وحدة أولى: التقنية في حياتنا

الوحدة الأولى تتناول التقنية في حياتنا
تُعتبر التقنية ذات تأثير هائل على حياتنا، حيث غيرت العالم حولنا وحسنت التواصل، العمل، الوصول إلى المعرفة، أسلوب الترفيه، وتفاعلنا مع البيئة المحيطة. تتراوح هذه التقنيات من الهواتف المحمولة إلى الواقع الافتراضي والذكاء الصناعي.
في هذه الوحدة، سيتم دراسة أنظمة المراقبة والتحكم، وأهمية المستشعرات في عملها.
سيتم التعرف على مفهوم الذكاء الاصطناعي، وأساسيات تعلم الآلة والمهام التي يمكن أن تنفذها.
سيتم بناء نموذج باستخدام منصة RAISE Playground.
سيتم فهم كيفية رؤية الحاسوب للأشياء.
سيتم استخدام مكتبة OpenCV في اكتشاف الأشخاص.
سيتم دراسة التقنيات الناشئة، وتأثيرها الإيجابي والسلبي على حياتنا، وكيفية حماية الصحة والبيئة من تأثير استخدام التقنية.

تُعدّ أنظمة المراقبة أهم تطبيقات البيانات، وهي تقوم بجمع البيانات وتحليلها لتتبع الأنشطة والظروف المختلفة.
تهدف أنظمة المراقبة إلى تحسين أداء وكفاءة النظام من خلال جمع البيانات وتحليلها بشكل منتظم.
تعتمد أنظمة المراقبة على أدوات جمع البيانات، والمعالجات، وبرامج التحكم، وأجهزة التخزين.
تُستخدم هذه الأنظمة في الرصد البيئي، مراقبة الرعاية الصحية، وأنظمة الإنذار الأمني.
تُعتبر أنظمة التحكم منظومة متكاملة مُنظمة تضمن أداء المهام المعقدة وتقليل الأخطاء البشرية.
تعتمد أنظمة التحكم على دورة المدخلات والمعالجة والمخرجات (Input-Process-Output (IPO).
مثال على أنظمة التحكم: إشارات المرور.
تتضمن أنظمة التحكم أدوات أساسية مثل المستشعرات، ووحدة التحكم، والمشغّل.

الذكاء الاصطناعي مجال حديث في علوم الحاسوب يركز على تصميم أنظمة حاسوبية قادرة على أداء مهام تتطلب ذكاءً بشريًّا.
يعتمد الذكاء الاصطناعي على خوارزميات تحليل البيانات والتعلم منها، كما يستخدم قاعدة بيانات من المعرفة الخبيرة لاتخاذ القرارات.
الركائز الأساسية للذكاء الاصطناعي: تعلم الآلة، والتعلم العميق.
تطبيقات الذكاء الاصطناعي: الترجمة بمساعدة الحاسوب (Computer-Assisted Translation)، معالجة اللغة الطبيعية (Natural Language Processing)، رؤية الحاسوب (Computer Vision)، التعرف على الكلام (Speech Recognition) والتطبيقات الشخصية الافتراضية (Virtual Personal Assistants).
التحديات: خصوصية البيانات، التحيز، الاستخدام الضار، نقص القوانين، فقدان الوظائف.
التطبيقات المستقبلية: الرعاية الصحية، النقل، التعليم، التمويل، البيئة، الطاقة، التصنيع، الترفيه.

تعلم الآلة هو فرع من الذكاء الاصطناعي يُعلم الآلات التعلم من البيانات بدون برمجة صريحة.
تتضمن مراحل مشروع تعلم الآلة جمع البيانات، تدريب النموذج، اختبار النموذج.
منصة Teachable Machine هي منصة مجانية عبر الإنترنت لإنشاء نماذج ذكية وتدريب الحاسوب.
تستطيع منصة Teachable Machine تصنيف الصور، الأصوات، ووضعيّات الجسم.
منصة RAISE Playground هي منصة تفاعلية لبناء نماذج تعلم الآلة وتصميم الألعاب التفاعلية.

تستخدم منصة RAISE Playground لبناء نماذج تعلم الآلة.
تستطيع منصة RAISE Playground تصنيف الصور والتعرف على الأصوات والتحكم بالروبوتات.
تُدمج منصة Teachable Machine (آلة قابلة للتعليم) في RAISE Playground لتدريب آلة على مهام التصنيف.

رؤية الحاسوب (Computer Vision): مجال فرعي من الذكاء الاصطناعي يسمح للحاسوب بفهم محتوى الصور.
طريقة عمل رؤية الحاسوب: التقاط الصورة، تحليل الصورة، استخراج المعلومات.
أنواع الصور: الصور الثنائية، الصور الرمادية، الصور الملونة.
مكتبة OpenCV: مكتبة برمجيات مفتوحة المصدر مهمة لمعالجة الصور والتعرف على الأجسام.
HOG Descriptor (Histogram of Oriented Gradients): يُستخدم لوصف الصور وتحليلها في أنظمة اكتشاف الكائنات.
مثال على مشروع: اكتشاف الأشخاص في الصور.

تقنيات ناشئة: تقنيات جديدة أو قيد التطوير، مثل الواقع الافتراضي، الواقع المعزز، إنترنت الأشياء، والميتافيرس.
الواقع الافتراضي (VR): تجربة ثلاثية الأبعاد تفاعلية.
الواقع المعزز (AR): دمج العناصر الرقمية مع العالم الحقيقي.
إنترنت الأشياء (IoT): شبكة من الأجهزة المتصلة عبر الإنترنت.
الميتافيرس (Metaverse): عالم افتراضي ثلاثي الأبعاد مُشترك.
الحوسبة السحابية (Cloud Computing): توفير موارد حاسوبية عبر شبكة الإنترنت.
القياسات الحيوية (Biometrics): سمات جسدية فريدة وقابلة للقياس للتأكد من الهوية.
الحوسبة الكمية (Quantum Computing): تستخدم مبادئ ميكانيكا الكم لحل المشكلات المعقدة.

تأثير التقنية على البيئة: الاستهلاك المفرط للطاقة، إنتاج النفايات الرقمية (e-waste).
تقنيات توفير الطاقة: تحسين كفاءة استهلاك الطاقة في الأجهزة.
متلازمة رؤية الحاسوب (Computer Vision Syndrome): مشاكل صحية مرتبطة باستخدام الحاسوب لفترة طويلة.
الإرهاق الجسدي: آلام في العضلات، المفاصل، الظهر، واليدين.
الاستخدام المفرط للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية: وضعيات جلوس غير صحيحة.