الذكاء الاصطناعي AI

تطبيقات الذكاء الإصطناعي

مقدمة:

يُعد الادراك البشري فئة مركبه من الظواهر التي تعمل أنظمة الذكاء الاصطناعي على الارتباط بها بطريقتين مختلفتين: يهتم المناصرون لما يُعرف بالذكاء الاصطناعي القوي ، ببناء انظمة لها سلوك في مستوى غير مميز عن الانسان، ويؤدي النجاح في الذكاء الاصطناعي القوي الى انتاج عقول حاسوب تتمركز في كائنات فيزيائيه مستقله مثل القِن الآلي (robot) أو ربما في عوالم" افتراضيه virtual " مثل فضاء المعلومات الذي يتكون بواسطة شبكة المعلومات الدوليه Internet.

الاتجاه البديل للذكاء الاصطناعي القوي هو تأمل إدراك الانسان والبحث عن كيفية دعمه في المواقف او الحالات الصعبه أو المعقدة. فمثلا، قد يحتاج قائد طائرة مقاتله إلى عون أنظمة ذكيه للمساعدة في قيادة طائرة شديدة التعقيد لا يمكنه قيادتها بمفرده. هذه الاساليب الهيّنه لا يُقصد منها ان تكون مستقلة بذاتها ، ولكنها شكل من التحسين الادراكي لدعم الانسان في عدة مهام. في مجال الطب مثلا، تستخدم انظمة الذكاء الاصطناعي لدعم العاملين بمجال الصحه أثناء تأديتهم لواجباتهم، معينة في مهام تعتمد على مداولة البيانات والمعرفه. قد يعمل نظام الذكاء الاصطناعي ضمن نظام طبي الكتروني، مثلا وينبّه الطبيب السريري عندما يكتشف مؤشرات مخالفه للخطه العلاجيه. قد ينبّه الطبيب ايضا عندما تكتشف أنماط في البيانات تشير الى حدوث تغييرات مهمه في حالة المريض.

إضافة الى المهام التي تتطلب تفكير باستخدام معرفه متخصصه، يوجد لأنظمة الذكاء الإصطناعي دور مختلف تلعبه في عملية البحث العلمي. بالتحديد، تمتلك الأنظمة الذكيه إمكانية التعلم، التي تعمل على اكتشاف ظواهر جديده وخلق معرفة متخصصه. فعلى سبيل المثال، يمكن استخدام نظام حاسوب ذكي لتحليل كميات من البيانات والبحث عن أنماط مركبة بها توحي بإرتباطات لم تكن متوقعة من قبل.

كما يمكن أيضا في ظل وجود نموذج للمعرفة الحاليه في تخصص ما، استخدام نظام الذكاء الاصطناعي لإبراز الاختلافات بين الملاحظات التجريبيه والنظريات القائمه.

الإمكانات الاساسيه للذكاء:

لا أحد يعرف الحد الفاصل بين السلوك غير الذكي والسلوك الذكي. في الحقيقه، ان اقتراح وجود حد فاصل دقيق ،ربما يعتبر من غير الحكمة، ولكن القدرات الاساسيه للذكاء هي:

الاستجابه بشكل مرن

استغلال الحالات المواتيه مصادفة

إدراك الجمل والعبارات الغامضه والمتضاربه

تمييز الأهمية النسبيه للعناصر المختلفه لوضع ما

إيجاد أوجه التشابه بين الاوضاع رغم الفروقات التي قد تعزلها

استنباط العلامات المميزه بين الوضعيات رغم التشابه الذي يربطها

تركيب مفاهيم جديده عن طريق أخذ المفاهيم القديمه ووضعها مع بعضها بطرق جديده

إنشاء أفكار جديده بطرق حديثه

فروع الذكاء الاصطناعي

يأخذ البحث في الذكاء الاصطناعي اتجاهين:

يحاول الفرع الأول تسليط الضوء على طبيعة ذكاء البشر ومحاولة التشبيه له، بقصد نسخه او مطابقته او ربما التفوق عليه

ويحاول الاتجاه الثاني بناء نظم خبيرة تعرض سلوك ذكي بغض النظر عن مشابهته لذكاء الانسان.

وتهتم المدرسة الأخيرة ببناء ادوات ذكيه لمساعدة الانسان في مهام معقدة مثل التشخيص الطبي، التحليل الكيماوي،اكتشاف النفط،وتشخيص الاعطال في الآلات.

كما يتضمن الذكاء الاصطناعي انظمة اخرى مثل

أنظمة ذات إدراك بصري

أنظمة تتفهم اللغه الطبيعيه

أنظمة تعرض قدرات تعلم الآلة

أنظمة القِن الآلي robot

أنظمة العاب المبارزه

النظم الخبيرة في التصنيع

حتى تبقى الشركات قادرة على المنافسه، يجب ان تستمر في تقديم الافضل باستخدام أقل للموارد وخاصة القدرة البشريه. إحدى الوسائل التي يمكن ان تساعد في إحراز المزيد من الكسب باستخدام أقل للإمكانيات هي النظم الخبيره

وتُعرّف النظم الخبيره بأنها برامج حاسوب تستخدم تمثيل لمعرفة الإنسان في مجال تخصصي، بغرض تأدية مهام مشابهة لتلك التي يقوم الانسان الخبير بها . ويعمل النظام الخبير بواسطة تطبيق آلية إستنتاج على جزء من الخبرة التخصصيه تمّ تمثيلها في شكل معرفه.

تتكون النظم الخبيره من المركبات الآتيه: قاعدة معرفه knowledge base وآلية استنتاج Inference engine، إضافة الى واجهات اتصال Interface تسمح بادخال البيانات وتفاعل المستخدم مع النظام

استخدام الذكاء الاصطناعي في صناعة الحديد

تدخل في صناعة الحديد عدة مراحل، مثل الصهر melting ،والصب casting، والطرقforging، وهي تضم تفاعلات كيماويه وحراريه معقده، إضافة الى عمليات ميكانيكيه مركبة ايضا. ولأن هذه العمليات لا تخضع الى نموذج رياضي دقيق، إتجه مصنعوا الحديد الى تقنيات للتفكير في ظل بيانات غير كامله وغير مؤكدة. وتعتمد قراراتهم على خبرة الافراد لديهم. تقريبا،كافة مصنعي الحديد في العالم اليوم، يستخدمون النظم الخبيرة،و الشبكات العصبيه لتحسين وضمان الجودة وكفاءة الانتاج. ويستخدم مصنعوا الحديد الانظمة الخبيرة بدلا من البرامج التقليديه وذلك لأن البرنامج المطلوب، يجب ان يعمل في ظل المتغيرات المتوفره وغير المؤكدة وأن يتفهم التركيبة المعقده لمسائل التحكم، مثل التحكم في فرن الصهر.

وتعمل الانظمة الخبيرة في مسائل مثل

التنبؤ بالحالات الشاذه مثل الانحدار المفاجئ للمواد الخام بالفرن ووصول الغاز الى قمة الفرن بدون تفاعل

المحافظة على ثبات الوضع الحراري

وتعد ALIS احدى انظمة الذكاء الاصطناعي الاولى، والتي استعملت للتحكم في عدة افران صهر. المقارنة بين اداء الخبير البشري والنظام الخبير أوضحت ان 25% من الحالات الخاضعه للدراسه ابدى فيها النظام الخبير اداء افضل، وأن 7% فقط فاق الخبير البشري النظام الخبير.

الذكاء الاصطناعي في الصناعات الكيماويه

عملية صياغة او تشكيل الكيماويات، سواء كانت مستحضرات صيدلانيه او كيماويات زراعيه، تبدأ عادة بمواصفات للمنتوج وتنتهي بصيغة او اكثر تستوفي المتطلبات. بينما يمكن تحديد الصياغه بعدد من المواد الاوليه بنسب متفاوته اضافة الى بعض المتغيرات المتعلقه بعملية المعالجه، قد تتغير المواصفات بشكل كبير من تطبيق الى آخر.

تم تطوير انظمة خبرة مثل:

Formulogic

قدمته شركة Logica وهو مفيد في صناعة منتجات مثل الاغذيه، الطلاء، البلاستيك، المواد اللاصقه، وزيوت التزليق (لمنع الاحتكاك) ، الكيماويات الزراعيه، والمستحضرات الصيدليه

CAD/Chem ، وهو عبارة عن نظام مدمج يحوي شبكات عصبيه

neural networks، خوارزمات وراثيه genetic algorithms، المنطق الغائم fuzzy logic. ويسمح بصياغة منتوجات في مجالات متعدده مثل معالجة المطاط والطلاء. وقد تم ابدال هذا النظام بنظام جديد يعرف باسم INFORM من شركة Intelligensys.

الفوائد والتأثيرات

نظرا لضخامة الاستثمارات من حيث الوقت والموارد التي يحتاجها تطوير انظمة التشكيل المعتمده على قاعدة المعرفه، تود العديد من الشركات ان ترى فوائد عمليه قبل البدء في الاستثمار.

المثال التالي يوضح الاستثمار في الانفاق لشركة Glidden ( جزء من ICI paints)

في احدى تركيبات الطلاء، تضاف مادة مونومور monomor وهي مكلفه، لتحسين مقاومة الحامض.

عندما ادخلت البيانات لنظام CAD/Chem نتج نموذج أوضح ان مقاومة الحامض الجيده يمكن توفيرها في حالتين: عند توفر كميه كبيره من مادة منومور، او عند اضافة القليل جدا منها. لسبب ما، الكميات المتوسطه من هذه الماده تحدث مقاومة حامض أقل. ولم يكن بامكان العلماء استنتاج انه بالامكان إنقاص مادة مونومر بدون استخدام الشبكات العصبيه، وبالتالي تم تقليل التكلفه بشكل كبير.

وتعد السرعه في تقديم منتجات جديده فائدة اخرى مهمه، فقد اوضح المحللون في مجموعة McKinsey ان التأخير لمدة ستة اشهر في اطلاق منتوج جديد ، يقلل الارباح بنسبة 33%، ويعتبر هذا امرا مهما في مجالات صناعة الادويه ومستحضرات التجميل. فعلى سبيل المثال اعلنت معامل Cadila وهي شركة ادويه في الهند، انها قللت الزمن الذي يتطلبه تكوين تركيبه جديده لأقراص الدواء بمعدل 35%.

الذكاء الاصطناعي في مجال الطب

توجد العديد من المهام الاكلينيكيه (السريريه) التي يمكن تطبيق النظم الخبيرة لها مثل

إصدار تنبيهات

في الحالات التي تسمى حالات الزمن الحقيقي real-time ،يمكن لنظام خبير متصل بمرقاب ان ينبه الى تغييرات في الحاله الصحيه للمريض

المساعدة في التشخيص

حينما تكون حالة المريض معقدة او ان الشخص الذي يقوم بالتشخيص غير ذي خبرة، يمكن للنظام الخبير تقديم تشخيصات مجديه اعتمادا على بيانات المريض

اقتراح العلاج

يمكن للنظام الخبير ان يصيغ خطه علاجيه بناء على حالة المريض وأدلة العلاج المعتمدة

تمييز الصور وتفسيرها

يمكن الآن تفسير الصور الطبيه آليا ابتداء من أشعة X والى الصور المعقدة مثل صور الاوعية الدمويه وتخطيط MRI.

نماذج لأنظمة خبيره في مجال الطب

نظام Dxplain

يستخدم هذا النظام للمساعدة في عمليات التشخيص، ويستقبل فئة من الخصائص الاكلينيكيه مثل العلامات والاعراض وبيانات معمليه ثم يُنتج قائمة من التشخيصات ، ويقدم تبرير لكل تشخيص ويقترح المزيد من الفحوصات. يحتوي هذا النظام على قاعدة بيانات لأكثر من 4500 ظاهرة اكلينيكيه ذات علاقه بأكثر من 2000 مرض مختلف. ويستعمل Dxplain في عدد من المسشفيات والمدارس الطبيه لأغراض التعليم السريري، ولكنه ايضا متاح للإستشارات السريريه. ويلعب كذلك دورا بمثابة كتاب طبي الكتروني

نظام PUFF

يستعمل هذا النظام لتفسير اختبارات وظائف الرئة وقد بيع بشكل تجاري لعدة مئات من المواقع

نظام PEIRS

يعمل هذا النظام على تقديم تفسيرات لعدد 100 تقرير يوميا مع التشخيص اللازم وبدقة حوالي 95% في مجالات مثل

إختبارات الغدة الدرقيه

Hcg ( human chorionic gonadotrophin )

AF (Alpha fetoprotein )

اختبارات تحمّل مواد مثل كورتيزول Cortisol، جاسترين Gastrin

الذكاء الاصطناعي وشبكة المعلومات الدوليه Internet

فتح التطور الاستثنائي لشبكة المعلومات الدوليه، اسواقا وفرصا للعمل لجميع الناس على وجه المعمورة، ومكّن من ربط قرابة 200 مليون مستخدم . ولقد وجد الذكاء الاصطناعي استخدامات جديده في التطبيقات المعتمدة على الشبكة المعلوماتيه Internet . واستخدمت النظم الخبيره والشبكات العصبيه في التنبؤ المعتمد على الشبكة المعلوماتيه

تستخدم شركة Lucas Arts Entertainment نظام خبير معتمد-الحاله لمعالجة مشاكل الزبائن باستخدام موقع الشبكه http://wwww.Lucasarts.com

لتخفيف الضغط على منظومة الهواتف للشركه. ويمكن للمستخدمين انتقاء لعبة/او برنامج ، ثم طباعة المشكله او المشاكل التي تواجههم. ويساعد نظام العون بعد متواليه من الاسئلة في الوصول الى وصف مشابه لمشكلة الزبون

وتعمل مؤسسة Inference corporation

http://www.inference.com

على تسويق انظمة دعم الزبون لأكثر من 500 شركة ومن ضمنها شركات America On Line و Xerox

تطبيق آخر لنظم خبيرة معتمدة-الحاله، يوجد في آليات معينه لبحث الشبكة

search engines او اوامر شراء منتوج لكل زبون.

تعمل النظم الخبيرة على ترشيح او انتقاء ما هو متاح لك بناء على ما أحب أو كره أناس آخرون لهم صفات مشابهة

مستودع الموسيقى المعروف باسمCDNOW

http://www.cdnow.com

يستخد "مرشد البوم Album Advisor" لإقتراح موسيقى (مماثلة للتي قام الناس بشرائها) بناء على اختياراتك الشخصيه والتي يمكنك الاختيار من بينها.

عندما تقوم باختيار فنان معين(مثلا)، يتم استخدام قاعدة بيانات تاريخيه لتحديد الموسيقى التي اشتراها الناس.

مستودع المطبوعات Amazon.com

http://www.amazon.com

يعمل برنامج “Book Matcher” بنفس طريقة " مرشد البوم" لـ CDNOW

الانتقاء والخيارات المعروضه للزبون يتم تكييفها بواسطة النظام اعتمادا على خيارات نفذها زبائن مماثلون.

الذكاء الإصطناعي والمؤسسة العسكريه

قد يعتبر البعض أن مجال الذكاء الإصطناعي غير صالح للمجتمع-وذلك لأرضية الدعم التي يعتمد عليها هذا المجال وارتباطه بالمؤسسات العسكريه في الدول الصناعية الكبرى وخاصة أمريكا وبريطانيا مثل وكالة المشاريع البحثية المتقدمه DARPA

(US Defence Advanced Research Projects Agency) ، فقد تمكّن بحّاث الذكاء الإصطناعي من تطوير أسلحة رئيسيه أو أنظمة مرتبطة بالأسلحه تشكّل جزء من مبادرة استراتيجية لتطبيقات الحاسوب.

ويتضمّن البحث الآن إنتاج المساعد الذكي للقبطان، لمساعدة الطيران المقاتل تحت ضروف المناورة الشديده، ونماذج آليات الاستطلاع المستقلة التي يمكنها الدخول في اراضي العدو، وتجنُب هجوماته ونقل بيانات حربيه إلى مراكز القياده.

هذا إضافة الى النظم الخبيرة التي تساعد القادة العسكريين في التوصل الى قرارات صائبه في ظل الكم الهائل من التقارير المعقدة والمتضاربة وأيضا السرعه التي تميز الصراعات الحديثه.

المصدر: arteimi.info/papers/7.doc