بخشی از مقاله
کاربرد هاي هوش مصنوعي در صنايع و مؤسسات توليدي
چکيده :
هدف از اين مقاله آشنائي با هوش مصنوعي به عنوان سمبل و نماد دوران فرا صنعتي و نقش و کاربرد آن در صنايع و مؤسسات توليدي ميباشد. و در آن تاريخچه ، معرفي، نحوه شکل گيري، تعاريف ، زيرشاخه ها ، تکنيک ها و زبانهاي برنامه نويسي در هوش مصنوعي مورد بحث و بررسي قرار گرفته اند، علاوه بر آن سيستم هاي خبره ، روباتبک و شبکه هاي عصبي در هوش مصنوعي توضيح داده شده است و در پايان نتيجه گيري، منابع و مآخذ بيان گرديده .
واژه هاي کليدي: هوش مصنوعي – سيستم خبره -شبکه هاي عصبي - روباتيک – پردازش زبان طبيعي - روبات
مقدمه
هوش مصنوعي به خودي خود علمي است کاملا جوان .به نظر ميرسد که سمبل دوران فراصنعتي و نماد فرآورده هايبيهمتاي قرن آينده «هوش مصنوعي» است [١.] هوش مصنوعي دانش ساختن ماشين ها يا برنامه هاي هوشمند است و شاخه ايست از علم کامپيوتر که ملزومات محاسباتي اعمالي همچون ادراک ، استدلال و يادگيري را بررسي کرده و سيستمي جهت انجام چنين اعمالي ارائه مي دهد. هوش مصنوعي ، مطالعه روش هايي است براي تبديل کامپيوتر به ماشيني که بتواند اعمال انجام شده توسط انسان را انجام دهد.حوزه هوش مصنوعي سعي دارد تا موجوديت هاي هوشمند را درک کند. از اينرو يکي از علل مطالعه آن ، يادگيري بيشتر در مورد خودمان است . امابر خلاف فلسفه و روانشناسي که آنها نيز به هوشمندي مرتبط هستند ، هوش مصنوعي سعي دارد به همان خوبي که آنها را ميفهمد ، قادر به ساخت آنها نيز گردد. دليل ديگر براي مطالعه هوش مصنوعي ، جالب و مفيد بودن اين موجوديت هاي هوشمند مي باشد هوش مصنوعي محصولات مهم و موثر زيادي حتي در مراحل اوليه توسعه اش ، توليد کرده است اگرچه هيچ کس نمي تواند آينده را به طور مشخص پيش بيني کند ، اما آشکار است که کامپيوتر هايي با سطح هوشمندي در رديف انسان (و حتي بهتر از آن ) تاثير بسزايي بر روي زندگي روزمره ما و همچنين بر روي تمدن آينده خواهد گذاشت . از سوي ديگر، منتقدين هوش مصنوعي چنين استدلال ميکنندکه صرف زمان و منابع ارزشمندديگر در راه ساخت فراورده اي که پر از نقص و کاستي ودست آوردهاي مثبت اندکي است ،مايه بدنام کردن و زير پا گذاشتن توانمنديها و هوشمنديهايانسان ميباشد. تلخ ترين انتقادهابر اين باور است که هوش مصنوعي، توهين آشکار به گوهر طبيعت و نقش انسان است .
هوش مصنوعي چيست ؟
تلاش در راه برخوردار نمودن رايانه از توانائيهاي شناخت وتقليد جنبه هاي هوشي انسان از دهه ١٩٥٠ ميلادي آغاز شده است .در سال ١٩٥٦ ميلادي، گروهي از دانشمندان از جمله ماروين مينسکي[٢] (از دانشگاه فني ماساچوست )، کلود شانن [٣] (از آزمايشگاه نامدار بل ) و جان مک کارتي[٤](از دانشگاه دارت موت (همايش در دارت موت [٥]کانادا برگزار نمودند تا در اين زمينه به گفتگو بپردازند.از آن زمان تاکنون ميان دانشمندان و خبرگان آگاه همچنان بحث در مفهوم هوش مصنوعي جريان دارد.
يک سيستم هوش مصنوعي به راستي (نه مصنوعي )و (نه هوشمند) است . بلکه دستگاهي است هدف گرا که مشکل را به روش مصنوعي حل ميکند اين سيستم ها بر پايه دانش ، تجربه و الگوهاي استدلايي انسان بوجود آمده اند..هوش مصنوعي تکنيکي براي خلق کردن ماشين هايي است که قادر به فکرکردن بدون نياز به انسان ها ميباشند . هوش مصنوعي به طور خلاصه ترکيبي از عاوم کامپيوتر و فيزيولوژي و فلسفه است . اين شاخه از علوم بسيار گسترده و متنوع است واز موضوعات و رشته هاي مختلف علوم و فن آوري مانند مکانيزم هاي ساده در ماشين ها شروع شده و به سيستم هاي خبره ختم ميشود. هدف هوش مصنوعي به طور کلي ساخت ماشيني است که بتواند فکر کند. اما براي دسته بندي و تعريف ماشين هاي متفکر ميبايست به تعريف هوش پرداخت [١٢]
هوش مصنوعي و هوش انساني براي شناخت هوش مصنوعي شايسته است تا تفاوت آن را با هوش انساني به خوبي بدانيم . مغز انسان از ميلياردها سلول يا رشته عصبي درست شده است و اين سلول ها به صورت پيچيده اي به يکديگر متصل اند. شبيه سازي مغز انسان ميتواند از طريق سخت افزار يا نرم افزار انجام گيرد. تحقيقات اوليه نشان داده است شبيه سازي مغز، کاري مکانيکي و ساده ميباشد. براي مثال ، يک کرم داراي چند شبکه عصبي است . يک حشره حدود يک ميليون رشته عصبيدارد و مغزانسان از هزار ميليارد رشته عصبي درست شده است . با تمرکز و اتصال رشته هاي عصبي مصنوعي مي توان واحد هوش مصنوعي را درست کرد .هوش انساني بسيار پيچيده تر وگسترده تر از سيستم هاي رايانه اي است و توانمنديهاي برجسته اي مانند: استدلال ، رفتار، مقايسه ، آفرينش و بکار بستن مفهوم ها را دارد. نکته آخر اينکه ، يکي از علل رويارويي با مقوله هوش مصنوعي، ناشي از نام گذاري نامناسب آن مي باشد. چنانچه جان مک کارتيدرسال ١٩٥٦ ميلادي آن را چيزي مانند « برنامه ريزي پيشرفته » ناميده بود شايد جنگ و جدلي در پيرامون آن رخ نمي داد.[١٣]
زبان هاي برنامه نويسي در هوش مصنوعي
زبان هاي برنامه نويسي هوش مصنوعي ابزار اصلي بررسي و ساخت برنامه هاي کامپيوتري هستند که مي توانند در شبيه سازي فرآيند هاي هوشمند مانند يادگيري و استدلال و فهم اطلاعات نمادين به کار بروند هرچند اخيرا زبان کامپيوتر اصولا براي استفاده از کامپيوتر ها براي انجام محاسبات با اعداد طراحي شده بود اما بزودي دريافتند که رشته اي از بيت ها نه تنها اعداد بلکه مي توانند اشياي دلخواه را نيز نمايش دهند. [١١]
عمليات روي ويژگي ها يا نماد ها مي تواند با استفاده از قوانين براي ايجاد يا انتساب يا دستکاري نشان داده شود اين تصور از محاسبات نمادين به عنوان تعريف الگوريتم
هايي که هرنوع اطلاعات را پردازش مي کنند و بنا براين مي تواند براي شبيه سازي هوش انسان بکار برود. [١٠]
تکنيک ها و زبان هاي برنامه نويسي در هوش مصنوعي
اين انقلاب در اقتصاد امروز و نظم جامعه به همان ميزان انقلاب صنعتي در قرن ١٩ تاثير دارد اين تحولات قادر است الگوي فکري و فرم زندگي هر فرد را تغيير دهد، انقلاب کامپيوتر توان ذهني ما را گسترش مي دهد، عملکرد اوليه ي برنامه نويسي هوش مصنوعي ايجاد ساختار کنترلي مورد لزوم براي محاسبه سمبوليک است خصوصيات اين ساختارها به مقدار زيادي موجب تشخيص خصوصياتي مي شود که يک زبان کاربردي مي بايستي فراهم کند، دو زبان برنامه نويسي LISP و PROLOG از مهمترين زبان هاي مورد استفاده در هوش مصنوعي هستند که خصوصيات اين دو زبان باعث شده که آنها شيوه ها و راه حل هاي قوي براي حل مسئله ارائه کنند. تاثير قابل توجه اين زبان ها بر روي توسعه هوش مصنوعي از جمله توانايي آنها به عنوان ابزار هاي فکر کردن مي باشد که از جمله نقاط قوت آنها در زبان هاي برنامه نويسي مي باشد.
همانطور که هوش مصنوعي مراحل رشد خود را طي ميکند زبان هاي LISP و PROLOG بيشتر مطرح مي شوند[١٠]
شاخه هاي هوش مصنوعي:
شبکه عصبي ( Neural Network)[٩]
در اينجا هوشمندي به وسيله مشابه سازي انواع اتصالات فيزيکي که در مغز حيوانات اتفاق مي افتد عملي مي شود
پردازش زبان طبيعي(Natural Language Processing)[٨]
در اين شاخه کامپيوتر ها براي فهم زبان انسان برنامه ريزي مي شوند.
روباتيک (Robotics)[٧]
در اين حوزه سعي ميشود روباتها به طور هوشمند عمل کنند به عنوان مثال تواناييهاي هوشمندانه اي مثل ديدن ، شنيدن و عکس العمل نشان دادن به محرک هاي طبيعي
انجام مسابقه (Game playing)
در اينجا کامپيوتر ها براي شرکت در مسابقاتي مثل شطرنج برنامه ريزي مي شوند.
سيستم هاي خبره (Expert Systems )[٦]
در اين شاخه ، کامپيوتر ها براي تصميم گيري در شرايط واقعي زندگي برنامه ريزي مي شوند
سيستم هاي خبره
سيستم هاي خبره چسيت ؟
در يک تعريف کلي مي توان گفت سيستم هاي خبره برنامه هاي کامپيوتري اي هستند که نحوه تفکر يک متخصص در يک رمينه خاص را شبيه سازي ميکند در واقع اين نرم افزار ها الگو هاي منطقي اي را که يک متخصص براساس آنها تصميم گيري مي کند شناسايي مي نمايند و سپس بر اساس آن الگو ها مانند انسان تصميم گيري مي کنند بيشتر دستاورد هاي هوش مصنوعي در زمينه تصميم گيري و حل مسئله بوده است که اصلي ترين موضوع سيستم هاي خبره را شامل مي شوند به آن نوع از برنامه هاي هوش مصنوعي که به سطحي از خبرگي مي رسند که مي توانند به جاي يک متخصص در رمينه خاص تصميم گيري مي کنند expert systems يا سيستم هاي خبره گفته مي شود اين سيستم ها برنامه هايي هستند که پايگاه دانش آنها انباشته از اطلاعاتي است که انسان ها هنگام تصميم گيري درباره يک موضوع خاص براساس آنها تصميم مي گيرند روي اين موضوع بايد تاکيد کرد که هيچ يک در سيستم هاي خبره اي تاکنون طراحي و برنامه نويسي شده اند همه منظوره نبوده اند و تنها در يک زمينه محدود قادر به شبيه سازي فرآيند تصميم گيري انسان هستند به محدوده اطلاعاتي از الگوهاي خبرگي انسان که به يک سيستم خبره منتقل مي شود domain task گفته مي شود
اين محدوده سطح خبرگي يک سيستم خبره را مشخص مي کند و نشان مي دهد که آن سيستم خبره براي چه کارهايي طراحي شده است سيستم خبره با اين task ها يا وظايف مي تواند کارهايي چون برنامه ريزي و زمانبندي و طراحي را دريک حيطه تعريف شده انجام دهد[١٠]
مزاياي سيستم هاي خبره
مزاياي سيستم هاي خبره را ميتوان به صورت زير دسته بندي کرد:
افزايش قابليت دسترسي: تجربيات بسياري از طريق کامپيوتر در اختيار قرار مي گيرد و به طور ساده تر ميتوان گفت يک سيستم خبره ، توليد انبوه تجربيات است .
کاهش هزينه : هزينه کسب تجربه براي کاربر به طور زيادي کاهش مييابد.
کاهش خطر: سيستم خبره ميتواند در محيطهايي که ممکن است براي انسان سخت و خطرناک باشد نيز بکار رود.
دائمي بودن : سيستم هاي خبره دائمي و پايدار هستند. بعبارتي مانند انسان ها نميميرند و فنا ناپذيرند.
تجربيات چندگانه : يک سيستم خبره ميتواند مجموع تجربيات و آگاهيهاي چندين فرد خبره باشد.
افزايش قابليت اطمينان : سيستم هايخبره هيچ وقت خسته و بيمار نميشوند، اعتصاب نميکنندو ياعليه مديرشان توطئه نميکنند، در صورتي که درافراد خبره چنين حالاتي پديد مي آيد.
قدرت تبيين (EXPLANATION): يک سيستم خبره ميتواند مسير و مراحل استدلالي منتهي شده به نتيجه گيري را تشريح نمايد. اين قابليت ، اطمينان شما را در مورد صحيح بودن تصميم گيري افزايش ميدهد
پاسخ دهيسريع : سيستم هايخبره ،سريع ودراسرع وقت جواب ميدهند.
پاسخ دهي در همه حالات : در مواقع اضطراري و مورد نياز، ممکن است يک فردخبره بخاطر فشار روحي و يا عوامل ديگر، صحيح تصميم گيري نکند ولي سيستم خبره اين معايب را ندارد.
پايگاه تجربه : سيستم خبره ميتواند همانند يک پايگاه تجربه عمل کند و انبوهي از تجربيات را در دسترس قرار دهد.
