الذكاء الاصطناعي :

ترجع جذور البحوث الخاصة بالذكاء الاصطناعي الى الاربعينات مع انتشار الحاسبات و استخدامها و تركيز الاهتمام في بداية الخمسينات على الشبكات العصبية . و في الستينات، نشاط البحث يتوجه نحو النظم المبينة على تمثيل المعرفة الذي استمر العمل به في خلال السبعينات . و مع بداية الثمانينات و بعد اعلان المشروع الياباني الذي تبنى الجيل الخامس للحاسبات حدثت طفرة كبيرة في بحوث الذكاء الاصطناعي .

 تعريف الذكاء الاصطناعي :

تعد اول المحاولات في هذا المجال، هو الاختبار الذي وضع فرضياته العالم الانجليزي (الان تورنج) الذي وصف في الثلاثينات الة خيالية يمكنها تحديد المشكلات التي يمكن حلها بواسطة الالات، و تستطيع  كتابة الرموز و قراءتها و تعمل بمقتضاها من تلقاء نفسها.

·    ابتدع( تورنج) اختبارا للتاكد من ذكاء الالة، بحيث الاختبار عن طريق  وضع الالة في حجرة مغلقة تخرج منها نهاية طرفية في ردهة، و و ضع انسانا اخر في حجرة مغلقة اخرى يتصل هو الاخر بنهاية طرفية في نفس الردهة . و يوجد انسان اخر (الحكم) في الردهة، و هوالذي يتولى الاتصال بالالة و الانسان الاول و يتولى الحكم ادارة حوار مع كل من الالة و الانسان لاكتشاف اى الطرفين يتصل بالانسان دون ان يراهما ويقيس ذكاء الالة وقدرتها على التفكير.

·     ولاقى اختبار( تورنج) الكثير من المعارضة لعل ابرزها هو تأثر الاختبار بذكاء الحكم .وان كان قد بدا يضع الاساس الذى بدات فيه ابحاث الذكاء الاصطناعي وذكاء الالة  . وعد هذا الاختيار من الناحية العملية غير ممكن التحقيق .

و بينما تشير كلمة الاصطناعي الى الالة او الحاسبات على وجه الخصوص . فانه يمكن  تعريف الذكاء الاصطناعي

بانه : ( استجابة الالة بصورة توصف بانها ذكية ) .

·       و يرى (ايان ريتش) ان :

( الذكاء الاصطناعي هو ذلك العلم الذي يبحث في كيفية جعل الحاسب يؤدي الاعمال التي يؤديها البشر بطريقة اقل منهم ) .

·                و في تعريف اخر للذكاء الاصطناعي يقدمه (افرون بار وإدوارد  فيجنبوم) آن :

( الذكاء الاصطناعي هو جزء من علوم الحاسب يهدف الى تصميم انظمة ذكية تعطى نفس الخصائص التي نعرفها بالذكاء في السلوك الانساني ) .

· بينما يقدم (بروس بوشانان وادوارد  شورتليف) تعريفهم عن الذكاء الاصطناعي بقولهم : ( انه ذلك الفرع من علوم الحاسب الذي يبحث في حل المشكلات باستخدام معالجة الرموز غير الخوارزمية ) . اذ من المعروف أن أجهزة الحاسبات تقوم بمعالجة الأرقام و تحويل كل البيانات إلى أر قام دون القدره على التعامل مع الرموز و الصور، كما أن عمارة هذه الآلات اعتمدت على الخوارزميات والتى هي التسلسل المنطقي خطوة بخطوة من بداية محددة إلى نهاية محددة، تمثل حل المشكلة . بينما العمليات الذهنية لدى الإنسان تعتمد على اكتساب الخبرات وتكوين رصيد الخبرة من التجربة أو على المنهج التجريبي . ووفقا لهذا التعريف فان المعارف يكون تمثيلها في صورة رمزية وتتم معالجتها بطريقة تجريبية .

· تعريف آخر للذكاء الاصطناعي يقول:

( يعمل الذكاء الاصطناعي معتمدا على مبدآ مضاهاة التشكيلات التى يمكن بواسطته وصف الأشياء والأحداث والعمليات باستخدام خواصها الكيفية وعلاقتها المنطقية والحسابية ).إذ أنة برغم أن أجهزة الحسابات اكثر دقة على تخزين المعلومات من البشر فان البشر لديهم قدرة اكبر على التعرف على العلاقات بين الأشياء. وباستخدام هذه القدرة لدى البشر يمكن فهم صورة المنظر الطبيعي وصورة الأشخاص ومكونات العالم الخارجي وفهم معانيها وعلاقات بعضها بالبعض ولو أمكن وضع هذه المقدرة في جهاز الحاسب لأصبح ذكيا .

و برغم هذه التعريفات المتعددة فلم يتم الوصول إلى تعريف حاسم للذكاء الاصطناعي .

و الرأي الغالب في هذا الوقت هو تعريف الذكاء الاصطناعي على انه دراسة الملكات العقلية للإنسان باستخدام النماذج الحسابية لإكساب الحاسب بعضا منها .

تاريخ تطور الذكاء الاصطناعي  :

الشبكات العصبية :

في عام 1940 بدأت المحاولات لبناء تصميم نظام  يفكر، يمكنه استخدام المنطق في عملياته بدلا من فكرة العلاقة الثابتة بين الرموز و ردود الأفعال . و تمخضت هذه المحاولات عن ابتكار الشبكات العصبية لمحاولة محاكاة شكل و ترتيب و طريقة عمل الخلايا في الجهاز  العصبي للإنسان .

إنبعثت البحوث في هذا المجال من العمل الريادي للعالمين( نوربرت فينز . و وارن مكالك) في الأربعينات .

الخلية العصبية تتركب من جسم يحتوي على نوى و يمتد منه ساق طويلة و تتصل الخلايا العصبية ببعضها عن طريق هذه السيقان بإفراز كيماوي يعمل كموصل فينقل الإشارات بين الخلايا . و لذلك فالتواصل في الجهاز العصبي عملية كهر وكيميائية .

تحاول الشبكات العصبية تقليد هذا النموذج الطبيعي بتقسيم الشبكات إلى وحدات تمثل كل مها نموذجا لخلية عصبية شديدة التبسيط . و في عام 1940 تمكن عالمان هما( ماكلوش وبيتس) من تصميم شبكات إلكترونية بسيطة تحاكي الخلايا العصبية بصورة بدائية و تستطيع القيام بالحسابات المنطقية باستخدام الجبر البولي كطريقة للتعبير عن المفاهيم الرياضية بصيغة منطقية .

في الخمسينات بدأ علماء الذكاء الاصطناعي محاولة بناء آلة ذكية تحاول تقليد المخ البشري و كان من أهم المحاولات في ذلك الشأن المحاولة التي قام بها( روزنبلات) عام 1957 لبناء نموذج مبسط لشبكية العين اكثر تعقيدا، والتي تعتبرالاب الشرعي للشبكات العصبية الحديثة بفضل احتوائها على مكبرات كان بإمكانها تمييز الأنماط و، هو التعرف على أشكال أو صيغ الإشارات ليمكن تصنيفها أو تمييزها أو تجميعها . و قد أمكن تعليم هذا النموذج من التعرف على بعض الأشكال المحدودة . و لكن إمكانياته المحدودة جدا جعلت الاهتمام يقل ببحوث الشبكات العصبية . و لا يقلل هذا من دور( مينسكى) و آلته البسيطة التي صممها في عام 1951  .

بعد عقد واحد من الزمان ظهرت شبكات اكثر تطورا و تقيدا و عاد معها الحماس لمواصلة أبحاث الشبكات العصبية الى إن  اشتد الاهتمام بها مرة أخرى في الثمانينات بصورة متطورة .

البحث الموجه :

في الستينات بدأت البحوث تتوجه إلى اتجاهات اخرى و من ابرز هذه الاتجاهات اتجاه (الان نيويل و هربرت سيمون)، إي الى الاعتقاد بان التكفير في الانسان ينتج عن طريق عملية تنسيق بين مهام مختلفة تعالج الرموز مثل مقارنتها و البحث عنها و تعديلها .

و لما كانت الحاسبات تقوم بمثل هذه المهام فقد ارتكزت أبحاث هذين العاملين على امكانية تصوير  حل المسائل على اساس البحث عن الحل المطلوب من بين عدد كبير من الحلول المحتملة .

في البداية تم التركيز على برامج اثبات النظريات و عد من ذلك برامج لعب الشطرنج. و في النهاية قدما نظاما باسم البرنامج العام لحل المسائل general problem solver – (GPS)   .

 و كان من نتيجة التفاؤل بالبرنامج ان اعلن( سيمون) في عام 1957انه في خلال عشر سنوات سيتم كتابة برنامج للعب الشطرنج يمكنه ان يكون بطلا للعام . و المشكلة الاساسية هي ان البرنامج العام لحل المسائل لم يعتمد على المعرفة و الخبرة المتراكمة في مجال الشطرنج و التي كان من المكن ان تفيد في رفع  كفاءة البرنامج .

مجالات الذكاء الاصطناعي :

 اتجهت أبحاث الذكاء الاصطناعي الى بناء برامج في مجالات محددة كما سبق اليه القول و من هذه المجالات:

النظم الخبيرة او نظم الخبرة .

منظومات اللغات الطبيعية .

البرمجة الآلية .

ادراك الحاسب للكلام .

امكانية الرؤية في الحاسب .

الات الروبوت .

اثبات النظريات.

تعلم الحاسب .

العاب الحاسب .

التطبيقات التجارية في الاعلام المتعدد .

و قد كانت احدى المشاكل الكبرى التي تواجه بناء هذه البرامج الى وقت قريب اضافة الى درجة التقيد العالية التي تمييز هذه البرامج ، هو حاجتها الى سعة تخزينية عالية . كما ان هذه البرامج كانت تتولى معالجة مشاكل معدة و مبهمة ما زالت قيد البحث و التطوير . و لذلك فقد تميزت برامج الذكاء الاصطناعي بالميزات و الخصائص التالية :

خصائص الذكاء الاصطناعي :

1) التمثيل الرمزي

فقد كانت هذه البرامج تتعامل مع رموز تعبر عن المعلومات المتوفرة مثل : الجو اليوم حار . و السيارة خالية من الوقود . و احمد في صحة جيدة . و الطعام له رائحة زكية و هو تمثيل يقترب من شكل تمثيل الانسان لمعلوماته في حياته اليومية .

البحث التجريبي

تتوجه برامج الذكاء الاصطناعي نحو مشاكل لا تتوافر لها حلول يمكن ايجادها تبعا لخطوات منطقية محددة . إذ يتبع فيها أسلوب البحث التجريبي كما هو حال الطبيب الذي يقوم بتشخيص المرض للمريض ، فأمام هذا الطبيب عدد من الاحتمالات قبل التوصل إلى التشخيص الدقيق ، و لن يتمكن بمجرد رؤيته للمريض و سماع آهاته من الوصول إلى الحل ، و ينطبق الحال على لاعب الشطرنج ، فان حساب الخطوة التالية يتم بعد بث احتمالات و افتراضات متعددة ، و هذا الأسلوب من البحث التجريبي يحتاج إلى ضرورة توافر سعة تخزين كبيرة في الحاسب ، كما تعتبر سرعة الحاسب من العوامل الهامة لفرض الاحتمالات الكثيرة و دراستها .

احتضان المعرفة و تمثيلها

لما كان من الخصائص  الهامة في برامج الذكاء الاصطناعي استخدام أسلوب التمثيل الرمزي  في التعبير عن المعلومات ، و اتباع طرق البحث التجريبي في إيجاد الحلول فان برامج الذكاء الاصطناعي يجب أن تمتلك في بنائها قاعدة كبيرة من المعرفة تحتوي على الربط بن الحالات والنتائج مثل ذلك :

* إذا كان مشغل الأقراص في جهاز الكمبيوتر لا يقرا البيانات المسجلة على القرص .

* و القرص جيد .

* و حاكم تشغيل القرص سليم

* و الكابل بين مشغل القرص و الحاكم سليم .

* فان العطل يكون في مشغل الأقراص نفسه .

و مثال ذلك :

* إذا كان الجو غير صحو .

* و درجة الحرارة منخفضة .

* فيجب ارتداء المعطف .

و في هذه الأمثلة يتضح التمثيل الرمزي (الجو غير صحو )، واحتضان المعرفة بمعرفة عطل مشغل الأقراص و بمعرفة وجوب ارتداء العطف

4)البيانات غير المؤكدة أو غير المكتملة

يجب على البرامج التي تصمم في مجال الذكاء الاصطناعي أن تتمكن من إعطاء حلول إذا كانت البيانات غير مؤكدة أو مكتملة ، و ليس معنى ذلك أن تقوم بإعطاء حلول مهما كانت الحلول خاطئة أم صحيحة ، و إنما يجب لكي تقوم بأدائها الجيد أن تكون قادرة على إعطاء الحلول المقبولة و إلا تصبح قاصرة ، ففي البرامج الطبية إذا ما عرضت حالة من الحالات دون الحصول على نتائج التحليلات الطبية فيجب أن يحتوي البرنامج على القدرة على إعطاء الحلول .

5) القدرة على التعلم

تعتبر القدرة على التعلم إحدى مميزات السلوك الذكي و سواء أكان التعلم في البشر يتم عن طريق الملاحظة أو الاستفادة من أخطاء الماضي فان برامج الذكاء الاصطناعي يجب أن تعتمد على استراتيجيات لتعلم الآلة .

لغات البرمجة في الذكاء  الاصطناعي:

تختلف البرامج المكتوبة في مجالات الذكاء الاصطناعي عن البرامج العادية التي تكتب لحساب المرتبات و الأجور و شؤون العاملين و الإحصاء و غيرها من مجالات البرمجة التقليدية التي تقوم الحاسبات بتنفيذها ، وبالرغم من انه يمكن كتابة بعض البرامج في مجالات مختلفة من مجالات الذكاء الاصطناعي بلغات البرمجة العادية مثل لغة بيسك و فورتران و باسكال و سى و غيرها من لغات المستوى العالي فان العملية ذات كفاءة منخفضة أو متردية ، و معقدة إلى حد كبير .

و لقد خرجت إلى الوجود منذ زمن بعيد لغات برمجة توجهت بصورة مباشرة  نحو  معالجة برامج الذكاء الاصطناعي ، و هذه اللغات تمتلك من الإمكانيات و المميزات الضرورية التي تتيح  كتابة برامج معقدة و كبيرة بكفاءة عالية ، و من بين الامتيازات التي امتازت بها هذه اللغات :

·         القدرة على صياغة تراكيب البيانات المعقدة .

·         القدرة على فرز و بحث قواعد البيانات و المعلومات .

·         الاستنتاج الذاتي .

·         إمكانية معالجة الجداول و مطابقة الأنماط و تركيب المعرفة .

و قد استحدثت لغات برمجة تشبه اللغات الطبيعية و نشأت لغات كثيرة تتعدد في الاستخدام و تتنوع في الإمكانيات ، و من بين هذه اللغات :

·         لغة البرمجة (information  processing  language   )  IPL و هي من اللغات الأولى في هذا المجال و صممت خصيصا لمعالجة المعومات في عام 1956 .

·         لغة البرمجة ريتا (RITA  Language ) و استخدمت في بناء نظم الخبرة لمكافحة الإرهاب الدولي .

·         -لغة البرمجة روزى ( ROSIE Language   ) و استخدمت في بناء نظم الخبرة للتخطيط الحربي (TATR ) و قد قام بتصميمها( جون ماكارثى) في عام 1958 و استخدمت في بناء نظم خبرة متعددة منها ( opsv, ops 5, DEND ) و تعد من اللغات الشهيرة في هذا المجال .

·         لغة البرمجة بر ولوج ( PROLOG ) و تعد من اشهر لغات البرمجة في الوقت الراهن و قد استخدمت في نظم الخبرة  المتعددة منها     (  ESP/ Advisor,M,1 ) .

·         لغة البرمجة SMALL TALK

·         لغة البرمجة   Stanford  Artificial  Intelligence  Laboratory ) SALL )و قد تم تصميمها في جامعة ستنافورد .  

أهمية الذكاء الاصطناعي :

مم لا شك فيه أن التقدم الكبير الذي يشهده العالم في كافة المجالات إنما يرجع بعض  من الفضل فيه إلى أجهزة  الحاسبات . و ربما يكون الوقت مبكرا للحديث عن فضل الحاسبات الذكية و لكن مما لا شك فيه أن الحاسبات الذكية  ( أن جاز استخدام هذا التعبير ) تلعب دورا متناميا في مجالات عديدة في الوقت الراهن و ينتظر لها أن تبلغ شأنا كبيرا في الوقت القريب في مجالات منها :

1)                 المجال الهندسي من حيث القدرة على وضع و فحص خطوات التصميم و أسلوب تنفيذه .

2)                  في المجال الطبي من حيث التشخيص للحالات المرضية ووصف الدواء لهم .

3)               في المجال العسكري من حيث اتخاذ القرارات وقت نشوب المعارك و تحليل المواقف و إعداد الخطط و الإشراف على تنفيذها.

4)                  في المجال التعليمي من حيث القيام بمهام المعلم و إبداء الاستشارات في مجال التعليم .

5)                  و في المجالات الأخرى المتعددة ففي المصانع مراقبة عمليات الإنتاج ، و الإحلال محل العمال في الظروف البيئية الصعبة ، و في التجارة و الأعمال كتحليل حالة السوق والتنبؤ و دراسة الأسعار ، و غيرها من المجالات .