها وضعت حدا لما يمكن إستنتاجه حسابيا، [26][27] ولكنها لم تضع حدودا لما يمكن أن يفعله الإنسان.
فرضية سيرل حول الذكاء الاصطناعى القوي
"يمكن أن يكون لجهاز الكمبيوتر عقلا يماثل عقل الإنسان ان تمت برمجته بشكل ملائم بالمدخلات والمخرجات الصحيحة". [28] يرد سيرل على هذا التأكيد بحجته المعروفة بالغرفة الصينية، والتي تطلب منا أن ننظر داخل الكمبيوتر، لنحاول أن نعرف أين قد يكون هذا "العقل".[29]
فرضية المخ الاصطناعى
يمكن محاكاة المخ. هانز مورفيك (Hans Moravec)،راي كرزويل (Ray Kurzweil) وغيرهم قالوا بأنه من الممكن من الناحية التقنية نسخ الدماغ مباشرة في المعدات والبرمجيات، وبأن هذا سيتم بشكل مطابق للأصل تماما.[30]

أبحاث الذكاء الاصطناعىفي القرن الواحد والعشرين، أصبحت أبحاث الذكاء الاصطناعى على درجة عالية من التخصص والتقنية، وانقسمت إلى مجالات فرعية مستقلة بشكل عميق لدرجة أنها أصبحت قليلة ببعضها البعض. [138]نمت أقسام المجال حول مؤسسات معينة، وعمل الباحثين، وعلى حل مشكلات محددة، وخلافات في الرأي نشأت منذ زمن طويل حول الطريقة التي ينبغي أن يعمل وفقا لها الذكاء الاصطناعى، وتطبيق أدوات مختلفة على نطاق واسع.
[عدل]
مشاكل الذكاء الاصطناعى

انقسمت مشكلة محاكاة (أو خلق) الذكاء إلى عدد من المشاكل الفرعية المحددة. وتتكون هذه من سمات أو قدرات معينة يود الباحثون أن يجسدها نظام ذكي. تلقت الملامح المذكورة أدناه أكبر قدر من الاهتمام.[8]
[عدل]
الاستنتاج ،و التفكير المنطقى، والمقدرة على حل المشكلات

وضع الباحثون الأوائل قي علم الذكاء الاصطناعى الخوارزميات التي تحاكى التفكير المنطقى المتسلسل الذي يقوم به البشر عند حل الألغاز، ولعب الطاوله أو الاستنتاجات المنطقية.[31] وفى الثمانينيات والتسعينيات، أدت أبحاث الذكاء الاصطناعى إلى التوصل لوسائل ناجحة للغاية للتعامل مع المعلومات الغير مؤكدة أو الغير كاملة، مستخدمة قي ذلك مفاهيم من الاحتمالية والاقتصاد.[32]

بالنسبة للمشاكل الصعبة، تتطلب معظم هذه الخوارزميات موارد حسابية هائلة—مما يؤدى إلى "انفجاراندماجي " :أى يصبح مقدار الذاكرة أو الوقت اللازم للحواسيب فلكي عندما تتجاوز المشكلة حجما معينا. البحث عن خوارزميات أكثر قدرة على حل المشكلات هو أولوية قصوى لأبحاث الذكاء الاصطناعى.[33]

يحل البشر معظم مشاكلهم باستخدام أحكام سريعة بديهية وليست واعية، عن طريق الاستنتاج التدريجى الذي تمكن الباحثون الأوائل قي علم الذكاء الاصطناعى من محاكاته اليا. [155] حققت أبحاث الذكاء الاصطناعى بعض التقدم في تقليد هذا النوع "الرمزي الفرعى" من مهارات حل المشاكل : المناهج المتضمنة قي ذلك تأكد أهمية المهارات الحسية الحركية للتفكير الأرقى؛ويحاول البحث قي مجال الشبكات العصبية محاكاة الهياكل داخل مخ الإنسان والحيوان التي تؤدى إلى ظهور هذه المهارة.
تمثيل المعرفةتمثيل المعرفة [34] و هندسة المعرفة [35] هي محور أبحاث الذكاء الاصطناعى. كثير من المشاكل التي يتوقع أن تحلها آلالات سوف تتطلب معرفة واسعة بالعالم. من بين الأمور التي تحتاج أن يمثلها الذكاء الاصطناعى : الأشياء والخواص والمجموعات التصنيفية والعلاقات بين الأشياء ؛ [36] و المواقف والأحداث، والدول، والزمن ؛ [37] الأسباب والنتائج ؛ [38] معرفة المعرفة (ما نعرفه عما يعرفه الناس) [39] وغيرها من المجالات الكثيرة النى لم تلق القدر الكافى من البحث. يسمى التمثيل الكامل "لما هو موجود" أنطولوجية (وجودية) [40] (كلمة مقترضة من الفلسفة القديمة)، والأكثر شمولا منها تسمى أنطولوجيات عليا.

من بين أصعب المشاكل في تمثيل المعرفة هي :
التفكير الافتراضي ومشكلة التأهيل
يعد الكثير مما يعرفه الناس "افتراضات". على سبيل المثال، عند ذكر الطيور في محادثة، عادة ما يرسم مخ الإنسان صورة حيوان في حجم قبضة اليد، يغني، ويطير. بالطبع لا تنطبق كل هذه المواصفات على كل الطيور. عرف جون مكارثي هذه المشكلة في عام 1969 [41] بمشكلة المؤهلات : لكل قاعدة منطقية يهتم باحثي الذكاء الاصطناعى بتمثيلها، العديد من الاستثناءات. لا يوجد شيء تقريبا يمكن القول ببساطة أنه حقيقية أم لا بالطريقة التي يقتضيها المنطق المجرد. استكشفت أبحاث الذكاء الاصطناعى عددا من الحلول لهذه المشكلة.[42]
اتساع المعرفة المنطقية
يعلم الإنسان العادي عددا كبيرا من الحقائق عن الذرة. مشاريع البحوث التي تسعى إلى بناء قاعدة كاملة من المعرفة المنطقية (مثل Cyc) تتطلب كميات هائلة من الهندسة الأنطولوجية -- فهى يجب أن تبنى بطريقية تقليدية حيث يتم بناء المفاهيم المعقدة واحدا تلو الاخر.[43] من أحد الأهداف الرئيسيةأن يفهم جهاز الكمبيوتر عددا وافرا من المفاهيم ليكون قادرا على التعلم من خلال قراءة مصادر مثل الإنترنت، وبالتالي يكون قادرا على أن يضيف إلى أنطولوجيته.
شكل الفرعى الرمزى لبعض المعرفة المنطقية
الكثير مما يعرفه الناس غير ممثل ب "الحقائق" أو "البيانات" التي يمكن التحدث عنها. على سبيل المثال، تجد من كان ذا خبرة بالشطرنج يتجنب موضعا معينا لانه "مكشوف أو غير امن" [44] وتجد الناقد الفنى يدرك أن تمثالا مزيفا بنظرة واحدة.[45] هذه بديهيات أو ميول تتمثل في الدماغ بشكل غير واع وشبه رمزي.[46] مثل هذه المعرفة يدعم ويوفر السياق، للمعرفة الرمزية الواعية. وكما هو الحال مع مشكلة التفكير المنطقى الشبه رمزي، من المأمول أن توفر أبحاث الذكاء الاصطناعى أو الذكاء الحسابى وسائل لتمثيل هذا النوع من المعرفة.[46]
التخطيطيجب أن تكون العوامل الذكية قادرة على تحديد الأهداف وتحقيقها.[47] فهي قي حاجة إلى طريقة لتصور المستقبل (يجب أن يكون لديها القدرة على تمثيل حال البشر قي هذا العالم، وتكون قادرة على التنبؤ بمدى مقدرتهم على تغييره)، وتكون قادرة على الاختيار لتعظيم الفائدة (أو "القيمة") من الخيارات المتاحة.[48]

في بعض مشاكل التخطيط، يمكن أن يفترض العامل الذكى أنه الشيء الوحيد الذي يعمل في العالم ويمكنه أن يصبح متأكدا من عواقب تصرفاته.[49] بالرغم من ذلك، وإذا كان ذلك غير صحيح، يجب أن يتأكد العامل بشكل دورى من اتساق توقعاته مع الواقع ،ويجب أن يغير خطته عند الضرورة، يتطلب ذلك أن يعمل العامل قي ظل عدم اليقين.[50]

التخطيط عن طريق عوامل متعددة يستخدم التعاون والمنافسة بين الكثير من العوامل لتحقيق هدف معين. السلوك الناشئ مثل هذا تستخدمه الخوارزميات التطورية والذكاء السربى.[51]

التعلم
تعلم الآلة [52] كان تعلم الالة محوريا قي أبحاث الذكاء الاصطناعى منذ البداية.[53] التعلم بدون إشراف هو القدرة على إيجاد أنماط في عدد كبير من المدخلات. التعلم تحت الاشراف يشمل كلا من التصنيف (القدرة على تحديد إلى أى فئة ينتمي شيء ما، بعد رؤية عددا من النماذج لعدة أشياء من فئات عدة)، والتراجع (اكتشاف الية مستمرة من شأنها أن تولد نواتج من المدخلات ،في ضوء مجموعة من المدخلات والمخرجات العددية من الأمثلة). في التعلم التقويمى [54] يكافأ العامل على الاستجابة الحسنة ويعاقب على الاستجابة السيئة. يمكن تحليل هذه الاستجابات من حيث نظرية القرار، وذلك باستخدام مفاهيم مثل المنفعة. التحليل الرياضي لخوارزميات تعلم الآلة وأدائها هو فرع من علوم الكمبيوتر النظرية المعروفة باسم نظرية التعلم الحسابية.الية عمل اللغة الطبيعيةالمعالجة الطبيعية للغة [55] تعطي آلالات القدرة على قراءة وفهم اللغات التي يتحدثها البشر. يأمل كثير من الباحثين أن يكون نظام معالجة اللغة الطبيعية قويا بما يكفي لاكتساب المعرفة من تلقاء نفسه، من خلال قراءة النص الحالي المتاح عبر الإنترنت. بعض التطبيقات المباشرة لمعالجة اللغة الطبيعية، تشمل استرجاع المعلومات (أو تحليل النصوص)، والترجمة الآلية.[56]الحركة وامكانية التغييرمجال الروبوتيات [57] هو ذا صلة وثيقة بالذكاء الاصطناعى. يلزم الروبوتات الذكاء لتكون قادرة على التعامل مع مهام مثل يغييى الأشياء،[58] والملاحة، قي ظل مشاكل الفرعية الخاصة بتحديد المكان (أن تعلم أين أنت)، ورسم الخرائط (أن تعلم ما حولك)، وتخطيط الحركة (أن تعرف كيف تصل إلى هناك).[59]الإدراكالآلة [60] هو القدرة على استخدام مدخلات من أجهزة الاستشعار (مثل الكاميرات والميكروفونات والسونار وغيرها من الالات الأكثر غرابة) لاستخلاص جوانب من العالم. رؤية الحواسيب [61] هى القدرة على التحليل البصري المدخلات. من المشاكل الفرعية القليلة: التعرف على الكلام [62] التعرف على الوجوه والتعرف على الأشياء.[63]الذكاء الاجتماعيتقوم العواطف والمهارات الاجتماعية بدورين للعامل الذكي :[64]يجب أن تكون قادرة على التنبؤ بأفعال الآخرين، وفهم دوافعهم وحالاتهم العاطفية. (وهذا ينطوي على عناصر من نظرية اللعبة، نظرية القرار، وكذلك القدرة على محاكاة العواطف البشرية ومهارات الإدراك الحسي للكشف عن العواطف.)
لحسن التفاعل بين الإنسان والحاسوب، تحتاج الآلة الذكية أيضا أن تظهر المشاعر—على الأقل يجب أن تبدو مهذبة وحساسة قي تفاعلها مع البشر. في أحسن الأحوال، ينبغي أن تكون لديها مشاعر عادية
الإبداعهو مجال فرعى للذكاء الاصطناعى، يتناول الإبداع من الناحية النظرية (من المنظور الفلسفي والنفسي) والعمليةعلى حد سواء (من خلال تطبيقات معينة لنظم تولد مخرجات يمكن أن تعتبر إبداعية).الذكاء العامأمل معظم الباحثون أن تدمج أعمالهم في نهاية المطاف قي صورة الة ذات ذكاء عام ' (يعرف باسم الذكاء الاصطناعى القوي)، يجمع كل المهارات السابق ذكرها ويتجاوز معظم أو كل القدرات البشرية.[9] يعتقد البعض أن هذا المشروع يتطلب سمات إنسانية مصطنعة مثل الوعى الاصطناعى أو المخ الاصطناعى.[65]

كثير من المشاكل المذكورة أعلاه تعتبر جزءا لا يتجزأ من مسألة الذكاء الاصطناعي التام: لحل مشكلة واحدة، يجب حل كل هذه المشكلات. على سبيل المثال، تتطلب مهمة محددة مثل الترجمة الآلية أن تتابع الالة رأى الكاتب (العقل)، ومعرفة ما يجري الحديث عنه (المعرفة)، واعادة كتابة نية الكاتب بأمانة (ا الذكاء الاجتماعي). ولذلك، يعتقد أن الترجمة الآلية وثيقة الصلة بالذكاء الاصطناعي التام: قد تحتاج الذكاء الاصطناعى القوي لتترجم مثلما يترجم الإنسان.[66]
[عدل]
مداخل للذكاء الاصطناعى

لا توجد نظرية موحدة أو نموذج يوجه بحوث الذكاء الاصطناعى. اختلف الباحثون حول العديد من القضايا.[67] من أكثر المسائل التي ظلت دون إجابة لمدة طويلة هي: هل ينبغي للذكاء الاصطناعى محاكاة الذكاء الطبيعي من خلال دراسة علم النفس أو علم الأعصاب؟ أم أن البيولوجيا البشرية لا تمت بصلة إلى أبحاث الذكاء الاصطناعى مثلما لا تمت بحوث بيولوجيا الطيور بصلة لهندسة الملاحة الجوية؟ [68] و هل يمكن وصف السلوك الذكي باستخدام مبادئ بسيطة وأنيقة (مثل المنطق أو التحسين)؟ أو هل يحتاج بالضرورة إلى حل عدد كبير من المشاكل الغير متعلقة ببعضها البعض؟ [69] و هل يمكن اعادة إنتاج الذكاء باستخدام رموز رفيعة المستوى، على غرار الكلمات والأفكار؟ أم أنها تحتاج إلى معالجة " شبه رمزية"؟ [70]

تم الاطلاع والمرور يا برنس

حلووووووووووووووووووووووو