الذكاء الاصطناعي1 - الدرس 1 [11-20].pdf
Document Details
Uploaded by DedicatedSilver
الحكم بن هشام بالمهد - مسارات
Tags
Related
- Artificial Intelligence with Machine Learning (Unit 1) PDF
- Artificial Intelligence PDF
- Artificial Intelligence (AI) PDF
- COMCTN4 Second Grading Exam - Artificial Intelligence and Machine Learning (PDF)
- DST301 Artificial Intelligence Applications Lecture 02 - Machine Learning PDF
- CPCS-335 Introduction to Artificial Intelligence Lecture 8 PDF
Full Transcript
الدر�س األأول مقدمة يف الذكاء اال�صطناعي ما الذكاء اال�صطناعي؟ )What is Artificial Intelligence (AI ال��ذكاء اال�صطناع��ي ( )AIه��و �أح��د جم��االت عل��وم احلا�س��ب اآلآيل الت��ي تُعن��ى بت�صمي��م وتطبي��ق الربام��ج القادرة على حماكاة القدرات املعرفية الب�ش��رية .تُظهِ ر هذه الر...
الدر�س األأول مقدمة يف الذكاء اال�صطناعي ما الذكاء اال�صطناعي؟ )What is Artificial Intelligence (AI ال��ذكاء اال�صطناع��ي ( )AIه��و �أح��د جم��االت عل��وم احلا�س��ب اآلآيل الت��ي تُعن��ى بت�صمي��م وتطبي��ق الربام��ج القادرة على حماكاة القدرات املعرفية الب�ش��رية .تُظهِ ر هذه الربامج اخل�صائ�ص التي ت َِ�صف ال�س��لوك الب�ش��ري عادةً ،مثل حل امل�ش��كالت، والتعلُّم ،و�صنع القرارات ،واال�ستدالل ،والتخطيط ،واتخاذ القرارات� ،إلخ. وكالء الذكاء اال�صطناعي (:)AI agents وكي��ل ال��ذكاء اال�صطناع��ي ه��و برنام��ج يعم��ل نياب� ًة ع��ن املُ�س��تخدِ م �أو النظ��ام يف �إدراك بيئت��ه ،و�صن��ع الق��رارات ،واتخ��اذ اإلإجراءات وفقًا له��ا ،وق��د يك��ون الوكي��ل ب�س��يطً ا �أو ُمعق� ً�دا ،ذات��ي التح ّك��م �أو �ش��به ذاتي التح ّك��م� ،أو يعم��ل يف بيئات متنوعة، مثل املُ�س��تندة �إىل الويب� ،أو املاديّة، �أو االفرتا�ض ّية. وكالء الذكاء اال�صطناعي ال�شبكات الع�صبية ر�ؤية احلا�سب التعلُّم العميق الذكاء اال�صطناعي الروبوتية معاجلة اللغات الطبيعية ال�شبكات الع�صبية (:)Neural networks ال�ش��بكات الع�صبي��ة ه��ي ن��وع م��ن برام��ج احلا�س��ب املُ�ص َّمم��ة ملح��اكاة طريق��ة عم��ل الدم��اغ الب�ش��ري .وهي مكون��ة م��ن خالي��ا وطبق��ات ع�صبية ميكنها معاجلة املعلومات ونقلها. تعلُّم اآلآلة �شكل :1.1بع�ض جماالت الذكاء اال�صطناعي 11 الذكاء اال�صطناعي واملجاالت األأخرى AI and Other Fields يرتبط الذكاء اال�صطناعي ( )AIارتباطً ا وثيق ال�صلة بعدة جماالت �أخرى ت�شمل: الفل�س��فة ( :)Philosophyهي �أ�صل العلوم احلديثة ،وتُعنى بدرا�س��ة امل�ش��كالت التي متثّل �أ�س���س الذكاء اال�صطناعي، مث��ل �أ�ص��ل ِ املعرف��ة ومتثيله��ا ،واال�س��تدالل املُ�س��تنِد �إىل القواع��د واملنط��ق ،والتحلي��ل القائ��م عل��ى األأه��داف ،وال�صل��ة ب�نين والت�صرف. املعرِ فة ُّ الريا�ضي��ات ( :)Mathematicsه��ي جوه��ر ال��ذكاء اال�صطناع��ي ،حي��ث تُقدم له لبِنات البناء األأ�سا�س��ية مثل :املنطق، واحلو�سبة ،ونظرية االحتماالت. نظري��ة الق��رار ( :)Decision Theoryتُعن��ى بدرا�س��ة اخل�صائ���ص املنطقي��ة والريا�ضي��ة لعملي��ة �صن��ع الق��رار ،حي��ث حت ّل��ل عمل ّي��ة اتخ��اذ الق��رارات يف نظ��ام تك��ون في��ه بيئ��ة الق��رار غ�رير وا�ضح��ة ،وتُط َّب��ق األأُطُ ر واألأ�س��اليب النظري��ة يف هذا املجال با�ستمرار حل ّل م�شكالت الذكاء اال�صطناعي. عل��م األأع�ص��اب (ُ :)Neuroscienceيعن��ى بدرا�س��ة اجله��از الع�صب��ي الب�ش��ري ،وق��د تو�ص��ل عل��م األأع�ص��اب �إىل نتيج��ة رئي�س��ة عمل��ت كمب��د�أ �إر�ش��ادي لل��ذكاء اال�صطناع��ي ،وه��ي �أن جمموع��ة م��ن اخلالي��ا الب�س��يطة ميك��ن �أن ت��ؤدي �إىل نتائ��ج ُمعق��دة مث��ل :الفك��ر ،والعم��ل ،والوع��ي .كم��ا �أن ال�ش��بكات الع�صبي��ة اال�صطناعي��ة ُحُتاك��ي البُني��ات الع�صبي��ة املوج��ودة يف الدماغ الب�شري. عل��م النف���س املع��ريف ( :)Cognitive Psychologyه��و �أح��د ف��روع عل��م النف���س ،ويُعن��ى بدرا�س��ة طريق��ة تفك�رير الب�ش��ر. ولطامل��ا كان الف�ض��ل يف حتقي��ق االجن��ازات والتق�دّم يف جمال الذكاء ال�صناعي راجعًا �إىل االكت�ش��افات التي ّمت حتقيقها يف هذا املجال ،والتي �ساعدت على توفري الر�ؤى التي ت�ساعد �أجهزة احلا�سب على حماكاة التفكري الب�شري. عل��وم احلا�س��ب والهند�س��ة ( :)Computer Science and Engineeringتعت�ربر عل��وم احلا�س��ب والهند�س��ة حج��ر األأ�سا���س لتوف�رير الربجمي��ات واألأجه��زة الالزم��ة لل��ذكاء اال�صطناع��ي لالنتق��ال م��ن املب��ادئ النظري��ة �إىل التطبيق��ات العملية .وقد واكَب التقدم يف الذكاء اال�صطناعي با�ستمرار التطورات يف �أنظمة الت�شغيل ،والربجمة ،واللغات ،وال�سعة التخزينية ،والذاكرة ،وقوة ُمعاجلة البيانات. علم التحكم اآلآيل (ُ :)Cyberneticsيعنى بدرا�س��ة األأنظمة التي حتقق احلالة املرجوة با�س��تالم املعلومات من بيئتها وتعدي��ل �س��لوكها وف ًق��ا لذل��ك .الف��رق الرئي���س ب�نين عل��م التح ّك��م اآلآيل وب�نين ال��ذكاء اال�صطناع� ّ�ي ه��و �أن األأول ي�س��تخدم الريا�ضي��ات لنمذج��ة األأنظم��ة املُغلق��ة الت��ي ميك��ن و�صفه��ا بالكامل با�س��تخدام متغريات ُحُم� َّددة ،بينما ي�س��تخدم الذكاء اال�صطناعي اال�ستدالل املنطقي واحلو�سبة للتغلب على هذه القيود ودرا�سة امل�شكالت املُعقَّدة مثل :فهم اللغة واملعلومات املرئية وتوليدهما. عل��م اللُغوي��ات ( :)Linguisticsه��و الدرا�س��ة العلمي��ة للغ��ة الب�ش��رية ،فلطامل��ا كان فه��م اللغ��ة الب�ش��ريّة وتوليده��ا جم� ً�ااًل رئي�سً ��ا يف تطبيق��ات ال��ذكاء اال�صطناع��ي ،كم��ا �أدى �إىل ن�ش��وء حق��ول فرعي��ة مث��ل :معاجل��ة اللغ��ات الطبيعي��ة ( )Natural Language Processing - NLPواللغويات احلا�سوبية (.)Computational Linguistics عل��م الر�ؤي��ة ( :)Vision Scienceه��و الدرا�س��ة العلمي��ة ل�إل�إدراك الب�ص��ري .و ُيع� ّد تعلي��م �أجه��زة احلا�س��ب كيفي��ة فه��م ال�ص��ور ،والر�س��وم املتحرك��ة ،ومقاط��ع الفيدي��و وتوليده��ا �أح��د �أكرث� ِر تطبيق��ات ال��ذكاء اال�صطناع��ي �إث��ارة ،وحتدي��دً ا يف املجاالت الفرعية للتعلُّم العميق ور�ؤية احلا�سب. معلومة ا�ستُخدِ م م�صطلح الذكاء اال�صطناعي ر�سميًا للمرة األأوىل يف عام ،1956مما يجعله �أحد �أحدث املجاالت العلمية ن�سبيًا. 12 اختبار تورنغ Turing Test ق��د يك��ون اختب��ار تورن��غ ه��و الطريق��ة األأك�رثر �ش��هرة لتعري��ف ال��ذكاء اال�صطناع��ي ،ويع��ود تاري��خ اقرتاح��ه �إىل ع��ام ،1950حي��ث �أج��رى الع��امل تورن��غ جترب��ة ملعرِ ف��ة م��ا �إذا كان احلا�سب ذكيًا �أم ال. و�أثناء االختبار ،يتوجب على احلا�س��ب �أن يجيب عن بع�ض األأ�س��ئلة املكتوبة التي يقدمها امل ُوجِّ ��ه الب�ش��ري ( .)Human Respondentيعت�ربر االختب��ار ناجحً ��ا �إذا مل يتمك��ن وجه من معرفة ما �إذا كانت اإلإجابة مكتوبة بوا�سطة �إن�سان �أم بوا�سطة احلا�سب. املُ ِّ الجتياز االختبار بنجاح ،يجب �أن يتمتع احلا�سب باإلإمكانات املو�ضحة يف اجلدول التايل: اختبار تورنغ (:)Turing Test يقي���س اختب��ار تورن��غ ق��درة اآلآل��ة عل��ى �إظه��ار �س��لوك ذك��ي مكاف��ئ ل�س��لوك اإلإن�سان �أو غري قابل للتمييز عنه. احلا�سب امل ُجيب اإلإن�سان امل ُجيب امل ُوجِّ ه الب�شري امل ُجيب األأول �شكل :1.2متثيل اختبار تورنغ امل ُجيب الثاين 13 جدول � :1.1إمكانات احلا�سب الجتياز اختبار تورنغ 1 معاجلة اللغات الطبيعية؛ لتمكني احلا�سب من فهم األأ�سئلة والرد عليها. 2 متثيل املعرفة لتنظيم املعلومات وتخزينها وا�سرتجاعها خالل �أداء االختبار. 3 اال�ستدالل املُ�ؤمتت؛ ال�ستخدام املعلومات املُخزَّنة لإلإجابة عن األأ�سئلة. 4 تعلُّ��م اآلآل��ة للتك ّي��ف م��ع هي��اكل اللغ��ات اجلدي��دة مث��ل :بن��اء جُ م��ل خمتلف��ة� ،أو �إيجاد مف��ردات لغوي��ة خمتلفة، مل يرها من قبل� ،أو لي�ست خمزّنة �ضمن املعلومات. 5 ر�ؤي��ة احلا�س��ب؛ حت��ى يتمك��ن م��ن اال�س��تجابة لإلإ�ش��ارات الب�صري��ة الت��ي يتلقّاها م��ن املُوجِّ ه عرب و�س��ائط نقل ال�صور والفيديو. 6 الروبوتية؛ حتّى يتمكّن من ا�ستقبال األأ�شياء التي يتلقّاها من املُوجِّ ه عرب املنفذ ويعاجلها. تغط ���ي اإلإمكان ���ات املو�ضح ���ة باألأعل ���ى ج ���زءًا كب �ري�رًا م ���ن جم ���ال ال ���ذكاء اال�صطناع ���ي الوا�س ���ع� .سن�س ���تعر�ض ه ���ذه اإلإمكانات فيما يلي: معاجل��ة اللغ��ات الطبيعي��ة ( )NLPه��و �أح��د ف��روع ال��ذكاء اال�صطناع��ي ال��ذي َمَين��ح �أجه��زة احلا�س��ب الق��درة عل��ى فهم اإلإن�سان واللغة الطبيعية. متثي��ل املع ِرف��ة ( )Knowledge Representationيف ال��ذكاء اال�صطناع��ي ي�ش�رير �إىل عملي��ة ترمي��ز املعرفة الب�ش��رية يف �ش��كل مق��روء �آل ًي��ا لتتمك��ن األأنظم��ة املُ�س��تنِدة �إىل ال��ذكاء اال�صطناع��ي م��ن معاجلتها وا�س��تخدامها .ت�أتي ه��ذه املعرِ فة يف �صو ٍر عدة ت�شمل :احلقائق ،والقواعد ،واملفاهيم ،والعالقات ،والعمليات. اال�س��تدالل املُ�ؤمت��ت ( )Automated Reasoningيُ�ش�رير �إىل ق��درة األأنظم��ة املُ�س��ت ِندة �إىل ال��ذكاء اال�صطناع��ي عل��ى ا�ستنتاج املعرفة اجلديدة وتقدمي اال�ستنتاجات املنطقية وفقًا ملجموعة من القواعد والفر�ضيات املُقدَ مة. ر�ؤية احلا�سب ( )Computer Visionهي جمال الذكاء اال�صطناعي الذي ُمُيكِّن احلا�سب من تف�سري وفهم املعلومات املرئية من العامل احلقيقي ،مثل ال�صور ومقاطع الفيديو. الروبوتي��ة ( )Roboticsه��ي ف��رع ال��ذكاء اال�صطناع��ي ال��ذي ُيعن��ى بت�صمي��م الروب��وت ،وبنائه ،وا�س��تخدامه .ويت�ضمن اجلم��ع ب�نين التقني��ات املتنوع��ة مث��ل :تعلُّ��م اآلآل��ة ،ور�ؤي��ة احلا�س��ب ،و�أنظم��ة التح ّك��م البت��كار �آالت ذكي��ة ذاتي��ة التح ُّك��م �أو تتطلب احلد األأدنى من التوجيه الب�شري. 14 الذكاء اال�صطناعي :تاريخ ُمُمتَّد لت�سعة عقود Artificial Intelligence: 9 Decades of History بالرغ��م م��ن �أن عم��ر ال��ذكاء اال�صطناع��ي ال يتج��اوز 100ع��ام� ،إال �أن��ه يتمتع بتاريخ غني َمَيتد منذ األأربعيني��ات من القرن املا�ضي حتى اليوم .وفيما يلي ا�ستعرا�ض لإلإجنازات البارزة يف جمال الذكاء اال�صطناعي يف كل ِعقد. األأربعينيات :البداية و�أول خلية ع�صبية ا�صطناعية :1987-1993تُعرف هذه الفرتة با�س��م ثاين �ش��تاء للذكاء اال�صطناعي. ُ :1943اق�رترح النم��وذج األأول املبن��ي عل��ى اخلالي��ا الع�صبي��ة اال�صطناعي��ة فطبيع��ة �أنظم��ة ال��ذكاء اال�صطناع��ي يف املراحل املُبكرة كانت م�س��تندة على بحي��ث ميك��ن ل��كل خلي��ة ع�صبي��ة �أن تك��ون يف حال��ة ن�ش��طة (ت�ش��غيل) �أو غ�رير القواع��د ،والت��ي بدوره��ا قي��دت م��ن قابليته��ا للتطبي��ق وجعلته��ا غ�رير ق��ادرة ن�ش��طة (�إيق��اف) وذل��ك وف��ق املح��اكاة الت��ي تتلقاه��ا م��ن اخلالي��ا الع�صبي��ة على حل م�شاكل احلياة الواقعية الرئي�سة. األأخرى املجاورة واملت�صلة بها. :1997حتق��ق الف��وز األأول لربنام��ج ال��ذكاء اال�صطناع��ي عل��ى بط��ل العامل :1948يف ه��ذا الع��ام ظه��ر روبوت��ان� :إمل��ر و�إل�س��ي ( )Elmer and Elsieيف ال�ش��طرجن ،حيث جنح احلا�س��ب العمالق ديب بلو ( )Deep Blueيف وهم��ا روبوت��ان ذاتي��ا التح ُّك��م ،ميكنهم��ا التنق��ل ح��ول العقب��ات با�س��تخدام هزمية بطل العامل يف ال�شطرجن جاري كا�سبارو (.)Gary Kasparov ال�ضوء واللم�س. األألفيني��ات :ف�رترة االنت�ش��ار وا�س��ع ال ّنط��اق ،والدع��م الكب�رير للمك ّون��ات خم�سينات القرن املا�ضي :ن�ش�أة الذكاء اال�صطناعي املادية والربجمية ،وتطورها :1950ظهر اختبار تورنغ وهو اختبار يحدِّ د قدرة اآلآلة على �إظهار �سلوك :2005ط � َّورت جامع��ة �س��تانفورد ( )Stanford Universityال�س��يارة ذكي مكافئ ل�سلوك اإلإن�سان �أو َي�ص ُعب متييزه عنه� .إىل جانب ظهور العديد ذاتية القيادة �س��تانلي ( )STANLEYالتي فازت يف حتدي ال�س��يارات ذاتية م��ن مفاهي��م ال��ذكاء اال�صطناع��ي الرئي�س��ة مث��ل تعلُّ��م اآلآل��ة ،واخلوارزميات القيادة .كما بد�أ اجلي�ش األأمريكي اال�ستثمار يف الروبوتات ذاتية التحكّم. اجلينية ،والتعلُّم املع َّزز. :2009ا�ستُخدمت وحدات معاجلة الر�سومات �ُ :1951صم��م حا�س��ب التعزي��ز التناظ��ري الع�صب��ي الع�ش��وائي ( )Graphics Processing Units - GPUsلتدري��ب ال�ش��بكات ( )Stochastic Neural Analog Reinforcement Computer-SNARCالع�صبي��ة للتعلُّ��م العمي��ق للم��رة األأوىل� .أدى ا�س��تخدام املكون��ات املادي��ة ك�أول حا�سب يعمل بال�شبكات الع�صبية. املتخ�ص�ص��ة �إىل ت�س��ارع وت�ريرة تدري��ب ال�ش��بكات املُع َّق��دة عل��ى جمموع��ات خ�صي�ص��ا كب�ريرة ج��دً ا م��ن البيان��ات ،مم��ا �أدى ب��دوره �إىل ع�ص��رٍ جدي��د م��ن التعلُّ��م ً :1958طُ ��ورت لغ��ة لي�س��ب ( ،)Lispوه��ي لغ��ة برجم��ة ُم�ص َّمم��ة لل��ذكاء اال�صطناع��ي .ويف الع��ام نف�س��هُ ،ن�ش��رت ورق��ة بحثي��ة ح��ول متلق��ي العميق والذكاء اال�صطناعي. امل�ش��ورة االفرتا�ض��ي ( ،)Hypothetical Advice Takerوه��و نظ��ام العِقدي��ن الث��اين والثال��ث م��ن الق��رن احل��ادي والع�ش��رين :الع�ص��ر الذهبي الذكاء اال�صطناعي القادر على التعلُّم من التجربة متامً ا مثل الب�شر. ال�س��تينيات وال�س��بعينيات م��ن الق��رن املا�ض��ي� :أول �ش��تاء لل��ذكاء :2011ه��زم نظ��ام اإلإجاب��ة عل��ى األأ�س��ئلة املع��روف با�س��م وات�س��ون اال�صطناعي (� )Watsonأف�ض��ل العب�نين يف الع��امل يف برنام��ج امل�س��ابقات األأمريك��ي :1964ظه��ر برنام��ج �إلي��زا ( )ELIZAوه��و �أول برنام��ج ملعاجل��ة اللغ��ات جيوباردي ( ،)Jeopardyحيث متكّن وات�س��ون من فهم األأ�س��ئلة واإلإجابة عليه��ا بنج��اح ،مم��ا �ش �كّل طف��رة يف ا�س��تخدام ال��ذكاء اال�صطناع��ي ِلفه��م تفرع منه جميع روبوتات الدرد�شة اليوم. الطبيعية وهي األأ�صل الذي ّ اللغة الطبيعية. ُ :1974-1980تع�رف ه�ذه الفترة با�س�م �أول �ش�تاء لل�ذكاء اال�صطناع�ي. حي�ث انخف��ض متوي�ل م�ش�روعات ال�ذكاء اال�صطناع�ي يف ه�ذه الفترة نظ ًرا :2012ظه��ر نظ��ام ال��ذكاء اال�صطناع��ي ال��ذي ُيرتجِ ��م فور ًي��ا اللغ��ة لقل�ة التق�دم املُح�رز يف ه�ذا املج�ال ،وانخفا��ض ت�أثيره يف تطبيق�ات احلي�اة اإلإجنليزية املنطوقة �إىل اللغة ال�صينية املنطوقة. اليومية� .أحد االنتقادات الرئي�سة كانت عدم قدرة تقنيات الذكاء اال�صطناعي :2021ظه��ر نظ��ام القي��ادة الذاتي��ة الكام��ل ال��ذي يَ�س��تخدِ م ال�ش��بكات على معاجلة م�ش�كلة االنفجار التوافقي التي جعلت قابلية تطبيقها حمدودة الع�صبية املُدرَّبة على �سلوك مئات اآلآالف من ال�سائقني. على بع�ض امل�شكالت وجمموعات البيانات ال�صغرية للغاية. الثمانيني��ات والت�س��عينيات م��ن الق��رن املا�ض��ي وث��اين �ش��تاء لل��ذكاء :2022ظه��ر روب��وت درد�ش��ة (املُح �وِّل التولي��دي مُ�س��بق التدري��ب) ( )Generative Pre-trained Transformer - ChatGPTوه��و اال�صطناعي روب��وت الدرد�ش��ة املبن��ي عل��ى جمموع��ة كب�ريرة م��ن النم��اذج اللغوي��ة .ه��ذه :1980اُطل��ق �أول نظ��ام خب�رير جت��اري ناج��ح ُم�ص َّم��م ملح��اكاة الق��درة على النماذج ُمهيئَّة بدقة با�ستخدام كلٍ من تقنيات التعلّم املُوجّ ه واملُعزّز ملحاكاة ُ�صنع القرار مثل اإلإن�سان. املحادثات الب�شرية. 15 تطبيقات الذكاء اال�صطناعي Applications of AI ال��ذكاء اال�صطناع��ي ه��و تقني��ة �س��ريعة التط��ور لديه��ا الق��درة عل��ى حت� ُّول جمموع��ة وا�س��عة من القطاع��ات وال�صناع��ات .يف هذه الوح��دة �ست�ستك�ش��ف تطبيق��ات ال��ذكاء اال�صطناع��ي املتنوع��ة ،وكيفي��ة ا�س��تخدامها يف �إج��راء حت�س��ينات وابت��كارات يف جمموع��ة متنوعة من القطاعات وال�صناعات. امل�ساعدين االفرتا�ضيني Virtual Assistants واحدة من �أ�ش��هر تطبيقات الذكاء اال�صطناعي هي تطبيقات امل�س��اعدين االفرتا�ضيني الذين ميكنهم التوا�صل مع امل ِ ُ�ستخدمني عرب التفاعالت الن�صيّة �أو ال�صوتية ،وميكن الو�صول �إليهم ع�ربر األأجه��زة املادي��ة مث��ل :الهوات��ف الذكي��ة ،واألأجهزة اللوحي��ة� ،أو مكربات ال�ص��وت الذكية، وميك��ن ا�س��تخدامهم ألأداء جمموع��ة وا�س��عة م��ن امله��ام مث��ل� :إعداد التذك�ريرات ،واإلإجابة على األأ�س��ئلة ،وت�ش��غيل الو�س��ائط ال�صوتية ،وطلب املنتجات �أو اخلدمات� .أحد األأمثلة األأكرث �شهرة على تطبيقات الذكاء اال�صطناعي يف هذا املجال هو �سريي ()Siriمن �شركة �آبل (.)Apple وهن��اك �ش��ركات �أخ��رى ط�وّرت م�س��اعدين افرتا�ضي�نين :مث��ل �أليك�س��ا ( )Alexaالتاب��ع ل�ش��ركة �أم��ازون ( ،)Amazonوامل�س��اعد االفرتا�ض��ي لقوق��ل ( ،)Google's Assistantوكورتان��ا ( )Cortanaالتاب��ع ل�ش��ركة مايكرو�س��وفت ( .)Microsoftومب��رور الوق��ت تط � َّورت ق��درة هذه التطبيقات على الفهم واال�ستجابة لعدد متزايد من األأوامر واال�ستف�سارات والرد عليها. عل��ى �س��بيل املث��ال ،ميك��ن ا�س��تخدام امل�س��اعد االفرتا�ض��ي للتحك��م يف األأجهزة املنزلي��ة الذكية مث��ل :التحك��م يف درج��ة احل��رارة ،واإلإ�ض��اءة ،واألأجه��زة الكهربائي��ة .وق��د يتمث��ل امل�س��اعد االفرتا�ضي يف �صورة روبوتات الدرد�شة املتخ�ص�صة املُ�ص َّممة عاد ًة لتقدمي املعلومات واإلإجابة �ستخدم روبوتات على األأ�سئلة يف جمال حم َّدد ،على �سبيل املثال ،يف تطبيقات خدمة العمالء ُت َ الدرد�شة املبنية على تقنية الذكاء اال�صطناعي يف اإلإجابة على �أ�سئلة العمالء حول املنتجات �شكل :1.3املحادثة مع روبوت الدرد�شة �أو اخلدم��ات ،وحتدي��د امل�ش��كالت وعالجه��ا ،وتق��دمي املعلوم��ات ح��ول طلباته��م وح�س��اباتهم. ميك��ن الو�ص��ول �إىل روبوت��ات الدرد�ش��ة ع�ربر جمموع��ة وا�س��عة من القن��وات مثل :مواق��ع الويب، وتطبيق��ات املرا�س��لة ،وو�س��ائل التوا�ص��ل االجتماع��ي ،وميكنه��ا تق��دمي خدم��ات امل�س��اعدة عل��ى مدار ال�س��اعة طوال �أيام األأ�س��بوع .ميكنك االطالع على مثال ألأحد تطبيقات روبوت الدرد�ش��ة يف ال�شكل .1.3 الروبوتية Robotics ارتب��ط ال��ذكاء اال�صطناع��ي من��ذ بدايات��ه بالروبوتي��ة ،ف��إذا كان الروب��وت ه��و الت�صوي��ر املادي للكائ��ن اال�صطناعي ،ف��إنّ الذّكاء اال�صطناع��ي ميث��ل دم��اغ الروب��وتَ ،ومَينح��ه الق��درة عل��ى ال�ش��عور بالبيئ��ة م��ن حول��ه ،واتخ��اذ الق��رارات ،والتكي��ف م��ع الظ��روف املتغرية .كما ميكن للروبوتات الذكية تطبيق هذه اإلإمكانات والقدرات ألأداء جمموعة وا�س��عة من املهام دون التدخل الب�ش��ري، مث��ل :مه��ام الت�صني��ع ،واال�ستك�ش��اف ،والبح��ث واإلإنق��اذ ،والعدي��د من املهام األأخرى .ال�ش��كل 1.4يو�ضح خ��ط جتميع روبوتي يف م�صنع �سيارات. 16 �شكل :1.4خط جتميع روبوتي يف م�صنع �سيارات �إنّ �أح��د �أق��دم األأمثل��ة عل��ى تطبي��ق ال��ذكاء اال�صطناع��ي يف الروبوتية هو تطوير روبوتات امل�صانع املُ�س��تخدَ مة يف �أداء املهام مث��ل :اللح��ام ،والدهان��ات ،والتجمي��ع .من��ذ ذل��ك احل�نين ،تط� َّور ا�س��تخدام ال��ذكاء اال�صطناع��ي يف الروبوتي��ة �إىل حد كبري، مع تطور اخلوارزميات املتقدمة وا�ستخدام تعلُّم اآلآلة لتح�سني �أداء الروبوت .وكانت �إحدى اإلإجنازات البارزة يف ا�ستخدام ال��ذكاء اال�صطناع��ي يف الروبوتي��ة تطوي��ر الروبوت��ات الب�ش��رية ،مث��ل :روب��وت هون��دا �أ�س��يمو ( )Honda's ASIMOوق��د ُ�س� ّمي بذل��ك اخت�ص��ارًا ملفه��وم اخلط��وة املتقدم��ة يف النق��ل اإلإبداع��ي ()Advanced Step in Innovative Mobility والذي ُق ِّدم للمرة األأوىل يف عام 2000وكان قاد ًرا على ال�سري و�أداء املهام األأ�سا�سية. الروبوتات ال�شبيهة بالب�شر Humanlike Robots ط � ّورت �ش��ركة الدب��ران روبوتك���س ( )Aldebaran Roboticsالروبوت��ان ال�ش��بيهان بالب�ش��ر بي�ربر ( )Pepperون��او ( ،)Naoال ّل��ذانِ ُ�ص ّمم��ا ألأغرا���ض البح��ث والتطوي��ر يف جمال التفاعل بني اإلإن�سان والروبوت ،وقد ا�ستخدما على نطاق وا�سع يف جماالت البحث، والتعلي��م ،والرتفي��ه� .أمّ ��ا بي�ربر ( )Pepperفه��و روب��وت اجتماع��ي ُم�ص َّم��م للتفاع��ل م��ع األأ�شخا�ص ب�صورة طبيعية با�ستخدام كامريا ،وميكروفونات ،وم�ست�شعرات اللم�س إلإدراك البيئة من حوله ،واال�ستجابة لت�صرفات وعواطف األأ�شخا�ص من حوله .يتمتع هذا الروبوت بالعديد من اخل�صائ�ص التي ت�س��مح له بالتع ّرف على الوجوه ،وفهم الكالم ،واال�س��تجابة لإلإمي��اءات .ال�ش��كل 1.5يعر���ض �ص��ورة للروب��وت بي�ربر� .أ ّما ناو ( )Naoفه��و روبوت ُمدمج �أ�صغر حجمًا ُم�ص َّمم للتفاعل مع الب�شر .ويحتوي هذا الروبوت مثل ال�سابق على جمموعة م��ن امل�ست�ش��عرات الت��ي ت�س��مح ل��ه ب ��إدراك البيئ��ة م��ن حول��ه� ،إىل جان��ب الكام�ريرات، وامليكروفون��ات للتع� ّرف عل��ى ال��كالم والوجوه .وميتاز هذا الروب��وت ب�أنّه قابل للتخ�صي�ص والربجم��ة بدرج��ة توافقي��ة عالي��ة ،مم��ا يجعل��ه اخلي��ار األأمثل للباحث�نين والدار�س�نين الذين يرغبون يف درا�سة وتطوير تطبيقات جديدة للروبوتات ال�شبيهة بالب�شر. �شكل :1.5الروبوت بيرب يف عام 2017كانت الروبوت �صوفيا (� )Sophiaأول روبوت يح�صل على اجلن�سية ال�سعودية ،ويف عام 2023طورت اململكة العربية ال�سعودية �سارة ( ،)Sarahوهي الروبوت التفاعلي األأول من نوعه. ال�سيارات ذاتية القيادة Self-Driving Cars كان اإلإجناز املهم اآلآخر هو تطوير ال�سيارات ذاتية القيادة كما يف ال�شكل 1.6 وه�ي �س�يارات تَ�س�تخدِ م ال�ذكاء اال�صطناع�ي لالنتق�ال عرب الط�رق واتخاذ القرارات حول كيفية التفاعل اآلآمن مع املركبات األأخرى ومع املُ�شاة� .أحد املتطلبات الرئي�سة لهذه التطبيقات هو القدرة على معاجلة البيانات املرئية مث�ل ال�ص�ور ومقاط�ع الفيدي�و وفهمه�ا ،وي�ش�ار �إىل ذل�ك ع�ادة با�س�م ر�ؤي�ة احلا�س�ب ( ،)Computer Visionو ميك�ن ا�س�تخدام خوارزمي�ات ر�ؤي�ة احلا�س�ب للتع� ُّرف عل�ى الكائن�ات ،واألأ�ش�خا�ص ،واخل�صائ��ص األأخ�رى يف ال�ص�ور ومقاط�ع الفيدي�و� ،إىل جان�ب فه�م �س�ياق املحت�وى ومعن�اه .وله�ذا املج�ال العدي�د م�ن التطبيق�ات غير الروبوتي�ة مث�ل :التع ُّ�رف عل�ى الوج�ه، و�إدارة املحت�وى ،وحتلي�ل الو�س�ائط .وكان �أح�د ا إإلجن�ازات الب�ارزة يف ا�س�تخدام ال�ذكاء اال�صطناع�ي يف حتلي�ل ال�ص�ور ومقاط�ع الفيدي�و تطوي�ر خوارزمي�ات التعلُّ�م العمي�ق ،الت�ي ُمُيكنها حتليل كمي�ات كبرية من البيانات وحتديد األأمناط املُع َّقدة يف ال�صور ومقاطع الفيديو. �شكل � :1.6سيارة ذاتية القيادة 17 املجاالت التي ت�أثرّ ت بالذكاء اال�صطناعي Industries Affected by AI التعليم Education على مدى العقود القليلة املا�ضية ،كانت هناك العديد من اإلإجنازات الرئي�سة ال�س��تخدام ال��ذكاء اال�صطناع��ي يف التعلي��م .مب��ا يف ذل��ك تطوي��ر �أنظم��ة التدري���س القائم��ة عل��ى ال��ذكاء اال�صطناع��ي الت��ي ت�س��تخدم تقني��ات معاجل��ة اللغ��ات الطبيعي��ة للتفاع��ل م��ع الطلب��ة وتق��دمي املالحظ��ات ح��ول �أعمالهم .ثم من�ص��ات التعلُّ��م التك ُّيف��ي الت��ي تَ�س��تخدِ م خوارزمي��ات تعلُّ��م اآلآل��ة ظه��رت ّ لتخ�صي���ص العملي��ة التعليمي��ة ل��كل طال��ب ا�س��تنادًا �إىل نق��اط قوت��ه و�ضعف��ه. بعده��ا ،طُ �وِّرت �أنظم��ة الت�صحي��ح القائم��ة عل��ى ال��ذكاء اال�صطناع��ي الت��ي تَ�س��تخدِ م خوارزمي��ات معاجل��ة اللغ��ات الطبيعي��ة وتعلُّ��م اآلآل��ة لت�صحي��ح الواجب��ات املكتوب��ة وتق��دمي املالحظ��ات .ويف اآلآون��ة األأخ�ريرة ،ح��دث دم��ج بني امل�ساعدين االفرتا�ضيني وروبوتات الدرد�شة يف جمال التعليم لتقدمي الدعم املخ�ص���ص للطلب��ة واإلإجاب��ة عل��ى �أ�س��ئلتهم ب�ش��كل ف��وري .ميك��ن ا�س��تخدام ال��ذكاء اال�صطناع��ي لتحلي��ل البيان��ات حول �أداء الطلب��ة ،وخياراتهم املف�ضلة يف التعلي��م ،وغريه��ا م��ن العوام��ل األأخ��رى الالزم��ة لو�ض��ع خط��ط تعليمي��ة خم�ص�ص��ة للطلب��ة ،وتق��دمي التو�صي��ات ب�ش ��أن امل��واد �أو األأن�ش��طة الت��ي م��ن املرجح �أن تفيدهم بفعالية. الرعاية ال�صحية Healthcare مزايا الذكاء اال�صطناعي يف التعليم AI benefits in education •يو ّف ��ر وق ��ت املُع ِّلم�ي�ن واألأ�س ��اتذة اجلامعيني. • ُمُيك��ن مل ُع ِّلم��ي ال��ذكاء اال�صطناع��ي ( )AI tutorsم�ساعدة الطلبة. •ي�س��اعد املُع ِّل��م عل��ى�أن ي�صب��ح مع ّل ًم��ا حمفّزً ا. • ُتق ��دِّ م الوظائ ��ف املُ�س ��ت ِندة عل ��ى ال ��ذكاء اال�صطناع ��ي املالحظ ��ات لكل من الطلبة واملُعلِّمني. الرعاي��ة ال�صحي��ة ه��ي جم��ال �آخ��ر ح َّق��ق تقدمً ��ا كبري�رًا بف�ض��ل ال��ذكاء اال�صطناع��ي .كان��ت االبت��كارات األأوىل يف �ص��ورة األأنظم��ة الت�ش��خي�صية القائم��ة عل��ى ال��ذكاء اال�صطناع��ي وا�س��تخدامه يف اكت�ش��اف األأدوي��ة .ث��م دجم��ه م��ع ال�س��جالت ال�صحي��ة اإلإلكرتوني��ة ال�س��تخراج املعلوم��ات ذات ال�صل��ة ،ويف ال ِعقد الثاين من القرن احلادي والع�ش��رينُ ،ط ِّورت �أنظمة التطبي��ب ع��ن ُبع��د القائم��ة عل��ى ال��ذكاء اال�صطناع��ي .والي��ومُ ،ي�س��اعد ال��ذكاء اال�صطناع��ي احلدي��ث يف �إن�ش��اء خط��ط عالجي��ة ُخُم�ص�ص��ة للمري���ض ،وا�س��تخدام �أجه��زة تقني��ة يرتديه��ا ملتابع��ة حالت��ة ال�صحي��ة .ويلع��ب ال��ذكاء اال�صطناع��ي دورًا كب�ريرًا يف جم��ال الرعاي��ة ال�صحي��ة ،فه��و ُمُي ِّك��ن األأطب��اء ومق ّدم��ي خدم��ات الرعاي��ة ال�صحي��ة اآلآخري��ن م��ن حتلي��ل كميات كبرية من البيانات واتخاذ القرارات حول رعاية املر�ضى .قد ت�أتي البيانات من م�صادر متنوعة مثل :ال�سجالت �ستخدم خوارزميات ر�ؤية الطبية ،والفحو�صات املعملية ،وكذلك ال�صور مثل :األأ�شعة ال�سينية �أو األأ�شعة املقطعية ،كما ُت َ احلا�سب احلديثة ب�صورة متكررة للك�شف عن الت�شوهات وامل�ساعدة يف الت�شخي�ص الطبي. 18 �شكل :1.7حتليل البيانات ال�صحية الزراعة والنمذجة املناخية Agriculture and Climate Modeling ُي�س��تخدَ م الذكاء اال�صطناعي يف الزراعة لتح�س�نين �إنتاج املحا�صيل الزراعية ورفع كفاءة املمار�س��ات الزراعية .ويتحقق ذل��ك بالتحلي��ل امل�س��تمر للبيان��ات ح��ول حال��ة الرتب��ة ،و�أمن��اط الطق���س ،والعوام��ل األأخ��رى للتنب��ؤ ب�أف�ض��ل وق��ت لزراع��ة �تخدم ال��ذكاء اال�صطناع��ي يف مراقب��ة املحا�صي��ل ط��وال الوق��ت وحتديد املحا�صي��ل الزراعي��ة ور َّيه��ا وح�صاده��ا .كم��ا ُي�س� َ امل�شكالت التي قد ت�صيبها مثل :اآلآفات �أو األأمرا�ض ،مما ي�سمح للمزارعني باتخاذ الالزم قَبل �أن ت�ؤثر تلك امل�شكالت عل��ى ج��ودة املحا�صي��ل الزراعي��ة ،و�أح��د األأمثل��ة املُبتك��رة عل��ى تطبيق��ات ال��ذكاء اال�صطناع��ي يف الزراع��ة ه��و ا�س��تخدام خوارزمي��ة ُ�صن��ع الق��رارات الب�س��يطة لتح�س�نين مواعي��د ال��ري .وم��ن اإلإجن��ازات الرئي�س��ة األأخ��رى ا�س��تخدام �ش��بكات امل�ست�ش��عرات ملراقب��ة املحا�صي��ل الزراعي��ة ،ومعاي��رة التطبيق��ات العالجي��ة الرئي�س��ة مثل األأ�س��مدة واملبي��دات .ويف اآلآونة األأخ�ريرة ،ا�س�ت ِ ُخدمت ال�ص��ور املُلتقط��ة بالطائ��رات املُ�س� َّرَّيرة واألأقم��ار ال�صناعي��ة لتحلي��ل املحا�صي��ل الزراعي��ة على نطاق �ستخدم لت�سميد �أحد احلقول. �سرَّية ُت َ وا�سع ،كما يف ال�شكل 1.8الذي يعر�ض طائرة ُم َّ ُ�سرَّية �شكل :1.8الت�سميد با�ستخدام الطائرات امل َّ �أمّا النمذجة املُناخية فهي جمال �آخر يرتبط ارتباطً ا وثيقًا بالزراعة ،وقد ت�أثر كثريًا بالذّكاء اال�صطناعي الذي بد�أت تطبيقات��ه يف ه��ذا املج��ال يف وق��ت ُمبك��ر ،م��ع تطوي��ر �أنظم��ة التنب��ؤ بالطق���س القائم��ة علي��ه .والح ًق��ا ،ا�س� ُت ِ خدم ال��ذكاء اال�صطناعي لتحليل كميات كبرية من البيانات حول التغريات املُناخية والتنب�ؤ باألأمناط امل�ستقبلية ،وت�أتي هذه البيانات من م�صادر متنوعة ،مبا يف ذلك �صور األأقمار ال�صناعية ،ومالحظات حمطات الطق�س ،واملحاكاة احلا�سوبية .واليوم، �تخدم ال��ذكاء اال�صطناع��ي يف جمموع��ة وا�س��عة م��ن تطبيق��ات النمذجة املُناخية مث��ل :التنب�ؤ ب�آثار التغ�ريرات املُناخية ُي�س� َ على مناطق حم َّددة ،وحتليل وفهم �أ�س��باب الظواهر اجلوية املتطرفة وفهمها ،وو�ضع اال�س�رتراتيجيات الف ّعالة للتخفيف من التغريات املُناخية �أو التك ّيف معها. 19 الطاقة Energy �أ َّث��ر ال��ذكاء اال�صطناع��ي كث�ريرًا عل��ى جم��ال الطاق��ة ،وذل��ك ع��ن طري��ق متك�نين ال�شّ ��ركات من تر�ش��يد ا�س��تخدامها وتقلي��ل ال َه ْدر، وحت�س�نين الكف��اءة� .أح��د األأمثل��ة عل��ى ذل��ك ا�س��تخدام خوارزميات تعلُّم اآلآل��ة لتحليل البيانات حول ا�س��تخدامات الطاقة وحتديد طرق تقليل ال َه ْدر وتر�ش��يد اال�س��تهالك .يف الت�س��عينيات من القرن املا�ضي ،ا�س�تُخدِ م الذكاء اال�صطناعي للتنب�ؤ مبوارد الطاقة املُتج��ددة وحت�س�نين ا�س��تخدامها .وكان تط��ورًا رئي�سً ��ا م َّك��ن �ش��ركات الطاق��ة م��ن التخطي��ط ب�ص��ورة �أف�ض��ل لدم��ج م��وارد الطاق��ة املتجددة يف عملياتها. �شكل :1.9الطاقة الكهربائية النظيفة من األألواح الكهرو�ضوئية ال�شم�سية �ش��هد ال ِعقد األأول من القرن احلادي والع�ش��رين دمج الذكاء اال�صطناعي يف ال�ش��بكات الذكية ،التي ت�س� ِ �تخدم خوارزميات تعلُّم اآلآلة يف حتليل البيانات حول ا�ستخدام الطاقة و�ضبط العر�ض والطلب طوال الوقت ،حيث �ساهم ذلك يف حت�سني كفاءة توزيع الطاقة واحلد من الهدر ،ويف ال ِعقد الثاين من القرن احلادي والع�ش��رين ،ا�س� ُت ِ خدم الذكاء اال�صطناعي لتطوير �أنظمة تخزين رئي�س��ا م َّك��ن �ش��ركات الطاق��ة م��ن �إدارة الطاق��ة الت��ي ميكنه��ا تخزي��ن الطاق��ة الزائ��دة وا�س��تخدامها عن��د احلاج��ة .وكان تط��و ًرا ً اال�س��تخدام املُتقطِّ ��ع ب�ش��كل �أف�ض��ل مل��وارد الطاق��ة املتج��ددة مث��ل الطاق��ة ال�شم�س��ية وطاق��ة الري��اح .يعر���ض ال�ش��كل 1.9األأل��واح الكهرو�ضوئية ال�شم�س��ية ،ويف ال�س��نوات األأخرية ،ا�س� ُت ِ خدم الذكاء اال�صطناعي لزيادة كفاءة ا�س��تخدام الطاقة بتحليل البيانات ح��ول ا�س��تخدام الطاق��ة وحتدي��د ط��رق احل��د م��ن اله��در ،و�ش��مل ذل��ك تطوي��ر األأنظم��ة املُ�س��ت ِندة عل��ى ال��ذكاء اال�صطناع��ي الت��ي �ستخدم يف حت�سني ا�ستخدام الطاقة يف املباين ،وامل�صانع ،ومن ِقبل كبار ُم�ستهلكي الطاقة .كما ا�س ُتخدِ م الذكاء اال�صطناعي ُت َ يف �صناعة النفط والغاز لتحليل البيانات حول احلفر واإلإنتاج وحت�سني العمليات. تطبيق القانون Law Enforcement �ستخدم الذكاء اال�صطناعي بكثافة يف جمال تطبيق القانون للتنب�ؤ باجلرائم ُي َ �تخدم ال��ذكاء اال�صطناع��ي واحليلول��ة دون وقوعه��ا .وعل��ى وج��ه التحدي��دُ ،ي�س� َ لتحلي��ل البيان��ات م��ن م�ص��ادر خمتلف��ة ،مث��ل� :س��جالت اجلرائ��م ،وو�س��ائل وتوجهات األأن�ش��طة التوا�ص��ل االجتماع��ي ،وكام�ريرات املراقب��ة لتحدي��د �أمناط ُ اإلإجرامية والتنب�ؤ بها .على �س��بيل املثال طُ ور الذكاء اال�صطناعي يف التع ُّرف عل��ى الوج��وه (�ش��كل .)1.10والح ًق��اُ ،د ِم��ج يف �أنظم��ة �إر�س��ال ق��وات ال�ش��رطة من�ص��ات و�س��ائل التوا�صل االجتماعي بحثً��ا عن التهديدات وا�س� ُتخدم ملراقب��ة ّ ِ املحتمل��ة .ويف اآلآون��ة األأخ�ريرة ،ا�س� ُتخدم الذكاء اال�صطناع��ي لتطوير طائرات �سرَّية ملراقبة وحتليل ت�سجيالت الفيديو من الكامريات التي يرتديها �ضباط ُم َّ تطبي��ق القان��ون .كم��ا ل ِع��ب ال��ذكاء اال�صطناع��ي دورًا كب�ريرًا يف متكني اجلهات امل�س��ؤولة م��ن حتلي��ل كمي��ات كب�ريرة من البيان��ات وحتديد األأمن��اط والتوجهات واتخاذ القرارات املُ�ستنرية حول كيفية منع اجلرمية والت�صدي لها. 20 �شكل :1.10تقنيات التع ُّرف على الوجه وحتديد الهوية ال�شخ�صية