بخشی از مقاله
هوش مصنوعی و کاربرد آن در مهندسی سازه
چکیده
پیشرفت روزافزون علوم وتکنولوﮊی ، انسان را واداشته است که ، سیستمهایی را ابداع نماید که رفتار اورا تقلید می کنند . در نیـل بـه ایـن هدف ، اولین گام کوشش به منظور ایجاد هوش مصنوعی بوده است .
در این مقاله سعی شده است ، نحوه ایجاد یک سیستم خبره تحلیل گر، از طریق رویت مصنوعی تشریح گردد. به گونه ای که توسـط ایـن سیستم هوش مصنوعی ، یک کامپیوتر قادر باشد با رویت مصنوعی یک پلان ساختمانی ، درک درستی نسبت بـه آن پیـدا کنـد و اجـزای قالب اسکلتی ساختمان را طوری بیان کند که برای یک برنامه تحلیل گر قابل فهم باشد.
کلمات کلیدی : هوش مصنوعی – رویت – روتین - IDF پلان ساختمانی
۱- مقدمه
احتمالا اولین هدف بشر از ساخت ماشین های حسابگر و کامپیوتر ، ارائه وسیله ای دقیق و در عـین حـال سـریع بـرای انجـام کارهای محاسباتی بوده است که در این میان ، مهندسین رشته سازه نیز با تنظـیم نـرم افزارهـای تحلیـل گـر و طـراح ، بهـره فراوانی از این وسیله برده اند . اما هم اکنون پژوهشگران علوم کامپیوتری ، در کوشش برای ارائه راههایی برای کاربردهای غیـر محاسباتی از کامپیوتر بوده و می باشد.ایجـاد چنـین تواناییهـایی در کـامپیوتر راه را بـرای ارائـه سیسـتمهای خبـره در هـوش مصنوعی باز می کند.به عبارت بهتر ، امکان ساخت پزشک مصنوعی ، مهندس مصنوعی و... را فراهم می سازد.
۲- مفهوم هوش مصنوعی یا (Artificial Intelegence)AI
هوش مصنوعی مکانیسمی است که هوش ادراک و اندیشـه ورزی انسـان را شـبیه سـازی مـی کنـد . در تعریـف دیگـر هـوش مصنوعی می توان گفت ، هوش مصنوعی قسمتی از دانش کامپیوتر است که به بررسی کنشهای هوشمند و ساختن نرم افزارها و سخت افزارهایی با توانایی کار هوشمندانه می پردازد . ایجاد چنین مکانیسمی نخسـتین بـار توسـط متخصصـان فیزیولـوﮊی عصب پیشنهاد شد . مشاهده و بررسی سلولهای عصبی و شبکه های حاصله از آنها دانش پژوهان را بـه فکـر ایجـاد ماشـینهای شبکه شکلی انداخت که می توانستند مغز انسان را شبیه سازی کنند.
هوش مصنوعی در واقع یکی از شاخه های علم »سیبرنتیک« می باشد که خود دارای تقسیماتی است . یکی از مهمترین شاخه های هوش مصنوعی ، سیستمهای خبره می باشد که توانایی قدرت تفکر انسان متخصص را به یک کـاربر غیـر متخصـص مـی دهند.
۲-۱ تاریخچه هوش مصنوعی
اندیشه ابداع هوش مصنوعی بوسیله انسان و درخدمت انسان ، از دیرباز فکر بشر را به خود مشغول داشته و از رویاهـای دیـرین جامعه انسانی است . یکی از افسانه های باستان مربوط به هوش مصنوعی ، در سرود هیجدهم »ایلیاد« نهفته می باشد.در ایـن افسانه ، خدای آتش »هفانسیتوس« سه پایه ای با پایه های مجهز به نوعی چرخ می سازد که قـادر اسـت بـه تنهـایی در قصـر خدایان رفت و آمد کند . در قسمت دیگر این افسانه ، هفانسیتوس زنانی از طلا می سازد که قادر به تکلم بوده و به وی کمـک می کردند. با توجه به این افسانه چنین به نظر می رسد که هفانسیتوس یکی از فضـانوردان کـرات سـایر کهکشانهاسـت ، کـه توسط قصر خود (فضاپیما) بر زمین فرود آمده بوده بودند . در قصه های قوم یهود نیز به »گولم « اشاره شده است که از چـوب و خاک رس بوده و به شکل انسان ساخته شده بود و با نوشتن یک کلمه سحر آمیز بر روی پیشـانی وی ، بـه صـورت خودکـار حرکت کرده و مانند یک خدمتکار آرام وفرمانبردار با ارباب خود خدمت می کرده است ».گولم« نیز مانند مورد پیشین با اراده وقدرت خدایان حرکت می کرد.
با سپری شدن زمان و پیشرفت علوم ، بخصوص پس از قرون وسطی ، اندیشه ابداع هوش مصنوعی تقویت شد. وکشـفیاتی نیـز در این زمینه صورت گرفت . هرچند که بعضی از آنها در واقع یک شـعبده بـازی بـه حسـاب مـی آمدنـد . در قـرن هیجـدهم
»ووکانس« موجودات خودکار جالبی را ارائه داد . وی حتی سعی کرد که موجوداتی را بیافریند که قـادر بـه تکلـم نیـز باشـند.
بدنبال آن در سال ۹۶۷۱ ، »کمپن« فرانسوی دستگاه معروف بازیگر شطرنج را معرفی کرد که اشخاص بسیاری ازجمله ناپلئون بناپارت ، امپراتور وقت فرانسه را تحت تاثیر قرارداد . اما بعد ها معلوم شد که این دستگاه برخلاف کار »ووکانس« یـک شـعبده بازی بود . در اواخر قرن نوزدهم میلادی »ﮊول ورن« فرانسوی سبک جدیدی در ادبیات بنام داستانهای علمی و تخیلی بوجـود آورد . وی در هر یک از کتابهای علمی تخیلی خود با صرف مطالعه وفراست بسیار ، اختراعات بسیاری را پیش بینی کردکـه در آن زمان جزو افسانه ها ورویاها به شمار می رفتند ولی پس از اندک زمانی رنگ واقعیت به خود گرفتند . هر چند که در کتـب ﮊول ورن هیچ گونه اشاره ای به هوش مصنوعی نشده است ، ولی کتب وی زمینه ساز ظهور نویسـندگان علمـی تخیلـی شـد.از جمله در اوائل قرن بیستم ، نویسنده اهل چکسلواکی به نام »کارل چابک« در سال ۰۲۹۱ مـیلادی در رمـان علمـی – تخیلـی خود بنام » R.U.R آدم آهنی های جهانی راسوم « کلمه روبوت را که در زبان چک به معنای کار اجباری بـود بـر سـر زبانهـا انداخت . روبوت ها در این کتاب ، انسان گونه های ساخت بشر بودند که با هوش مصنوعی خود کارهایی را که انسان مایـل بـه انجام آنها نبود ، انجام می دادند.روبات ها در زبان مادری به معنی کار اجباری است.
بالاخره پس از اختراع کامپیوتر در دهه چهارم قرن حاضر داستانهای علمی تخیلی رنگ واقعیت به خود گرفته و هوش مصنوعی با ادغام علوم روانشناسی ، منطق ، آمار و کامپیوتر متولد شد . در سال ۵۴۹۱ مخترع کـامپیوتر ،»کنـراد ﮊوزه« آلمـانی قـوانین بازی شطرنج را توسط کامپیوتر برنامه ریزی کرده و در سال ۹۴۹۱ »کلود شانون« فرانسوی ، پایه گذار نظریه اطلاعات ، اصـول بنیادی بازی شطرنج را ارائه کرده و در سال بعد » آلن تورینگ« آمریکایی نخستین نرم افزار بازی شطرنج را ارائـه نمـود . هـم اکنون سیستمهای خبره در زمینه های استخراج نفت ، کشف معدن ، تشخیص بیماریهـا و بسـیاری از مـوارد دیگـر بـه وجـود آمده اند.
۳- رویت مصنوعی
بخش حاضر را با یک سوال آغاز می کنیم . آیا می توان رویت را به عنوان جنبه ادراک و تشخیص تعریف نمود ؟ مسلما جـواب سوال اخیر منفی می باشد. زیرا اشخاص نابینا اگر چه به علت نقص عضو در شبکیه چشـم و اعصـاب بینـایی ، قـادر بـه رویـت پیرامون خویش نمی باشد، در عوض با پرورش سایر حواص خود ، از نظر قدرت تشخیص و ادراک ، حتی گاهی بهتـر از انسـان بینا نیز می باشند.
با تعاریف فوق مشخص می گردد که رویت تنها می تواند یکی از ابزار ادراک باشد . برای تشریح بیشتر مساله یک انسان نابینا را در نظر بگیرید . آنچه این فرد را قادر می سازد که بدون اتکا به سایر افراد ، تمامی و یا قسمتی اعظم نیازهای خـود را ، توسـط خودش برطرف سازد ، پرورش و تقویت سایر حواس پنجگانه است .
۳-۱ تعریف رویت
با توجه به مطالب فوق می توان گفت رویت یکی از جنبه های ادراک وتشخیص اشیا پیرامون مـی باشـد کـه در صـورت عـدم وجود ، با تحریک سایر حواس می توان حس معادلی بـرای آن بوجـود آورد . یعنـی توسـط حـواس دیگـر ، اشـیاﺀ پیرامـون را تشخیص داد.
۳-۲ ایجاد رویت مصنوعی
تا اینجا نتیجه گرفته شد که رویت ، در صورت عدم وجود ، قابل جایگزینی توسط سایر حواس می باشد . سوال بعـدی اینسـت که چگونه می توان رویت مصنوعی را ایجاد نمود.
به عنوان مثال اگر یک تخته پاک کن را برای شناسایی به افراد نابینا عرضه کنیم و سپس نحوه تشخیص را از هر کـدام سـوال کنیم ، هرکدام از آنها ممکن است بواسطه یکی از خواص فیزیکی تخته پاک کن ، از قبیل نرم و قابل انعطـاف بـودن و ... آن را تشخیص دهند . در مورد پردازشگرهای کامپیوتری که نه دارای حس لامسه می باشند و نه از سایر حواس ، نظیر بویـایی بهـره می برند تنها حس مصنوعی که با قدرت بالا در این ابزار وجود دارد، حس پردازش اشیاﺀ واعداد از روشهای محاسباتی می باشد.
۳-۲-۱ روش محاسباتی برای رویت مصنوعی
در سال ۱۷۹۱ میلادی ، راجر- ان – شپارد وﮊاکلین متزلر ، یک سری اشیاﺀ هندسی رسم کردند که با یکدیگر ، فقط از لحـاظ
