تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي PDF - تقارير ومقايسات فنية

‫مهنة فني األنظمة المدمجة والذكاء إصطناعي‬ ‫الصف الثالث ‪ -‬كتاب نظري‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير‬ ‫والمقايسات الفنية‬ ‫العام التدريبـي (‪)2022 / 2023‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي...

‫مهنة فني األنظمة المدمجة والذكاء إصطناعي‬ ‫الصف الثالث ‪ -‬كتاب نظري‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير‬ ‫والمقايسات الفنية‬ ‫العام التدريبـي (‪)2022 / 2023‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪1‬‬  ‫فهرس المحتويات‬ ‫فهرس المحتويات ‪2.................................................................................................................................‬‬ ‫مقدمة ‪5..............................................................................................................................................‬‬ ‫الجزء األول‪ :‬تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي ‪6.......................................................................................................‬‬ ‫الباب األول‪ :‬علم الروبوتات (‪7.................................................................................................. )Robotics‬‬ ‫مقدمة ‪7.......................................................................................................................................‬‬ ‫تعريف الروبوت ‪7............................................................................................................................‬‬ ‫علم الروبوتات ‪7..............................................................................................................................‬‬ ‫تاريخ الروبوت ‪7.............................................................................................................................‬‬ ‫خصائص الروبوت ‪8..........................................................................................................................‬‬ ‫بعض أنواع الروبوتات طبقا ً ألسلوب الحركة ‪9...............................................................................................‬‬ ‫أنواع الروبوتات طبقا ً للبرمجة والتحكم ‪13..................................................................................................‬‬ ‫أوالً‪ :‬الروبوتات المبرمجة مسبقًا (‪13.............................................................. )Pre-Programmed Robots‬‬ ‫ثانياً‪ :‬الروبوتات الشبيهة بالبشر (‪13......................................................................... )Humanoid Robots‬‬ ‫ثالثاً‪ :‬الروبوتات المستقلة (‪14.............................................................................. )Autonomous Robot‬‬ ‫رابعاً‪ :‬الروبوتات عن بعد (‪14....................................................................................... )Remote Robot‬‬ ‫المكونات الرئيسية للروبوت ‪15..............................................................................................................‬‬ ‫‪ -1‬نظام التحكم (‪15..................................................................................................... )Control Unit‬‬ ‫‪ -2‬مجسات (المستشعرات) (‪15.............................................................................................. )Sensors‬‬ ‫‪ -3‬المحركات (‪15............................................................................................................... )Motors‬‬ ‫‪ -4‬مزود الطاقة (‪15.......................................................................................... )Power Supply Unit‬‬ ‫‪ -5‬المؤثرات النهائية ‪15.....................................................................................................................‬‬ ‫استخدامات الروبوتات ‪16....................................................................................................................‬‬ ‫أوالً‪ :‬الصناعة ‪16............................................................................................................................‬‬ ‫ثانياً‪ :‬الخدمات اللوجستية ‪17.................................................................................................................‬‬ ‫ثالثاً‪ :‬المنازل ‪17..............................................................................................................................‬‬ ‫رابعاً‪ :‬التنقل ‪18..............................................................................................................................‬‬ ‫خامساً‪ :‬الرعاية الصحية ‪18..................................................................................................................‬‬ ‫سادساً‪ :‬التعليم ‪19............................................................................................................................‬‬ ‫هل هناك فرق بين علم الروبوتات والذكاء االصطناعي؟ ‪19.................................................................................‬‬ ‫الباب الثاني‪ :‬إنترنت األشياء (‪20......................................................................................................... )IoT‬‬ ‫ما هو إنترنت األشياء (‪)IoT‬؟ ‪20...........................................................................................................‬‬ ‫ما سبب أهمية (‪)IoT( )Internet of Things‬؟ ‪21....................................................................................‬‬ ‫تاريخ إنترنت األشياء ‪21.....................................................................................................................‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪2‬‬  ‫ما هي التقنيات التي جعلت ‪ IoT‬ممكنًا؟ ‪22..................................................................................................‬‬ ‫تطبيقات إنترنت األشياء في جميع المجاالت ‪23..............................................................................................‬‬ ‫أهمية إنترنت األشياء ‪24.....................................................................................................................‬‬ ‫مميزات إنترنت األشياء ‪25...................................................................................................................‬‬ ‫عيوب إنترنت األشياء ‪26....................................................................................................................‬‬ ‫كيف يعمل إنترنت األشياء (شرح ‪27............................................................................ )Internet of things‬‬ ‫مكونات إنترنت األشياء ‪29...................................................................................................................‬‬ ‫التحديات التي تواجه إنترنت األشياء ‪31.....................................................................................................‬‬ ‫الباب الثالث‪ :‬الشبكات العصبية االصطناعية (‪32...................................................................................... )ANN‬‬ ‫مقدمة ‪32.....................................................................................................................................‬‬ ‫تاريخ الشبكات العصبية الصناعية ‪33.............................................................. Artificial Neural Networks‬‬ ‫أهم المصطلحات الخاصة بالشبكات العصبية االصطناعية ‪34................................................................................‬‬ ‫كيف تعمل الخلية العصبية البيولوجية ‪Neuron‬؟ ‪36......................................................................................‬‬ ‫كيف تعمل الشبكات العصبية االصطناعية (‪)ANN‬؟ ‪37.....................................................................................‬‬ ‫مثال ‪38.......................................................................................................................................‬‬ ‫مقارنة بين الشبكات العصبية االصطناعية والشبكات العصبية البيولوجية ‪40...............................................................‬‬ ‫الباب الرابع‪ :‬التعلم العميق (‪41........................................................................................ )Deep Learning‬‬ ‫مقدمة ‪41.....................................................................................................................................‬‬ ‫مفهوم التعلم العميق ‪41......................................................................................................................‬‬ ‫تاريخ التعلم العميق ‪42.......................................................................................................................‬‬ ‫ما أهمية التعلم العميق؟ ‪43...................................................................................................................‬‬ ‫أسباب نجاح التعلم العميق ‪43................................................................................................................‬‬ ‫كيف يعمل التعلم العميق؟ ‪44.................................................................................................................‬‬ ‫استخدامات وتطبيقات التعلم العميق ‪45......................................................................................................‬‬ ‫ما الفرق بين تعلم اآللة والتعلم العميق؟ ‪49..................................................................................................‬‬ ‫تحديات التعلم العميق ‪51.....................................................................................................................‬‬ ‫الجزء الثاني‪ :‬التقارير والمقايسات الفنية ‪52.......................................................................................................‬‬ ‫الباب الخامس‪ :‬الدعم الفني ‪53.....................................................................................................................‬‬ ‫مقدمة ‪54.....................................................................................................................................‬‬ ‫معنى الدعم الفني ‪54.........................................................................................................................‬‬ ‫مكتب الدعم الفني ‪54.........................................................................................................................‬‬ ‫تعريف فني "الدعم الفني " وقياس أداءه ‪56................................................................................................‬‬ ‫مهارات وأنواع االتصال لفني مكاتب الدعم الفني ‪57........................................................................................‬‬ ‫مالحظات ينبغي مراعاتها عند العمل مع العمالء لحل األعطال أو المشاكل التقنية ‪60.......................................................‬‬ ‫بطاقة وتقارير األعطال ‪60...................................................................................................................‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪3‬‬  ‫الباب السادس‪ :‬التقارير الفنية ‪62..................................................................................................................‬‬ ‫مقدمة ‪63.....................................................................................................................................‬‬ ‫تعريف التقارير الفنية ‪63.....................................................................................................................‬‬ ‫أهداف التقارير الفنية ‪63.....................................................................................................................‬‬ ‫أنواع التقارير الفنية ‪63......................................................................................................................‬‬ ‫عناصر ومكونات التقارير الفنية ‪66..........................................................................................................‬‬ ‫نماذج تقارير فنية ‪67.........................................................................................................................‬‬ ‫الباب السابع‪ :‬المقايسات الفنية ‪69..................................................................................................................‬‬ ‫أوالً‪ :‬المقايسات ‪70..............................................................................................................................‬‬ ‫مقدمة ‪70.....................................................................................................................................‬‬ ‫تعريف المقايسة ‪70..........................................................................................................................‬‬ ‫أنواع المقايسات ‪70..........................................................................................................................‬‬ ‫الشروط الالزم توافرها فيمن يقوم بعمل المقايسة ‪71........................................................................................‬‬ ‫كيفية إعداد للمقايسات الفنية ‪72.............................................................................................................‬‬ ‫العناصر الرئيسية للمقايسات الفنية ‪72.......................................................................................................‬‬ ‫تحديد السعر النهائي للمنتج أو العملية ‪74...................................................................................................‬‬ ‫مخطط إعداد المقايسة ‪75....................................................................................................................‬‬ ‫مثال (‪76.................................................................................................................................. )1‬‬ ‫مثال (‪78.................................................................................................................................. )2‬‬ ‫مثال (‪79.................................................................................................................................. )3‬‬ ‫مثال (‪81.................................................................................................................................. )4‬‬ ‫مثال (‪82.................................................................................................................................. )5‬‬ ‫مثال (‪84.................................................................................................................................. )6‬‬ ‫مثال (‪85.................................................................................................................................. )7‬‬ ‫مثال (‪87.................................................................................................................................. )8‬‬ ‫مثال (‪88.................................................................................................................................. )9‬‬ ‫قائمة المصطلحات العلمية ‪90.......................................................................................................................‬‬ ‫قائمة المصادر ‪92...................................................................................................................................‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪4‬‬  ‫مقد مة‬ ‫يهدف هذا الكتاب إلى تنمية المعارف النظرية للطالب‪ ،‬والخاصة بمفاهيم األنظمة المدمجة الحديثة والذكاء‬ ‫اإلصطناعي حيث نبدأ في الباب األول بعلم الروبوتات ويتبعه التعرف على أنظمة إنترنت األشياء األكثر‬ ‫سرعة في اإلنتشار في الوقت الحالي‪ ،‬وفي الباب الثالث نستعرض مقدمة في الخاليا العصبية اإلصطناعية‬ ‫التي هي عصب التطور في مجال التعلم العميق الذي سوف ندرس مقدمه عنه في الباب الرابع‪.‬‬ ‫وفي الجزء الثاني من الكتاب نتدرج في معرفة طرق الدعم الفني وكتابة التقارير الفنية‪.‬كما نقدم في الباب‬ ‫األخير الطرق الحسابية لتقدير المقايسات الفنية والميزانية التقديرية للعمل الفني‪ ،‬وبعض األمثلة الخاصة‬ ‫بالمهنة‪.‬‬ ‫في النهاية قمنا بإضافة ملخص خاص بالمصطلحات اإلنجليزية الهامة المستخدمة وذلك لتنمية مهارات‬ ‫اللغة اإلنجليزية التي سيحتاجها المتدرب أثناء عمله‪.‬‬ ‫أخيراً‪ ،‬نقدم لك عزيزي المتدرب هذا الكتاب متمنيين لك كل النجاح والتوفيق في حياتك العملية المستقبلية‪.‬‬ ‫د‪.‬مايكل نصيف‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪5‬‬  ‫ا لجزء األول‪ :‬تكنولوجيا الذكاء‬ ‫اإلصطناعي‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪6‬‬  ‫الباب األول‪ :‬علم الروبوت ات ( ‪) ROBOTICS‬‬ ‫مقدمة‬ ‫صممت من خالل نظام هندسي يجعلها تعمل كبديل لأليدي العاملة‬ ‫الروبوت )‪ (Robot‬عبارة عن آلة ُ‬ ‫البشرية رغم مظهرها غير الشبيه بمظهر البشر اإّل أناها قادرة على أن تؤدي الوظيفة المطلوبة منها‬ ‫بالطريقة التي يؤديها البشر‪.‬‬ ‫تأتي الروبوتات بأحجام مختلفة بعضها صغير جدًا بحجم العملة المعدنية‪ ،‬وبعضها كبير يصل حجمه أكبر‬ ‫من حجم السيارة‪ ،‬كما تأتي بتصاميم مختلفة‪.‬‬ ‫وتأتي بقدرات عملية ُمختلفة؛ فمنها ما هو قادر على إجراء عمليات جراحية داخل جسم اإلنسان ل ُمساعدة‬ ‫األطباء‪ ،‬وبعضها اآلخر يعمل في المطاعم لتحضير الفطائر‪ ،‬وبعضها يُمكنه الهبوط على سطح المريخ‪.‬‬ ‫تعريف الروبوت‬ ‫صل إلى‬ ‫الروبوت هو آلة تعمل بشك ٍل ُمستقل من خالل استشعار ُمحيطها وأداء عمليات حسابية لتتو ا‬ ‫إجراءات ُمعيانة وتتخذ القرارات من خاللها وتُنفذها في العالم الحقيقي‪.‬‬ ‫علم الروبوتات‬ ‫علم الروبوتات هو قطاع متعدد التخصصات من العلوم والهندسة مخصص لتصميم وبناء واستخدام‬ ‫الروبوتات الميكانيكية‪.‬‬ ‫حيث أن تكنولوجيا الروبوتات هي نقطة تقاطع بين العلوم والهندسة والتكنولوجيا التي تنتج آّلت تسمى‬ ‫الروبوتات‪ ،‬والتي تحل محل (أو تنسخ) األفعال البشرية‪.‬‬ ‫تاريخ الروبوت‬ ‫ندرج فيما يلي مراحل تاريخ تطور الروبوتات‪:‬‬ ‫‪ ‬استخدمت تماثيل بشرية في عام ‪ 3000‬قبل الميالد لتقرع أجراس الساعات المائية المصرية‪.‬‬ ‫‪ ‬اخترع أرخيتوس تارمتوم حمامة قادرة على الطيران مصنوعة من الخشب‪.‬‬ ‫‪ ‬بَنَت مصر تماثيل تعمل هيدروليكيًا في القرن الثاني قبل الميالد‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪7‬‬  ‫التحرك مثل البشر في القرن األول بعد الميالد‪.‬‬ ‫ا‬ ‫‪ ‬قام بترونيوس آربيتر بصنع دمية يُمكنها‬ ‫‪ ‬اخترع جيوفاني تورياني في عام ‪ 1557‬روبوتًا خشبيًا يحضر الخبز من المتجر يوميًا وجلبه‬ ‫لإلمبراطور‪.‬‬ ‫‪ ‬اُخترع عدد كبير من الروبوتات العبقرية في القرن الثامن عشر وقد وصلت إلى ذروتها اإّل أناها‬ ‫لم تكن عملية‪.‬‬ ‫‪ ‬اُخترع أنواع عديدة من الروبوتات اإلبداعية في القرن التاسع عشر مثل‪ :‬اختراع إديسون لدمية‬ ‫يُمكنها التحدث‪ ،‬واختراع الكنديون لروبوت يعمل بالبخار‪.‬‬ ‫‪ ‬أعطى جورج ديفول براءة اختراع للمهندس جوزيف إنجلبرجر في أواخر الستينيات من القرن‬ ‫وحوله إلى روبوت صناعي‪ ،‬وأسس شركة إلنتاج‬ ‫ا‬ ‫العشرين‪ ،‬وقد عدال جوزيف ُمنتج ديفول‬ ‫تقديرا لنجاحاته باسم "أبو‬ ‫ً‬ ‫الروبوتات وتسويقها تسمى (‪ ،)Unimation‬وقد اشتهر فيما بعد‬ ‫الروبوتات"‪.‬‬ ‫طور تشارلز روزين بمساعدة فريق بحثي في معهد ستانفورد لألبحاث في عام ‪1958‬م روبوت‬ ‫‪ ‬ا‬ ‫ي باسم "شاكي" لحركاته المتذبذبة نتيجة قدرته على‬ ‫سم ا‬ ‫يُسمى " شاكي" (‪ ،)Shakey‬وقد ُ‬ ‫اّلستجابة لمحيطه وبيئته‪ ،‬وحتى المحيط غير المألوف له‪ ،‬وقدرته على التجول ومالحظة األشياء‬ ‫بعينيه‪.‬‬ ‫خصائص الروبوت‬ ‫‪.1‬تتكون جميع الروبوتات من نوع من البناء الميكانيكي‪.‬يساعد الجانب الميكانيكي للروبوت على‬ ‫صمم من أجلها‪.‬على سبيل المثال‪ ،‬تم تجهيز عجالت الروبوت‬ ‫إكمال المهام في البيئة التي ُ‬ ‫(‪ )Mars 2020 Rover‬بمحركات فردية ومصنوعة من أنابيب التيتانيوم التي تساعدها على‬ ‫التحكم بقوة في التضاريس الوعرة للكوكب المريخ‪.‬‬ ‫‪.2‬تحتاج الروبوتات إلى مكونات كهربائية تتحكم في الماكينة وتشغلها‪.‬‬ ‫‪.3‬تحتوي الروبوتات على مستوى معين من البرمجة وهو ما يمنحه القدرة على معرفة وقت وكيفية‬ ‫تنفيذ مهمة ما‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪8‬‬  ‫بعض أنواع الروبوتات طبقا ً ألسلوب الحركة‬ ‫‪ -1‬روبوتات التوازن ذات العجلتين‬ ‫تستخدم روبوتات الموازنة عمو ًما حساسات خاصة ّلكتشاف مقدار سقوط الروبوت ثم قيادة العجالت‬ ‫بشكل متناسب في نفس اّلتجاه‪ ،‬لموازنة السقوط بمئات المرات في الثانية‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :1‬روبوتات التوازن ذات العجلتين‬ ‫‪ -2‬روبوتات التوازن ذات العجلة الواحدة‬ ‫إن روبوت الموازنة ذو العجلة الواحدة هو امتداد لروبوت موازنة بعجلتين بحيث يمكنه التحرك في أي‬ ‫اتجاه ثنائي األبعاد باستخدام كرة مستديرة كعجلته الوحيدة‪.‬عدة وقد تم تصميم الروبوتات موازنة مؤخرا‪،‬‬ ‫مثل العجالت واحدة جامعة كارنيجي ميلون الصورة‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :2‬روبوتات التوازن ذات العجلة الواحدة‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪9‬‬  ‫‪ -3‬روبوتات بست عجالت‬ ‫يمكن أن يؤدي استخدام ست عجالت بدّلً من أربع عجالت إلى منح قوة جر أو تماسك أفضل في‬ ‫التضاريس الخارجية مثل األوساخ الصخرية أو العشب‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :3‬روبوتات بست عجالت‬ ‫‪ -4‬الروبوتات ذات السيور‬ ‫تتصرف العجالت المتعقبة كما لو كانت مصنوعة من مئات العجالت‪ ،‬وبالتالي فهي شائعة جدًا للروبوتات‬ ‫الخارجية والعسكرية‪ ،‬حيث يجب أن يقود الروبوت على أرض وعرة للغاية‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :4‬الروبوتات العسكرية (‪ )TALON‬التي يستخدمها جيش الواليات المتحدة‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪10‬‬  ‫‪ -5‬تطبيق المشي على الروبوتات‬ ‫المشي مشكلة صعبة وديناميكية لحلها‪.‬تم صنع العديد من الروبوتات التي يمكنها المشي بشكل موثوق‬ ‫على قدمين‪ ،‬ومع ذلك‪ ،‬لم يتم تصنيع أي منها حتى اآلن وهي قوية مثل اإلنسان‪.‬كان هناك الكثير من‬ ‫الدراسات حول المشي المستوحى من اإلنسان‪ ،‬مثل روبوتات تويوتا‬ ‫شكل رقم ‪ :5‬الروبوتات العسكرية (‪ )TALON‬التي يستخدمها جيش الواليات المتحدة‬ ‫‪ -6‬الطيران‬ ‫إن طائرة الركاب الحديثة هي في األساس روبوت طائر‪ ،‬مع شخصين إلدارتها‪.‬على الطيار اآللي يمكن‬ ‫السيطرة على الطائرة لكل مرحلة من مراحل الرحلة‪ ،‬بما في ذلك اإلقالع والطيران العادي‪ ،‬والهبوط‬ ‫حتى‪.‬‬ ‫الروبوتات الطائرة األخرى غير مأهولة وتعرف باسم المركبات الجوية غير المأهولة )‪ (UAVs‬يمكن‬ ‫أن تكون أصغر وأخف وزنًا بدون وجود طيار بشري على متنها‪ ،‬وتطير إلى منطقة خطرة لمهام المراقبة‬ ‫العسكرية‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪11‬‬  ‫‪ -7‬ثعبان‬ ‫تم تطوير العديد من روبوتات الثعابين بنجاح‪.‬تقليدًا للطريقة التي تتحرك بها الثعابين الحقيقية‪ ،‬يمكن لهذه‬ ‫الروبوتات التنقل في أماكن ضيقة جدًا‪ ،‬مما يعني أنه قد يتم استخدامها يو ًما ما للبحث عن األشخاص‬ ‫المحاصرين في المباني المنهارة‪ ،‬يستطيع الروبوت األفعى الياباني إيه سي إم‪-‬آر ‪ 5‬المشي على اليابسة‬ ‫واإلبحار في الماء‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :6‬الروبوتات األفعى‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪12‬‬  ‫أنواع الروبوتات طبقا ً للبرمجة والتحكم‬ ‫تأتي الروبوتات الميكانيكية بجميع األشكال واألحجام لتنفيذ المهمة التي صممت من أجلها بكفاءة‪.‬تختلف‬ ‫جميع الروبوتات في التصميم والوظائف ودرجة اّلستقاللية بشكل عام‪ ،‬هناك أربعة أنواع من الروبوتات‪:‬‬ ‫أوالً‪ :‬الروبوتات المبرمجة مسبقًا (‪)Pre-Programmed Robots‬‬ ‫حيث تقوم بمهام بسيطة رتيبة‪.‬مثال على الروبوت المبرمج مسبقًا ليكون ذرا ً‬ ‫عا ميكانيكيًا لدهان السيارات‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :7‬روبوت دهان السيارات‬ ‫ثانياً‪ :‬الروبوتات الشبيهة بالبشر (‪)Humanoid Robots‬‬ ‫الروبوتات الشبيهة بالبشر هي روبوتات تشبه و ‪ /‬أو تحاكي السلوك البشري‪.‬عادة ً ما تؤدي هذه الروبوتات‬ ‫أنشطة شبيهة بالبشر (مثل الجري والقفز وحمل األشياء)‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :8‬الروبوتات الشبيهة بالبشر (‪)Humanoid Robots‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪13‬‬  ‫ثالثاً‪ :‬الروبوتات المستقلة (‪)Autonomous Robot‬‬ ‫تعمل الروبوتات المستقلة بشكل مستقل عن المشغلين البشر‪.‬عادة ما يتم تصميم هذه الروبوتات لتنفيذ‬ ‫المهام في بيئات مفتوحة ّل تتطلب إشرافًا بشريًا‪.‬تستخدم أجهزة استشعار إلدراك العالم من حولهم‪ ،‬ومن‬ ‫ثم استخدام البرمجة الخاصة بهم‪.‬من األمثلة على الروبوت المستقل المكنسة الكهربائية (‪،)Roomba‬‬ ‫التي تستخدم أجهزة استشعار للتجول بحرية في جميع أنحاء المنزل‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :9‬الروبوت المستقل المكنسة الكهربائية (‪)Roomba‬‬ ‫رابعاً‪ :‬الروبوتات عن بعد (‪)Remote Robot‬‬ ‫الروبوتات المهيأة عن بعد هي روبوتات شبه مستقلة تستخدم شبكة ّلسلكية لتمكين التحكم البشري من‬ ‫مسافة آمنة‪.‬عادة ما تعمل هذه الروبوتات في ظروف جغرافية قاسية‪ ،‬والطقس الحرج‪ ،‬وما إلى ذلك‪.‬‬ ‫ومن أمثلة الروبوتات التي يتم التحكم فيها عن بعد‪ ،‬الغواصات التي يتحكم فيها اإلنسان المستخدمة إلصالح‬ ‫تسرب األنابيب تحت الماء‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :10‬الروبوت الغواصة‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪14‬‬  ‫المكونات الرئيسية للروبوت‬ ‫بشكل عام‪ ،‬تندرج مكونات الروبوتات في هذه الفئات الخمس‪:‬‬ ‫‪ -1‬وحدة التحكم (‪)Control Unit‬‬ ‫يشمل جميع المكونات التي تشكل وحدة المعالجة المركزية للروبوت‪ ،‬والتي يشار إليها غالبًا باسم نظام‬ ‫التحكم الخاص به‪.‬أنظمة التحكم مبرمجة إلخبار الروبوت بكيفية استخدام مكوناته المحددة‪.‬‬ ‫‪ -2‬مجسات (المستشعرات) (‪)Sensors‬‬ ‫توفر المستشعرات إشارات كهربائية تتم معالجتها بواسطة وحدة التحكم وتسمح للروبوت بالتفاعل مع‬ ‫العالم الخارجي‪.‬تشمل المستشعرات الشائعة الموجودة داخل الروبوتات كاميرات الفيديو التي تعمل كعيون‬ ‫ومقاومات ضوئية تتفاعل مع الضوء والميكروفونات التي تعمل مثل األذنين‪.‬‬ ‫‪ -3‬المحركات (‪)Motors‬‬ ‫المحركات هي المكونات المسؤولة عن الحركة أي كان نوعها‪.‬حيث تستقبل إشارات من نظام التحكم‬ ‫وتتحرك جنبًا إلى جنب لتنفيذ الحركة الالزمة إلكمال المهمة المعينة‪.‬‬ ‫‪ -4‬مصدر الطاقة (‪)Power Supply Unit‬‬ ‫عا‪ ،‬تعمل الروبوتات عبر‬ ‫قد تعمل بعض الروبوتات من خالل طاقة التيار المتردد ولكن بشكل أكثر شيو ً‬ ‫بطارية داخلية‪.‬‬ ‫‪ -5‬المؤثرات النهائية‬ ‫المؤثرات النهائية هي المكونات المادية والخارجية التي تسمح للروبوتات بإنهاء تنفيذ مهامها‪.‬غالبًا ما‬ ‫تحتوي الروبوتات في المصانع على أدوات قابلة للتبديل مثل رشاشات الطالء والمثاقب وغيرها‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪15‬‬  ‫استخدامات الروبوتات‬ ‫أوالً‪ :‬الصناعة‬ ‫ربما تكون الصناعة هي أقدم وأشهر مستخدمي الروبوتات‪.‬تعمل هذه الروبوتات والروبوتات المشتركة‬ ‫(الروبوتات التي تعمل جنبًا إلى جنب مع البشر) على اختبار المنتجات وتجميعها بكفاءة‪ ،‬مثل السيارات‬ ‫والمعدات الصناعية‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :11‬روبوتات تجميع وتصنيع السيارات‬ ‫شكل رقم ‪ :12‬روبوت صناعي يعمل في مسبك‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪16‬‬  ‫ثانياً‪ :‬الخدمات اللوجستية‬ ‫أمرا ضروريًا لمعظم تجار التجزئة وشركات الخدمات‬ ‫أصبحت روبوتات الشحن والمناولة ومراقبة الجودة ً‬ ‫نظرا ألننا نتوقع اآلن وصول حزمنا إلى سرعات فائقة‪ ،‬فإن شركات الخدمات اللوجستية‬ ‫ً‬ ‫اللوجستية‪.‬‬ ‫توظف روبوتات في المستودعات‪ ،‬وحتى على الطريق‪ ،‬للمساعدة في زيادة كفاءة الوقت مثل روبوتات‬ ‫أمازون للمساعدة في شحن البضائع‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :13‬روبوتات أمازون للمساعدة في شحن البضائع‬ ‫ثالثاً‪ :‬المنازل‬ ‫أشهر مثال على الروبوتات المنزلية هو المكنسة الكهربائية المستقلة (‪ )Roomba‬باإلضافة إلى ذلك‪،‬‬ ‫تطورت الروبوتات اآلن للقيام بكل شيء من قص العشب بشكل مستقل إلى تنظيف حمامات السباحة‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪17‬‬  ‫رابعاً‪ :‬التنقل‬ ‫مثال ذلك المركبات ذاتية القيادة العالم من خالل العاصفة‪.‬تعمل شركات صناعة السيارات‪ ،‬مثل (‪)Tesla‬‬ ‫على الموجة التالية من التنقل التي ستتيح لنا الجلوس واّلسترخاء واّلستمتاع بالرحلة‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :14‬السيارة ذاتية القيادة من شركة تسال‬ ‫خامساً‪ :‬الرعاية الصحية‬ ‫مثل روبوتات المساعدة في العمليات الجراحية‪ ،‬والروبوتات التي تساعد البشر على التعافي من اإلصابة‬ ‫في العالج الطبيعي‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :15‬روبوتات المساعدة في العمليات الجراحية‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪18‬‬  ‫سادساً‪ :‬التعليم‬ ‫يستخدم مركز تعليم الطفولة المبكرة في مدينة سان دييغو في كاليفورنيا الروبوتات لتعمل كمساعد للمعلمين‬ ‫لتعليم األطفال على النطق والغناء‪ ،‬كما يُساعد األطفال في تحسين تفكيرهم والبدء بعمل أشياء منذ سن‬ ‫ُمب اكرة‪.‬‬ ‫سابعاً‪ :‬مكافحة الجريمة‬ ‫تستخدم الشرطة الروبوتات إلدخالها إلى المباني التي يكون فيها مجرمين ُمسلاحين والتي تُساعد في تحديد‬ ‫أماكنهم‪ ،‬كما يستخدمونها لفحص السيارات ال ُمف اخخة‪ ،‬وفي الحاّلت التي يتواجد فيها الرهائن‪.‬‬ ‫ثامناً‪ :‬الروبوتات العسكرية‬ ‫حيث يوجد العديد من التطبيقات العسكرية الخاصة‪.‬‬ ‫هل هناك فرق بين علم الروبوتات والذكاء االصطناعي؟‬ ‫على الرغم من الص ِلة واّلرتباط الشديدين بين الذكاء اّلصطناعي وعلم الروبوتات؛ إّل أن ُهناك فرقًا‬ ‫بينهما؛ فإن علم الروبوتات يعتني بتصميم اآلّلت وبنائها واستخدامها ألداء بعض المهام التي يقوم بها‬ ‫ضا‪.‬أ اما الذكاء اّلصطناعي؛ فيُشير إلى القدرة‬ ‫البشر‪ ،‬ويتم اّلعتماد على الذكاء اّلصطناعي لهذه الغاية أي ً‬ ‫التي يتمتع بها الحاسوب الرقمي أو تتمياز بها اآللة وتُم اكنها من أداء ال ُمهمات والوظائف التي تقوم بها‬ ‫بالكائنات الحية؛ فعلى سبيل المثال تستخدم شركة بريطانية الذكاء اّلصطناعي في تطوير محاكاة للصوت‬ ‫البشري‪ ،‬هذا يعني أن الذكاء اّلصطناعي مصطلح عام يشمل الروبوتات وغيرها‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪19‬‬  ‫الباب الثاني‪ :‬إنترنت األشياء ( ‪) IOT‬‬ ‫ما هو إنترنت األشياء ( ‪) IOT‬؟‬ ‫يصف )‪ )Internet of Things( (IoT‬شبكة الكائنات المادية ‪" -‬األشياء" ‪ -‬المضمنة مع أجهزة‬ ‫اّلستشعار والبرامج وغيرها من التقنيات لغرض ربط البيانات وتبادلها مع األجهزة واألنظمة األخرى‬ ‫عبر اإلنترنت‪.‬تتراوح هذه األجهزة من األشياء المنزلية العادية إلى األدوات الصناعية المتطورة‪.‬مع‬ ‫أكثر من ‪ 7‬مليارات جهاز متصل (‪ )IoT‬اليوم‪ ،‬يتوقع الخبراء أن ينمو هذا الرقم إلى ‪ 22‬مليار بحلول‬ ‫عام ‪.2025‬‬ ‫اختصارا بـ (‪ )IoT‬بأنه مفهوم حاسوبي يعبار عن فكرة اتصال‬ ‫ً‬ ‫يعرف إنترنت األشياء ويشار له‬ ‫حيث ا‬ ‫مختلف األجهزة المادية بشبكة اإلنترنت وقدرة ك ال جهاز على التعريف بنفسه لألجهزة األخرى‪.‬إنها شبكة‬ ‫افتراضية تجمع بين مختلف األشياء المصنفة ضمن اإللكترونيات‪ ،‬البرمجيات‪ ،‬أجهزة اّلستشعار‪،‬‬ ‫المحركات وتصل بينها عن طريق اإلنترنت‪ ،‬األمر الذي يتيح لهذه األشياء إمكانية تبادل البيانات فيما‬ ‫ا‬ ‫بينها‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :16‬إنترنت األشياء‬ ‫من الجدير بالذكر ا‬ ‫أن مصطلح "األشياء" في إنترنت األشياء ّل يقتصر على الجمادات واألجهزة الصغيرة‬ ‫جهازا لمراقبة نبضات القلب مثالً‪ ،‬أو طفالً يحمل جهاز‬ ‫ً‬ ‫صا يحمل معه‬ ‫وحسب‪ ،‬فقد يكون "الشيء" شخ ً‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪20‬‬  ‫سوق الكبرى‪ ،‬ماكينات البيع‬ ‫مزودة بأجهزة استشعار‪ ،‬أنظمة اإلضاءة في المنازل ومراكز الت ا‬ ‫تتباع‪ ،‬سيارة ا‬ ‫وغيرها‪ ،‬باختصار يشمل المصطلح ك ال شيء قد يخطر على البال! وعلى الرغم م اما يبدو على هذا المفهوم‬ ‫من بساطة‪ ،‬إّلا ا‬ ‫أن عالم إنترنت األشياء عالم معقاد للغاية ويصعب تعريفه بجملة محدادة‪.‬فهو يعني على‬ ‫المستوى التقني‪ ،‬عملية جمع كميات ضخمة من البيانات العشوائية من مختلف األشياء الموصولة بشبكة‬ ‫اإلنترنت وتحليلها ومن ث ام التنبؤ بسلوكها في المستقبل‪.‬ويشتمل ذلك على العديد من البروتوكوّلت‪ ،‬ولغات‬ ‫البرمجة‪.‬‬ ‫ما سبب أهمية ( ‪) IOT ( ) INTERNET OF THINGS‬؟‬ ‫على مدى السنوات القليلة الماضية‪ ،‬أصبحت (‪ )IoT‬واحدة من أهم تقنيات القرن الحادي والعشرين‪.‬اآلن‬ ‫بعد أن أصبح بإمكاننا توصيل األشياء اليومية ‪ -‬أجهزة المطبخ‪ ،‬السيارات‪ ،‬شاشات األطفال ‪ -‬إلى اإلنترنت‬ ‫عبر أجهزة مدمجة‪ ،‬يمكن التواصل السلس بين األشخاص والعمليات واألشياء‪.‬‬ ‫عن طريق الحوسبة منخفضة التكلفة والسحابة (‪ )Cloud‬والبيانات الكبيرة (‪ )Big Data‬والتحليالت‬ ‫وتقنيات األجهزة المحمولة‪ ،‬يمكن لألشياء المادية مشاركة البيانات وجمعها بأقل قدر من التدخل البشري‪.‬‬ ‫في هذا العالم فائق اّلتصال‪ ،‬يمكن لألنظمة الرقمية تسجيل كل تفاعل بين األشياء المتصلة ومراقبته‬ ‫وضبطه‪.‬‬ ‫تاريخ إنترنت األشيا ء‬ ‫من الصعب تتبع وتحديد متى ُوجد إنترنت األشياء (‪ ،)IOT‬فبالرغم من كون المصطلح حديث وتم ذكره‬ ‫ألول مرة في العام ‪1999‬م من قبل الباحث البريطاني كيفن آشتون إّل أن تطبيقات كثيرة قد سبقت هذا‬ ‫األمر‪ ،‬ونذكر منها أهم ثالثة‪:‬‬ ‫‪.1‬في العام ‪ 1982‬قام العلماء في جامعة كارنيجي ميلون‪ ،‬والذين كانوا يعملون في طابق مرتفع‬ ‫بربط آلة المشروبات الخاصة بكوكاكوّل باإلنترنت‪ ،‬وذلك لكي يعرفوا ما إذا كانت هناك علب‬ ‫كوكاكوّل موجودة وهل هي باردة أم ّل‪.‬وهذا األمر رغم طرافته إّل أنه يوضح كون إنترنت‬ ‫األشياء يساعد اإلنسان على التغلب على المشاكل التي تواجهه‪ ،‬والتي كانت في هذه الحالة نزول‬ ‫الطاقم وإيجادهم العلب ساخنة أو عدم إيجادها على اإلطالق‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪21‬‬  ‫‪.2‬في العام ‪ 1990‬قام العالم جون رومكي بربط ماكينة تسخين خبز التوست باإلنترنت‪ ،‬وهذا الربط‬ ‫سمح له بأن يقوم بتشغيلها أو إيقافها باستخدام شبكة اإلنترنت‪.‬‬ ‫‪.3‬في العام ‪ 1998‬قام أحد األشخاص بربط تيار الماء الصاعد في نافورته بأسعار سهم ما يملكه‪،‬‬ ‫وهذا لكي يرى من خاللها صعود أو هبوط قيمة هذا السهم‪.‬‬ ‫‪.4‬التاريخ األبرز واألهم هو العام ‪ 2008‬الذي يعتقد العلماء أنه تاريخ وّلدة إنترنت األشياء‪ ،‬ويرجع‬ ‫هذا لكون العام ‪ 2008‬هو العام الذي تساوت فيه أعداد البشر مع أعداد األجهزة المتصلة باإلنترنت‬ ‫للمرة األولى في التاريخ‪.‬‬ ‫ما هي التقنيات التي جعلت ‪ IOT‬ممك ن ً ا؟‬ ‫وعلى الرغم من وجود فكرة (‪ )IoT‬منذ فترة طويلة‪ ،‬فإن مجموعة من التطورات األخيرة في عدد من‬ ‫التكنولوجيات المختلفة قد جعلت من العملية‪.‬‬ ‫‪.1‬الوصول إلى تكنولوجيا أجهزة استشعار منخفضة التكلفة وقليلة الطاقة‪ ،‬أجهزة اّلستشعار بأسعار‬ ‫معقولة وموثوق بها تجعل تكنولوجيا (‪ )IoT‬ممكنة لمزيد من الشركات المصنعة‪.‬‬ ‫‪.2‬االتصال‪ ،‬جعلت مجموعة من بروتوكوّلت الشبكة لإلنترنت من السهل توصيل أجهزة اّلستشعار‬ ‫بالسحابة و"أشياء" أخرى لنقل البيانات بكفاءة‪.‬‬ ‫‪.3‬منصات الحوسبة السحابية‪ ،‬تُم ِ اكن الزيادة في توافر األنظمة األساسية السحابية كالً من الشركات‬ ‫والمستهلكين من الوصول إلى البنية األساسية التي يحتاجون إليها للتوسع دون اّلضطرار إلى إدارة‬ ‫كل ذلك في الواقع‪.‬‬ ‫‪.4‬التعلم اآللي والتحليالت ‪.‬مع التطورات الحاصلة في التعلم اآللي والتحليالت‪ ،‬إلى جانب الوصول إلى‬ ‫كميات متنوعة وواسعة من البيانات المخزنة في السحابة‪ ،‬يمكن للشركات جمع الرؤى بشكل أسرع‬ ‫وأكثر سهولة‪.‬وّل يزال ظهور هذه التكنولوجيات المتحالفة يدفع حدود (‪ )IoT‬كما أن البيانات التي‬ ‫تنتجها (‪ )IoT‬تغذي هذه التكنولوجيات‪.‬‬ ‫‪.5‬الذكاء االصطناعي للمحادثة )‪ (AI‬لقد جلبت التطورات في الشبكات العصبية معالجة اللغة الطبيعية‬ ‫إلى أجهزة (‪ )IoT‬مثل المساعدين الشخصيين الرقميين (‪ )Cortana‬وجعلتهم جذابة وبأسعار معقولة‬ ‫وقابلة للتطبيق لالستخدام المنزلي‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪22‬‬  ‫تطبيقات إنترنت األشياء في جميع المجاالت‬ ‫أوالً‪ :‬الصناعة‬ ‫وبشكل عام‪ ،‬يعتبر إنترنت األشياء من أكثر األمور وفرة في المصانع‪ ،‬وذلك عن طريق إستخدام‬ ‫المستشعرات واآلّلت الذكية والروبوتات والعديد من األجهزة المتصلة مع بعضها البعض ومع شبكة‬ ‫اإلنترنت‪ ،‬وتعمل بشكل متناسق مع بعضها البعض إلتمام العمليات المطلوبة منها‪.‬‬ ‫ثانياً‪ :‬الزراعة‬ ‫في قطاع الزراعة‪ ،‬يمكن للمزارعين اإلستفادة منه لتسهيل أعمالهم وتحسين جودة اإلنتاج‪.‬كما يمكن‬ ‫ألجهزة اإلستشعار جمع بيانات هطول األمطار وقياس درجة الحرارة والرطوبة ورطوبة التربة ومحتواها‬ ‫من العناصر المغذية التي تحتاجها النباتات‪ ،‬حيث يتم تحليل هذه البيانات ألتمتة عمليات الزراعة وتحسين‬ ‫منتجاتها‪.‬‬ ‫ثالثا ً‪ :‬المنازل‬ ‫تستخدم عمليات األتمتة المنزلة إنترنت األشياء لتتمكن من مراقبة جميع األنظمة في المنزل‪ ،‬مثل األنظمة‬ ‫الميكانيكية والكهربائية والكشف عن وجود األعطال فيها‪.‬كما تقوم بمراقبة أمن المنزل ومحيطه والمساعدة‬ ‫على مراقبة وترشيد إستهالك المياه وتوفير الكهرباء‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :17‬إنترنت األشياء في المنازل‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪23‬‬  ‫رابعا‪ :‬اإلنشاءات‬ ‫كما يمكن أيضا ً تطبيق هذا األمر على قطاع اإلنشاءات والبنية التحتية‪ ،‬فيمكن مثالً إستخدام المستشعرات‬ ‫لمراقبة التغييرات التي تحدث داخل المباني وهياكل الجسور والطرق وأعمال البنية التحتية‪.‬يمكن عن‬ ‫طريق هذا األمر معرفة نسبة اإلنجاز وإيجاد األخطاء بسهولة مما يساعد على توفير التكاليف الوقت‪.‬كما‬ ‫يساعد هذا األمر على التخلص من العديد من األعمال الورقية واإلجراءات الغير ضرورية‪.‬‬ ‫أهمية إنترنت األشياء‬ ‫في عالم ثورة التكنولوجيا الذي نعيش فيه‪ ،‬يساعد إنترنت األشياء الناس على العيش والعمل بطريقة أكثر‬ ‫ذكا ًء‪ ،‬باإلضافة إلى إمتالك السيطرة الكاملة على حياتهم وممتلكاتهم‪.‬‬ ‫عدا عن كون إنترنت األشياء يساهم بشكل كبير في ربط األجهزة الذكية بالمنازل‪ ،‬فهو مهم وضروري بشكل‬ ‫كبير لألعمال والشركات والمصانع‪.‬‬ ‫يساعد إنترنت األشياء في تخفيض وقت العمل لدى الشركات والمصانع‪ ،‬كما يساهم في تحسين أداء اآلّلت‬ ‫وسلسلة التوريد والعمليات اللوجستية وأتمتة العمليات وتقليل كلفة العمالة البشرية‪.‬تجعل هذه المميزات منه‬ ‫أمرا ً مرغوبا ً فيه‪ ،‬فهو يساهم في تحسين الخدمات التي يتم تقديمها إلى العمالء‪ ،‬وبالتالي تحسين أداء الشركات‬ ‫وقوة عالمتها التجارية‪.‬‬ ‫ومن أهم الفوائد التي يقدمها إنترنت األشياء للشركات والمصانع‪:‬‬ ‫‪ ‬مراقبة العمليات التجارية الشاملة‪.‬‬ ‫‪ ‬تحسين تجربة العميل‪.‬‬ ‫‪ ‬توفير المال والوقت‬ ‫‪ ‬تحسين إنتاجية الموظف‪.‬‬ ‫‪ ‬دمج نماذج وأقسام العمل‪.‬‬ ‫‪ ‬تحسين عملية إتخاذ القرار‪.‬‬ ‫‪ ‬تحسين اإليرادات العامة‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪24‬‬  ‫مميزات إنترنت األشياء‬ ‫‪ -1‬توفير الكثير من الوقت‬ ‫استخدام تقنية إنترنت األشياء ستساعد البشرية على توفير مليارات الساعات يوميًا بال أي مبالغة‪ ،‬وذلك‬ ‫من خالل أتمتة كافة المهام الروتينية التي يقوم بها اإلنسان عادة مما سيساعدنا نحن البشر على التركيز‬ ‫على األشياء المهمة أو تخصيص أوقات الفراغ للراحة أو لالستمتاع‪.‬‬ ‫مثالً؛ كم ساعة يتم هدرها شهريا ً لفتح وقفل جراج سيارتك؟ بوجود إنترنت األشياء مهام مثل هذه سوف‬ ‫يتم آداءها بصورة آلية معدة مسبقا ً لتوفر لك ساعات من الوقت كل شهر‪.‬‬ ‫‪ -2‬تقليل استهالكنا للطاقة‬ ‫من خالل مراقبة والتحكم بجميع األدوات واألجهزة سواء المنزلية أو غيرها سوف يمكن توفير كميات‬ ‫مهولة من الطاقة خاصة تلك المتعلقة باإلضاءة أو باإلهمال البشري‪ ،‬وبجانب تقليل استهالكنا للطاقة‬ ‫ضا بتقليل النفقات بشكل معقول والحد من الفاقد‪.‬‬ ‫ستساهم أي ً‬ ‫‪ -3‬الحد من الحوادث والمشاكل الصحية‬ ‫باستخدام تقنية إنترنت األشياء (‪ )IOT‬في النقل والمواصالت وقطاع الصحة سيزداد معدل أعمار البشر‪،‬‬ ‫كما ستقل معدّلت الوفاة من الحوادث والمشاكل الصحية بدرجة كبيرة‪.‬‬ ‫‪.5‬توفير الكثير من البيانات‬ ‫البيانات هي نفط القرن الواحد والعشرين‪ ،‬ولذا فأن مجرد توفير البيانات سوف يساهم في خلق موجة قوية‬ ‫للغاية من التحسين والتطوير سواء من جهة الخدمات أو المنتجات‪ ،‬باإلضافة إلى أنه سيساعد على‬ ‫التخصيص لكل فرد حسب سلوكه ونشاطاته وعاداته‪.‬‬ ‫‪.6‬األمان والحماية‬ ‫عا من اإلحساس باألمان‪ ،‬كما أنه سيقلل بشكل كبير من نسب حدوث‬ ‫كون كل شيء مراقب سوف يمنحنا نو ً‬ ‫الجرائم أو حتى يمحيها تما ًما… عدا بالطبع اإللكترونية منها‪.‬واألمان هنا ّل يقصد فقط األمان من األذى‬ ‫ضا األمان والحماية من الحوادث والمخاطر‪.‬‬ ‫والجرائم بل أي ً‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪25‬‬  ‫عيوب إنترنت األشياء‬ ‫‪ -1‬الخصوصية‬ ‫بوجود جميع هذه األجهزة التي تراقب وتقيس وتتحكم بالبيئة التي نعيش فيها سوف يصبح من الصعب‬ ‫للغاية الحفاظ على الخصوصية واألمان‪ ،‬فكل شيء مراقب ويتم تسجيله بالتفصيل الممل‪.‬‬ ‫‪ -2‬تغير الطبيعة البشرية‬ ‫قد يؤدي التعامل المفرط مع هذه التقنية إلى حدوث تغيرات جذرية في الطبيعة البشرية من ناحية السلوك‬ ‫والجوانب النفسية‪ ،‬كما ستتغير تصرفات اإلنسان وفقًا لمدى تطور هذه التقنية‪.‬‬ ‫يتوقع علماء النفس والسلوك أن يصبح اإلنسان باردًا عاطفيًا‪ ،‬وأن يفقد القدرة على الشعور بالغير تدريجيًا‬ ‫نتيجة التعامل المطول مع اآللة… مما سيدخله في حالة من البالدة الشعورية‪.‬‬ ‫ضا إلى اّلعتماد عليها بشكل كلي‪ ،‬وفقدان بعض المهارات‬ ‫بجانب هذا سيؤدي كثرة استخدام هذه اآلّلت أي ً‬ ‫التي نعتبرها أساسية اليوم‪ ،‬وترك هذه المهام لآللة لتتوّلها بشكل كامل ما سيعني عجزنا عن القيام بها في‬ ‫حالة تعطل اآللة‪.‬‬ ‫‪ -3‬االختراق وسرقة البيانات‬ ‫من أخطر المشاكل التي تواجه إنترنت األشياء كونه عرضة لالختراق أو سرقة البيانات مما سيكلف‬ ‫الشخص خسائر فادحة‪ ،‬كما أنه سيسرب عنه معلومات دقيقة للغاية‪.‬‬ ‫‪ -4‬فقدان الماليين من الوظائف‬ ‫اّلستخدام الشامل إلنترنت األشياء سوف يساهم في خسارة الماليين من األشخاص لوظائفهم مما سيتسبب‬ ‫في تأثيرات اقتصادية كبيرة ومعقدة‪ ،‬ولكن لحسن الحظ يخبرنا علماء اّلقتصاد بأنه كذلك سيخلق الماليين‬ ‫من الوظائف األخرى‪.‬‬ ‫‪ -5‬التعقيد‬ ‫كون إنترنت األشياء معقد كل هذ التعقيد يؤدي إلى صعوبة في التعامل مع األخطاء أو الثغرات‪ ،‬وهو ما‬ ‫قد يجعل الثغرة الواحدة مميتة أو قاتلة‪ ،‬كما أن عملية البناء والصيانة ألنظمة إنترنت األشياء سيكون صعبًا‬ ‫للغاية من الناحية التقنية‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪26‬‬  ‫كيف يعمل إنترنت األشياء‬ ‫الكيفية التي تعمل بها أجهزة إنترنت األشياء ‪ IOT‬سهلة وبسيطة للغاية نظريًا‪ ،‬فهي عبارة عن جمع‬ ‫البيانات ومن ثم نقلها من خالل الشبكة‪ ،‬وبعد ذلك مراجعتها والتفاعل معها وعرضها في واجهة مستخدم‬ ‫ً‬ ‫تفصيال عن مراحل عملها‪:‬‬ ‫سهلة وبسيطة‪.‬وسوف نتحدث بشكل أكثر‬ ‫المرحلة األولى‪ :‬جمع البيانات من األجهزة والمستشعرات‬ ‫في هذه المرحلة تقوم األجهزة أو المستشعرات (‪ )Sensors‬المدمجة بها بجمع البيانات من البيئة من‬ ‫حولها‪ ،‬وهذه البيانات قد تختلف باختالف نوع هذه المستشعرات‪ ،‬فهناك تنوع كبير للمستشعرات سواء‬ ‫الخاصة بالحرارة أو الصوت أو الضوء أو مستشعرات الضغط والرطوبة…‪.‬الخ‪.‬‬ ‫ضا لديه عدد من المستشعرات القادرة على‬ ‫من الممكن حساب هاتفك المحمول ضمن هذه األجهزة‪ ،‬فهو أي ً‬ ‫صا وت ً‬ ‫ركيزا من هاتفك‬ ‫جمع وتمييز البيانات ونقلها‪ ،‬ولكن عادة ما تكون أجهزة إنترنت األشياء أكثر تخص ً‬ ‫المحمول‪.‬‬ ‫قد تكون مخرجات هذه العملية مختلفة للغاية‪ ،‬فهي قد تكون معقدة أو بسيطة‪ ،‬وقد تكون مجرد أرقام توضح‬ ‫درجات الحرارة أو الضغط الجوي‪ ،‬وربما تكون عبارة عن صور أو مقاطع فيديو حسب الحاجة‪.‬‬ ‫المرحلة الثانية‪ :‬ربط األجهزة ببعضها البعض‬ ‫جميع البيانات التي تم جمعها من خالل األجهزة والمعلومات يتم إرسالها عبر شبكة اإلنترنت إلى السحابة‬ ‫اإللكترونية‪ ،‬والتي تقوم بتخزينها ومعالجتها وتنظيم نقلها إلى األجهزة األخرى وفقًا لبروتوكول معين‪.‬‬ ‫هذه المرحلة تُعد أهم مرحلة لكونها تؤثر على بقية المراحل‪ ،‬وتؤثر على سالمة العملية وكفاءة وفعالية‬ ‫ضا ألكبر نقدين على إنترنت األشياء؛ وهما إمكانية تعرضها لالختراق‪،‬‬ ‫إنترنت األشياء‪.‬كما أنها سبب أي ً‬ ‫وتعقيد عملية اّلتصال بين األجهزة وبعضها البعض‪.‬‬ ‫المرحلة الثالثة‪ :‬معالجة البيانات‬ ‫تتم في هذه المرحلة القيام بمعالجة البيانات التي تم جمعها من قبل المستشعرات وتخزينها من قبل السحابة‪،‬‬ ‫وهذه هي الخطوة الفعالة التي تفهم اآللة أو الجهاز من خاللها معنى هذه البيانات‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪27‬‬  ‫ضا المرحلة التي تحدد مدى ذكاء هذه األجهزة‪ ،‬حيث كلما استخدمت تقنيات متطورة‬ ‫هذه المرحلة هي أي ً‬ ‫أكثر ذكا ًءا كتعلم اآللة (‪ )Machine Learning‬والتعلم العميق (‪)Deep Learning‬‬ ‫المرحلة الرابعة‪ :‬التفاعل وواجهة المستخدم‬ ‫في هذه المرحلة يتم تحويل البيانات والمخرجات إلى شكل يمكن تقييمه وفهمه من قبل المستخدم؛ سواء‬ ‫كانت هذه الطريقة من خالل تطبيق أو من خالل رسائل نصية أو تنبيهات أو غيرها‪.‬‬ ‫وفي كثير من األحيان ّل تقوم واجهة المستخدم هذه بإطالع اإلنسان فقط بما فعلته أو ستفعله‪ ،‬بل ربما‬ ‫ستعرض عليه المعطيات وتجعله يختار من بين عدة خيارات‪.‬‬ ‫مثال‬ ‫هذه المراحل األربعة يمكننا تطبيقها من خالل أدوات إنترنت األشياء التي يستخدمها المزارعون في‬ ‫المزارع الحديثة‪.‬‬ ‫إذ أن هناك مستشعرات ذكية في األراضي المزروعة تقيس جفاف التربة‪ ،‬تقوم هذه المستشعرات بإرسال‬ ‫البيانات التي تجمعها كل ‪ 6‬ساعات إلى السحابة لكي تقوم األخيرة بتخزينها‪ ،‬هذه البيانات عادة ما تعبر‬ ‫عن حالة التربة إن كانت مروية أم ّل‪.‬‬ ‫بعد تخزين هذه البيانات على السحابة تقوم خوارزمية أو شبكة عصبية اصطناعية بتحليلها لتخرج بنتيجة‬ ‫إن كانت هذه التربة تحتاج أو ّل تحتاج إلى أن يتم سقيها‪.‬‬ ‫لتقوم بعد ذلك بإرسال النتائج إلى تطبيق بهاتف المستخدم يخبره بالنتيجة‪ ،‬ويخيره من بين أن يروي تلك‬ ‫ورا عدة أجهزة من أجهزة إنترنت األشياء‬ ‫النباتات أم ّل‪ ،‬فإذا اختار هذا المزارع أن يروي األرض تعمل ف ً‬ ‫الموجودة في األرض والمتصلة بمصدر للماء بري هذه النباتات‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪28‬‬  ‫مكونات إنترنت األشياء‬ ‫مما سبق يمكننا إدراك مكونات إنترنت األشياء وهي كالتالي‪:‬‬ ‫أوالً‪ :‬أي شيء (جهاز منزلي مثالً) يحمل خواص وإمكانيات متقدمة‬ ‫كسيارة مثالً بها قدرة ميكانيكية وهيكلية قادرة على تنفيذ المهام المطلوبة مثل فتح األبواب بصورة آلية‪،‬‬ ‫أو نوافذ مصممة وبها اإلمكانيات الهيكلية والميكانيكية بحيث يمكن غلقها بصورة آلية‪.‬‬ ‫ثانياً‪ :‬حساسات وكاميرات متقدمة قادرة على استقبال البيانات الدقيقة‬ ‫جزء هام جدا ً من عالم إنترنت األشياء يقوم على استقبال البيانات‪ ،‬وهذا من أجل تحليلها ومن ثم الخروج‬ ‫بالنتائج أو المخرجات التي تعود في النهاية على تحسين حياة المستخدم أو توفير وقته‪.‬‬ ‫لذا يتوجب وجود أجهزة وأدوات قادرة على استقبال البيانات هذه من أجل إرسالها للحليل‪ ،‬مثل درجة‬ ‫الحرارة‪ ،‬والبيانات المرئية والصوتية‪ ،‬وكشف ومسح األبعاد المكانية…الخ‪.‬‬ ‫ثالثاً‪ :‬إعطاء الشيء إمكانية االتصال باإلنترنت‬ ‫هذا ينقسم إلى شقين‪:‬‬ ‫الشق األول‪ :‬أجهزة ذكية صغيرة يمكنها أن تقوم بدور الكمبيوتر من الناحية التقنية (‪.)Hardware‬‬ ‫الشق الثاني‪ :‬اّلتصال بشبكة اإلنترنت وفقا لبرتوكول (‪ )IP Address‬عن طريق الشبكة السلكية‬ ‫والالسلكية‪.‬‬ ‫رابعاً‪ :‬برمجة وتطبيقات خاصة لضبط وإدارة األشياء من خالل اإلنترنت‬ ‫لدينا الشيء وبه الحساسات والكاميرات (التكنولوجيا الذكية)‪ ،‬ولدينا اآلن إمكانية اّلتصال باإلنترنت‪.‬لكي‬ ‫تكتمل الحلقة ّلبد من وجود برنامج أو تطبيق (‪.)Software or Application‬وظيفة البرنامج هنا‬ ‫هي التحكم واإلدارة‪ ،‬لضبط وتنظيم األوامر الخاصة بهذا الجهاز‪ ،‬وكيفية تفاعله مع غيره من األجهزة‬ ‫الشكل التالي يوضح مراحل إنترنت األشياء‪:‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪29‬‬  ‫حيث تبدأ بأجهزة اّلستشعار التي تبدأ بجمع البيانات من بيئتها المتواجدة فيها‪ ،‬ث ام يت ام إرسال هذه البيانات‬ ‫إلى السحابة (‪ )Cloud‬وهي شبكة ضخمة من الخوادم الخارقة التي تقدام خدمات مختلفة لألفراد‬ ‫والشركات‪ ،‬حيث ترتبط أجهزة اّلستشعار بالخوادم بطرق مختلفة قد تشكل‪ :‬الهواتف الذكية‪ ،‬األقمار‬ ‫الصناعية‪ ،‬اإلنترنت الالسلكي (‪ ،)WiFi‬البلوتوث وغيرها‪.‬‬ ‫بمجرد أن تصل البيانات إلى السحابة‪ ،‬يت ام معالجتها باستخدام إحدى برمجيات تحليل البيانات‪ ،‬قد تكون‬ ‫ا‬ ‫عملية معالجة هذه البيانات بسيطة أو معقدة‪ ،‬ويعتمد ذلك على كمية ونوع البيانات التي ت ام الحصول عليها‪.‬‬ ‫وأخيرا ترسل النتائج إلى المستخدم النهائي في شكل تنبيه معيان‪ ،‬حتى يقوم المستخدم بتغيير أو تعديل‬ ‫ً‬ ‫إعدادات أجهزة اّلستشعار‪ ،‬وأحيانًا يت ام تعديل أجهزة اّلستشعار بشكل أوتوماتيكي دون الحاجة للتدخل‬ ‫البشري‪.‬‬ ‫شكل رقم ‪ :18‬مراحل إنترنت األشياء‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪30‬‬  ‫التحديات التي تواجه إنترنت األشياء‬ ‫ويمكننا تلخيص هذه العراقيل في ‪ 6‬نقاط فقط‪ ،‬وهي‪:‬‬ ‫‪.1‬المعدات‪ :‬هي عبارة عن العنصر المادي من إنترنت األشياء‪ ،‬وهي تتكون من الحساسات واألجهزة‬ ‫الدقيقة والشبكات‪.‬‬ ‫‪.2‬البرمجيات‪ :‬هي الجزء غير المادي الذي يهتم بتخزين البيانات اآلتية من المعدات ومن ثم‬ ‫معالجتها‪ ،‬وهي تتكون من التطبيقات والخدمات السحابية والمنصات ومشغلو اّلتصاّلت‬ ‫والشبكات‪.‬‬ ‫‪.3‬الخدمات والعمليات‪ :‬عبارة عن المخرجات التي تتعامل مع البيانات والظروف التي يتحكم بها‬ ‫إنترنت األشياء‪ ،‬وهي عبارة عن تحليل البيانات والتكامل بين األجزاء المختلفة بجانب األمن‬ ‫السيبراني والخدمات التقنية واإلدارية‪.‬‬ ‫‪.4‬القوانين‪ :‬هي التشريعات التي تتحكم بالتعاون بين هذه األجزاء المختلفة في بيئة إنترنت األشياء‪،‬‬ ‫وهي تتكون من المعايير القياسية والبروتوكوّلت والتحالفات والمجموعات الصناعية والمشرعون‬ ‫والحكومات‪.‬‬ ‫‪.5‬البنية التحتية المتطورة‪ ،‬يتطلب التطبيق الشامل أو الفعال لتقنية إنترنت األشياء توافر بنية تحتية‬ ‫متطورة قادرة على استيعاب متطلبات هذه التقنية‪.‬وهذا لكي تتمكن البنية التحتية من توفير قدرات‬ ‫تسمح باتصال جميع هذه األجهزة مع بعضها البعض‪ ،‬باإلضافة إلى التحكم والقدرة على التعامل‬ ‫مع هذا الكم الكبير من المعلومات المتدفقة من وإلى أجهزة إنترنت األشياء‪.‬‬ ‫‪.6‬أمن المعلومات واألنظمة‪ ،‬واحدة من التحديات الكبيرة التي تواجه إنترنت األشياء هي األمن‬ ‫السيبراني أو أمن المعلومات واألنظمة‪ ،‬ألن هذه األجهزة سوف تتحكم بكثير من نواحي حياتنا‬ ‫الهامة كما سيكون لها دور في قطاعات الصحة والصناعة… مما سيجعل أقل مشكلة أو خطأ‬ ‫مكلفين للغاية‪.‬يتم اآلن الدمج بين علوم األمن السيبراني وإنترنت األشياء‪ ،‬وذلك بهدف منع أي‬ ‫ضرر خارجي من إصابة هذه األجهزة أو التحكم بها أو حتى الولوج إلى المعلومات التي‬ ‫تخزنها… تما ًما كما يحدث مع الحواسيب وأجهزة الهاتف المحمول التي نملكها‪.‬‬ ‫تكنولوجيا الذكاء اإلصطناعي والتقارير والمقايسات الفنية‬ ‫مصلحة الكفاية اإلنتاجية والتدريب المهني‬ ‫‪31‬‬  ‫الباب الثالث‪ :‬الشبكات العصبية االصطناعية ( ‪) ANN‬‬ ‫مقدمة‬ ‫البرمجة المعتادة التي نعرفها؛ هي عملية إعطاء جهاز الكمبيوتر أو اآللة مجموعة من الخطوات أو المهام‬ ‫التي يجب أن تؤديها بشكل محدد من أجل إتمام مهمة ما‪ ،‬وهذا ما يسمى بالخوارزمية (‪.)Algorithm‬‬ ‫ويكون جهاز الكمبيوتر في هذه الحالة غبي أو بتعبير آخر ّل يفهم ما يفعله بالتحديد‪ ،‬وّل لماذا يفعله وإنما‬