هوش مصنوعی چیست؟ اجزای آن، انواع آن و همه نکات کاربردی

هوش مصنوعی به عنوان هوش یک ماشین یا کامپیوتر تعریف می شود که آن را قادر می سازد تا توانایی های انسان را تقلید یا پایه سازی کند. این مقاله اصول هوش مصنوعی، انواع مختلف و اهداف کلیدی هوش مصنوعی را در سال 2022 برای تان تشریح می کند.

هوش مصنوعی (AI) چیست؟

هوش مصنوعی یا Artificial Intelligence ؛ هوش یک ماشین یا کامپیوتر است که به آن امکان تقلید از توانایی های انسان را می دهد.

هوش مصنوعی از فناوری ‌های متعددی استفاده می‌ کند که ماشین ‌ها را برای حس کردن، درک، برنامه‌ ریزی، عمل و یادگیری با سطح هوشی مشابه انسان تجهیز می ‌کند. اساسا سیستم‌ های هوش مصنوعی محیط‌ های مختلف را درک می‌ کنند، اشیا را تشخیص می ‌دهند، در تصمیم‌ گیری کمک می‌ کنند، مشکلات پیچیده را حل می ‌کنند، از تجربیات گذشته درس می ‌گیرند و الگو ها را تقلید می ‌کنند. این توانایی ‌ها برای انجام کار هایی مثل رانندگی ماشین یا تشخیص چهره برای باز کردن قفل صفحه ‌نمایش دستگاه با هم ترکیب می ‌شوند.

گستره هوش مصنوعی در مجموعه ای از فناوری ها مثل یادگیری ماشینی ، پردازش زبان طبیعی، بینایی کامپیوتری و غیره توسعه یافته است. چنین فناوری ‌های پیشرفته ‌ای به سیستم‌ های کامپیوتری اجازه می ‌دهند تا زبان انسان را بفهمند، از نمونه ها یاد بگیرند و پیش ‌بینی کنند.

با این که هر فناوری به طور مستقل در حال تکامل است، اما زمانی که در ترکیب با سایر فناوری ‌ها، داده‌ ها، تجزیه و تحلیل و اتوماسیون استفاده شود، می ‌تواند کسب ‌و کار ها را متحول کند و به آن ها کمک کند تا به اهداف شان چه بهینه ‌سازی زنجیره ‌های تامین و چه افزایش خدمات مشتری باشد، دست یابند.

هوش مصنوعی چه طور کار می کند؟

یک سیستم هوش مصنوعی در وهله اول، ورودی داده ها را به صورت گفتار، متن ، تصویر و غیره می پذیرد. سپس سیستم با اعمال قوانین و الگوریتم های مختلف، تفسیر کردن، پیش بینی کردن و فعل و انفعال بر روی داده های ورودی، آن ها را پردازش می کند. بعد از پردازش، سیستم یک نتیجه یا خروجی مثلا موفقیت یا شکست، برای ورودی داده ارائه می دهد . سپس نتیجه از طریق تجزیه و تحلیل، کشف و بازخورد ارزیابی می شود. در نهایت، سیستم از برآورد ها برای سازگار کردن داده های ورودی، قوانین و الگوریتم ها و نتایج مورد نظر استفاده می کند . این حلقه تا رسیدن به نتیجه مطلوب ادامه می یابد.

اجزای اصلی هوش مصنوعی

هوش دارای مفهوم وسیع تری است که این یعنی توانایی عمیق تری برای درک محیط اطراف دارد . با این حال، برای این که بتواند به عنوان هوش مصنوعی به حساب آورده شود، باید تمام اجزایش با یکدیگر در ارتباط باشند.

در ادامه با این اجزای کلیدی هوش مصنوعی آشنا می شویم.

1-یادگیری ماشین (Machine Learning) : یادگیری ماشین یک برنامه کاربردی هوش مصنوعی است که به طور خودکار از مجموعه تجربیات قبلی بدون نیاز به برنامه‌ نویسی خاصی یاد می‌ گیرد و بهبود می ‌یابد.

2– یادگیری عمیق (Deep Learning) : یادگیری عمیق زیرمجموعه ای از یادگیری ماشین است که با پردازش داده ها با کمک شبکه های عصبی مصنوعی یاد می گیرد.

3- شبکه‌های عصبی (Neural Network ): شبکه‌ های عصبی؛ سیستم ‌های کامپیوتری هستند که بر اساس ارتباطات عصبی در مغز انسان مدل ‌سازی می‌ شوند و یادگیری عمیق را امکان‌ پذیر می ‌سازند.

4- رایانش شناختی (Cognitive Computing) : هدف رایانش شناختی بازآفرینی فرآیند تفکر انسان در یک مدل کامپیوتری است. و به دنبال تقلید و بهبود تعامل بین انسان و ماشین با درک زبان انسان و معنای تصاویر است.

5- پردازش زبان طبیعی ( Natural Language Processing ) : NLP ابزاری است که به کامپیوتر ها اجازه می دهد تا زبان و گفتار انسان را درک، شناسایی تفسیر و تولید کنند.

6- بینایی کامپیوتری (Computer Vision) : بینایی کامپیوتری از یادگیری عمیق و شناسایی الگو برای تفسیر محتوای تصویر (نمودار، جداول ، تصاویر پی ‌دی‌ اف و ویدئو ها) استفاده می ‌کند.

آموزش کامل هوش مصنوعی: آموزش هوش مصنوعی از صفر تا صد با 14 درس+ جزوه

انواع هوش مصنوعی

هوش مصنوعی را می توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد : هوش مصنوعی بر اساس توانایی و هوش مصنوعی بر اساس عملکرد. بیایید هر کدام را با جزئیات بررسی کنیم.

بیایید اول به انواع هوش مصنوعی بر اساس قابلیت نگاهی بیندازیم.

1-هوش مصنوعی محدود

هوش مصنوعی محدود یا Narrow AI یک هوش مصنوعی هدف گرا است که برای انجام یک کار خاص آموزش دیده است. هوش ماشینی که امروزه در اطرافمان شاهدش هستیم، نوعی هوش مصنوعی محدود است. نمونه هایی از هوش مصنوعی محدود عبارتند از سیری اپل و ابر کامپیوتر واتسون آی بی ام.

هوش مصنوعی محدود به عنوان هوش مصنوعی ضعیف هم شناخته می شود؛ زیرا در مجموعه ای محدود و از پیش تعریف شده از پارامتر ها، محدودیت ها و زمینه ها عمل می کند . به طور مثال مواردی مثل پیشنهادات نتفلیکس ، پیشنهادات خرید در سایت ‌های تجارت الکترونیک، اتومبیل ‌های خودران و تشخیص گفتار و تصویر در دسته هوش مصنوعی محدود قرار می ‌گیرند.

2- هوش مصنوعی عمومی

هوش مصنوعی عمومی یا General AI یک نسخه از هوش مصنوعی است که هر کار عقلانی را به شیوه ای مشابه انسان انجام می دهد. هدف هوش مصنوعی عمومی طراحی سیستمی است که بتواند مثل انسان ها برای خودش فکر کند. در حال حاضر هنوز روی هوش مصنوعی عمومی تحقیق می شود و تلاش‌ هایی برای توسعه ماشین ‌هایی انجام می ‌شود تا قابلیت‌ های شناختی را افزایش ‌دهند.

3- فراهوش

فراهوش یا Super AI نسخه ای از هوش مصنوعی است که از هوش انسان پیشی می گیرد و می تواند هر کاری را بهتر از او انجام بدهد. قابلیت ‌های یک ماشین با هوش مصنوعی فراهوش شامل تفکر، استدلال، حل پازل، نظر دادن، یادگیری و برقراری ارتباط به تنهایی است . امروزه ابر هوش مصنوعی یک مفهوم فرضی است اما آینده هوش مصنوعی را نشان می دهد.

حالا وقت آن است تا انواع هوش مصنوعی را بر اساس عملکرد بهتر بشناسیم.

یک نمونه عالی از هوش مصنوعی: رنگی سازی ویدئوهای قدیمی با هوش مصنوعی

4- ماشین های واکنشی

ماشین ‌های واکنشی (Reactive Machine) از انواع اولیه هوش مصنوعی هستند که تجربیات یا خاطرات گذشته را برای اقداماتی که قرار است در آینده انجام شود، ذخیره نمی ‌کنند . چنین سیستم هایی روی شرایط فعلی تمرکز می کنند و بر اساس بهترین اقدام ممکن به آن ها واکنش نشان می دهند. از نمونه ‌های معروف ماشین ‌های واکنشی می ‌توان به سیستمDeep Blue شرکت IBM و AlphaGo گوگل اشاره کرد.

5- ماشین های حافظه محدود

ماشین‌ های حافظه محدود (Limited Memory Machine) می ‌توانند تجربیات یا داده ‌های گذشته را برای مدت کوتاهی ذخیره و از آن ها استفاده کنند. به طور مثال یک خودروی خود ران می تواند سرعت وسایل نقلیه مجاورش ، فواصل مربوطه، محدودیت سرعت و سایر اطلاعات مرتبط را برای حرکت در ترافیک ذخیره کند.

6- نظریه ذهن

نظریه ذهن (Theory of Mind) به نوعی از هوش مصنوعی اشاره دارد که می تواند احساسات و باور های انسان را درک کند و حتی مثل انسان ها تعامل اجتماعی داشته باشد. این نوع هوش مصنوعی هنوز توسعه نیافته است اما در حال رقابت برای آینده است.

7- هوش مصنوعی خودآگاه

هوش مصنوعی خودآگاه (Self-aware AI) با ماشین های فوق هوشمند با در نظر گرفتن آگاهی، احساسات، عواطف و باورهای شان سر و کار دارد . انتظار می رود که چنین سیستم هایی باهوش تر از ذهن انسان باشند و ممکن است در وظایف محوله از ما بهتر عمل کنند . هوش مصنوعی خودآگاه هنوز یک واقعیت دور از دسترس است، اما تلاش هایی در این راستا در حال انجام است.

اهداف هوش مصنوعی

هوش مصنوعی در درجه اول با مهندسی معکوس قابلیت ها و ویژگی های انسانی و به کارگیری آن ها در ماشین ها به وجود می آید. در حقیقت هوش مصنوعی در اصل رفتار انسان را برای توسعه ماشین های هوشمند درک و معنا می کند. به بیان ساده تر، هدف اساسی هوش مصنوعی طراحی فناوری است که سیستم‌ های کامپیوتری را قادر می ‌سازد تا هوشمندانه و در عین حال مستقل کار کنند. در ادامه اهداف اساسی هوش مصنوعی را توضیح خواهیم داد.

1-به وجود آوردن توانایی حل مسئله

تحقیقات هوش مصنوعی بر توسعه الگوریتم ‌های حل مسئله کارآمدی متمرکز است که می ‌توانند استنتاج‌ های منطقی انجام دهند و استدلال انسان را در حین حل پازل‌ های پیچیده شبیه ‌سازی کنند. سیستم ‌های هوش مصنوعی روش ‌هایی را برای مقابله با موقعیت ‌های نامشخص یا مدیریت معمای اطلاعات ناقص با استفاده از نظریه احتمال، مثل سیستم پیش ‌بینی بازار سهام، ارائه می‌ کنند.

توانایی حل مسئله هوش مصنوعی زندگی ما را آسان‌ تر می ‌کند؛ زیرا می توان وظایف پیچیده را به سیستم ‌های هوش مصنوعی قابل اعتمادی محول کرد که می ‌توانند در ساده‌ سازی مشاغل حیاتی کمکمان کنند.

2- اضافه کردن قابلیت نمایش دانش

تحقیقات هوش مصنوعی حول محور ایده نمایش دانش و مهندسی دانش می چرخد و به نمایش “آن چه شناخته شده” برای ماشین‌ ها به همراه آنتولوژی مجموعه ‌ای از اشیا، روابط و مفاهیم مربوط می ‌شود.

این نمایش، اطلاعات دنیای واقعی را نشان می دهد که یک کامپیوتر برای حل مشکلات پیچیده زندگی واقعی، مثل تشخیص یک بیماری پزشکی یا تعامل با انسان به زبان طبیعی ، استفاده می کند. محققان می توانند از اطلاعات ارائه شده برای گسترش پایگاه دانش هوش مصنوعی و تنظیم دقیق و بهینه سازی مدل های هوش مصنوعی شان برای رسیدن به اهداف مورد نظر استفاده کنند.

3- تسهیل برنامه ریزی

عوامل هوشمند راهی را برای تصور آینده فراهم می کنند. برنامه‌ ریزی مبتنی بر هوش مصنوعی، مسیر عملی رویه ‌ای را برای یک سیستم به منظور دست یابی به اهدافش تعیین می ‌کند و عملکرد کلی را از طریق تحلیل‌ های قابل پیش ‌بینی، تحلیل داده‌ ها، پیش ‌بینی و مدل ‌های بهینه ‌سازی بهینه می ‌کند.

با کمک هوش مصنوعی می‌ توانیم پیش ‌بینی‌ های آینده را انجام دهیم و عواقب اقدامات مان را مشخص کنیم. این برنامه ریزی مربوط به بخشی از رباتیک، سیستم های خود مختار، دستیار های شناختی و امنیت سایبری است.

آموزش کامل هوش مصنوعی: آموزش هوش مصنوعی از صفر تا صد با 14 درس+ جزوه

4- فراهم کردن امکان یادگیری مداوم

یادگیری برای فناوری های هوش مصنوعی لازم است. از لحاظ مفهومی، یادگیری مستلزم توانایی تحلیل الگوریتم های کامپیوتری برای بهبود دانش یک برنامه هوش مصنوعی از طریق مشاهدات و تجربیات گذشته است. از نظر فنی ، برنامه های هوش مصنوعی مجموعه ای از جفت های ورودی – خروجی را برای یک تابع تعریف شده پردازش کرده و از نتایجِ مربوط به آن؛ برای پیش بینی خروجی های و ورودی های جدید استفاده می کنند.

هوش مصنوعی از دو مدل یادگیری استفاده می کند؛ نظارت شده و بدون نظارت که تفاوت اصلی شان در استفاده از مجموعه داده های برچسب گذاری شده است. از آن جایی که سیستم‌ های هوش مصنوعی به طور مستقل یاد می ‌گیرند، به حداقل مداخله انسانی یا عدم دخالت انسان نیاز دارند. به طور مثال یادگیری ماشین یک فرآیند یادگیری خودکار را تعریف می کند.

5- ترویج هوش اجتماعی

محاسبات عاطفی که ” هوش مصنوعی احساسی ” هم نامیده می ‌شود، در واقع شاخه‌ ای از هوش مصنوعی است که تجربیات، احساسات و عواطف انسانی را تشخیص داده ، تفسیر و شبیه‌ سازی می ‌کند. با محاسبات عاطفی، کامپیوتر ها می‌ توانند حالات چهره، زبان بدن و آهنگ‌ های صوتی را یاد بگیرند تا به سیستم ‌های هوش مصنوعی اجازه بدهند که در سطح انسان یا حتی بالاتر و فراتر از آن تعامل داشته باشند و اجتماعی شوند. بنابراین، تلاش ‌های تحقیقاتی به سمت تقویت هوش اجتماعی ماشین ‌ها گرایش دارد.

6- ارتقا خلاقیت

هوش مصنوعی خلاقیت و تفکر مصنوعی که می‌ تواند به انسان در انجام بهتر وظایف کمک کند را ترویج می ‌دهد. هوش مصنوعی می ‌تواند به کمک حجم وسیعی از داده ‌ها ؛ گزینه ‌ها و جایگزین ‌ها را مورد بررسی قرار بدهند و مسیر ها یا فرصت ‌های خلاقانه ‌ای را برای پیشرفت ما به وجود بیاورد که بسیار هم تاثیر گذار خواهد بود.

همچنین پلتفرمی هم برای تقویت و افزایش خلاقیت ارائه می‌ دهد، زیرا هوش مصنوعی می‌ تواند بسیاری از ایده‌ ها و مفاهیم جدید که می ‌تواند الهام بخش و تقویت کننده فرآیند خلاقیت باشد را توسعه دهد. به عنوان مثال، یک سیستم هوش مصنوعی می ‌تواند چندین گزینه طراحی داخلی را برای یک چیدمان آپارتمانی سه بعدی ارائه کند.

7- دستیابی به هوش عمومی

هدف محققان هوش مصنوعی توسعه ماشین‌ هایی با قابلیت ‌های هوش مصنوعی عمومی است که تمام مهارت ‌های شناختی انسان‌ ها را با هم ترکیب می ‌کند و کار ها را با مهارت بهتری نسبت به ما انجام می ‌دهد. این می تواند بازدهی را افزایش دهد ؛ زیرا وظایف با کارایی بیشتری انجام می شود و انسان را از انجام کار های خطرناکی مثل خنثی کردن بمب ها خلاص می کند.

8- افزایش همکاری بین انسان و هوش مصنوعی

یکی از اهداف حیاتی هوش مصنوعی افزایش همکاری بین هوش مصنوعی و انسان ها است تا آن ها را قادر سازد به جای این که به یک سیستم وابسته باشند، با هم کار کنند و توانایی های یکدیگر را تقویت کنند.

در  نرم افزار متلب: هوش مصنوعی (Al) چیست؟ (در متلب)

ویدیوی معرفی هوش مصنوعی به زبان ساده

تفاوت هوش مصنوعی رو با این یکی یاد بگیرید: آموزش هوش تجاری از صفر تا صد با 30 درس