Artificial Intelligence Introduction PDF
Document Details
Uploaded by DedicatedSilver
الحكم بن هشام بالمهد - مسارات
Tags
Summary
This document provides an introduction to Artificial Intelligence (AI), covering topics such as AI agents, neural networks, and applications. It also includes a brief history of AI and the Turing test.
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 أ ح 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 ا...
الدر س األأول مقدمة يف الذكاء اال صطناعي ما الذكاء اال صطناعي؟ )What is Artificial Intelligence (AI ال ذكاء اال صطناع ي ( )AIه و أ ح 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 ا أُألطُ 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 أ ح 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 ؤ ي 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 أ ح د أكرث ِر تطبيق ات ال ذكاء اال صطناع ي إ ث 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 ا أألك 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 ا آآلل 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 أ ح 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 ؤ ي 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 :إ مل 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 إ ج 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 ا آآلل 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 ا آآلل ة لت صحي ح الواجب ات املكتوب ة وتق دمي املالحظ ات.ويف اآلآون ة ا أألخ 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 أ من 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 ا آآلل 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 1.9ا أألل 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