الذكاء الإصطناعى

تعريف الذكاء الاصطناعى

<!--الذكاء الاصطناعي فرع من علم الحاسب يبحث في فهم وتطبيق تكنولوجيا تعتمد على محاكاة الحاسب لصفات ذكاء الانسان.

<!--الذكاء الاصطناعي تطور علمي أصبح من الممكن بموجبه جعل الآلة تقوم بأعمال تقع ضمن نطاق الذكاء البشري كآلات التعليم والمنطق والتصحيح الذاتي والبرمجة الذاتية.

الهدف من الذكاء الاصطناعى

<!--جعل الحاسب الالى يبدو أكثر ذكاء من خلال ابتكار برمجيات تتيح محاكاة بعض وظائف المخ البشرى

<!--فهم الذكاء البشرى وحاولة نمذجة ذلك الذكاء على الحاسب الالى .

خصائص الذكاء الاصطناعى

<!--التمثيل الرمزى

تتعامل مع رموز تعبر عن المعلومات المتوفرة مثل :  الجو اليوم حار , السيارة خالية من الوقود .
هو تمثيل يقترب من شكل تمثيل الانسان لمعلوماته في حياته اليومية

<!--البحث التجريبى

تتوجه برامج الذكاء الاصطناعي نحو مشاكل لا تتوافر لها حلول يمكن ايجادها تبعا لخطوات منطقية محددة . فان حساب الخطوة التالية يتم بعد بحث احتمالات و افتراضات متعددة

<!--تمثيل المعرفة

لنمكّن الحاسب من حل مشاكلنا، يجب أن نمكّنه من فهمها أولاً  فبرامج الذكاء الاصطناعي يجب أن تمتلك في بنائها قاعدة كبيرة من المعرفة تحتوي على الربط بين الحالات والنتائج

<!--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 ، ففي البرامج الطبية إذا ما عرضت حالة من الحالات دون الحصول على نتائج التحليلات الطبية فيجب أن يحتوي البرنامج على القدرة على إعطاء الحلول .

<!--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 .

معمارية ومكونات الذكاء الاصطناعى

يحول الذكاء الاصطناعى أن يحاكى القدرة على إكتساب المعرفة من مصادرها المختلفة واستخدامها ثم معالجتها واستخدامها من خلال محاكاة عمليات التفكير والاستدلال التى يقوم بها الانسان فى حل المشكلات  . وهو ما يطلق عليه المعرفة  ومكونات الذكاء الاصطناعى هى :-

<!--قاعدة  المعرفة

ترتيب وتنظيم المعلومات  والخبرات بأسلوب يمكن للكمبيوتر التعامل معه وتتكون من :-

<!--قاعدة البيانات الثابتة :  ويحتوى على الحقائق المتخصصة فى مجال خبرة معين ولا يوجد عليها خلاف

<!--قاعدة البيانات المتغيرة :او ذاكرة العمل ومعلوماتها غير دقيقة ولكنها تساعد على التخمين الجيد

<!--منظومة الية الاستدلال

<!--هى اجراءات مبرمجة تقود إلى الحل المطلوب من خلال ربط القواعد والحقائق والاستنباط والاستدلال .

<!--واجهة المستخدم

<!--هى الاجراءات التى تجهز المستفيد بأدوات مناسبة للتفاعل مع النظام فى مرحلة التطوير والاستخدام

مجالات الذكاء الاصطناعى

1- النظم الخبيرة Expert System " ES“
النظم الخبيرة هو مجرد نظام يصمم خصيصا للقيام بأعمال الخبراء في مجال معين أي من الممكن استشارته عند القيام بعمل معين في المجال الذي ينتمي اليه .

من مميزات هذه النظم :

<!--أنها سهلة الإستخدام لأي مستخدم سواء مستخدم عادي أو مطوّر .

<!--قادرة على تطوير آداء المتخصصين ذوي الخبرة البسيطة.

<!--قادرة على تعليم غير المتخصصين

<!--قادرة على التعلم من الخبراء بطريقة مباشرة وغير مباشرة .

<!--قادرة على تفسير أي حلول تتوصل إليها مع توضيح طريقة الوصول إليها .

<!--قادرة على الإستجابة للأسئلة البسيطة وكذلك المعقدة في حدود التطبيق .

2- معالجة اللغات الحية

فهم اللغات الحية

  ويبحث هذا المجال في إيجاد طرق تسمح للحاسب بفهم التعليمات المعطاة إليه بصورة طبيعية .أي يستطيع فهم لغة الإنسان بسهولة.

إنتاج اللغات الحية

  ويبحث هذا المجال في إيجاد الطرق التي تجعل الحاسب قادرا على إنتاج لغة حيه أي يمكنه   إنتاج جمل بالعربية أو الانجليزية أو أي لغة حيه أخرى

<!--الرؤية بالحاسب   (Computer Vision)

الهدف من مجال الرؤية بالحاسب ( Computer Vision ) هو جعل الحاسب قادرا على رؤية الوسط المحيط به والتعرف عليه وهو ببساطة عبارة عن كاميرا تلفزيونية يمكنها التعرف على الأجسام ,

<!--البرمجة الآلية (Automatic Programming)

الهدف من البرمجة الآلية فهو أنتاج البرامج الذكية والتي تستخدم كأداة جيدة في مساعدة المبرمجين في تسهيل إنتاج برامجهم ويوجد هدف أسمى للبرمجة وهو إنتاج البرنامج الذكي الذي يستطيع أن ينتج برنامجا بنفسه , أي إعطاؤه تفاصيل المشكلة ليقوم هو بتصميم وإنتاج البرنامج .

5-الإنسان الآلي Robot

إن تكنولوجيا الإنسان الآلي ( Robotics) هي من أكثر تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي تقدما من حيث التطبيقات التي تقدم فيها حلولا كاملة للمشاكل الربورت  Robot أو الإنسان الآلي عبارة عن آله ميكانيكية يمكن برمجتها لتؤدى بعض المهام التي يقوم بها الإنسان يدويا بنفس ذكاء الانسان

تطبيقات  الذكاء الاصطناعى

<!--فى المجال الهندسى :- القدرة على وضع وفحص خطوات التصميم واسلوب تنفيذه

<!--فى المجال الطبى:- تشخيص الحالات المرضية ووصف الدواء لها

<!--فى المجال التجارى:- تحليل السوق والتنبؤ ودراسة الاسعار .

<!--فى المجال الزراعى :- جمع المحاصيل  والبرامج الزراعية المختلفة .

<!--فى المجال التعليمى :- القيام بمهام المعلم وابداء الاستشارات فى مجال التعليم .

مفهوم برامج التدريس القائمة على الذكاء الاصطناعى

عبارة عن أنظمة تربوية مداره بالحاسب الالى تعتمد على علم الذكاء الاصطناعى وتستخدم هذة البرامج المنطق والقواعد الرمزية فى تدريس الطلاب وهى تحاكى فى ذلك المعلم البشرى بدرجة كبيرة . ولا تعتمد فقط على تدريس الحقائق والمعرف الاجرائية ولكنها تعلم الطلاب التفكير وحل المشكلات

الهدف من برامج التدريس القائمة على الذكاء الاصطناعى

<!--توظيف وتطبيق أدوات ومبادئ تكنولوجيا الذكاء الاصطناعى فى العملية التعليمية .

<!--تفعيل دور الحاسب الالى فى عملية التدريس بجعله ديناميكيا فعالا بدلا من كونه مجرد وعاء حاو للمعلومات .

<!--تكيف ومواءمة برامج التدريس  بالحاسب الالى مع الاحتياجات الفردية للمتعلمين .

<!--محاكاة المعلم البشرى بدرجة كبيرة فى سلوكه وأسلوبه التدريسى مع الطلاب

<!--امداد المتعلم بطريقه تدريس فعاله عاليه الكفاءة قائمة على الاسلوب التدريسى الفردى

<!--زيادة القدرات التفاعلية والتحاورية بين المتعلم وبرنامج التدريس القائم على الذكاء الاصطناعى

المعايير  التى ينبغى توافرها ببرنامج التدريس القائم على الذكاء الاصطناعى

<!--يجب أن يتمكن البرنامج من توليد المسائل أخذ فى الاعتبار قدرات المتعلم العلمية

<!--ان يكون البرنامج قادر على التكيف مع بيئة المتعلم وذلك بالقدرة على تعديل نفسة ذاتيا اعتمادا على ما يدخله المتعلم من معارف حقيقية أثناء التعلم

<!--أن يكون البرنامج قادر على إعطاء إجابات تفصيلية مرتبة موضحا النقاط الصعبة وعارضا لخطوات الحل .

<!--أن يحتوى البرنامج على أنواع متعددة من المعرفة التى يمكن تمثيلها مثل المعرفة التى يمكن تمثيلها مثل المعرفة الخاصة بالمادة التدريسية والمعرفة الخاصة بإستراتيجية التدريس والمعرفة الخاصة بالمتعلم .

<!-- القدرة على أكتشاف الاخطاء الشائعة وأكتشاف  أي ثغرات فى  فهم المتعلم التى قد تنشأ عن مثل هذة الاخطاء

<!--ان يستخدم البرنامج واجهة تفاعل مرنة يتفاعل من خلالها المستخدم مع الحاسب الالى بالاعتماد على الحوار الطبيعى ( من خلال اللغة الطبيعية ) المتبادل .

وتتكون نظم التعلم الذكية من المكونات الأساسية التالية:-

<!--وحدة الخبير

تحتوي هذه الوحدة على استراتيجيات التدريس والتعليمات الأساسية، والمعلومات المرغوب تدريسها للمتعلم متضمنة المفاهيم والمواضيع والحقائق والمعرفة الإجرائية التي يراد ان يتعلمها الطالب، وهي اكثر من مجرد تمثيل للبيانات، انها نموذج او صياغة للطريقة التي يمثل بها شخص متمرس (خبير) المعرفة التخصصية

<!--وحدة الطالب

تعمل وحدة تشخيص الطالب على تدوين معلومات تتعلق بكل متعلم و تهتم هذه الوحدة بمتابعة مستوى أداء الطالب في المادة العلمية المقدمة

وتعكس وحدة الطالب:

<!-- الوضع الحالي للمعرفة لدى الطالب

<!-- مستوى تقدم الطالب في تعلّم درس معين

<!-- زمن و تكرار محاولات تنفيذ التمارين المختلفة و طلب العون والشرح.... الخ

<!-- أداء الطالب فيما يتعلق بالإجابة على أسئلة النظام وحل المسائل والقدرة على تذكّر دروس سابقة

<!--السلوك التعليمي للطالب(عدد المرات التي يتبع فيها الطالب المسارات الصحيحة لتعلم مفهوم ما).

<!--وحده أصول التعليم

تقدّم هذه الوحدة أسلوب عملية التعلم، مثل تحديد المعلومات الضرورية عند الحاجة للمراجعة أو الحاجة لعرض موضوع جديد، وبناء على المعلومات الواردة من وحدة الطالب تعمل وحدة أصول التعليم على اتخاذ قرارات تعليمية تعكس الحاجات المختلفة لكل طالب، فيما يتعلق بكل من : التدريس و الامتحان  والمراجعة فهذه الوحدة هي المسئولة عن تنفيذ  هذه الأساليب وتحديد الزمن الملائم.

<!--وحدة الشرح

تستغل هذه الوحدة كافة المعلومات المتاحة من قاعدة المعرفة التخصصية (محتويات الدروس و الأهداف والمواضيع والامتحانات) و كذلك معلومات من وحدة الطالب حتى يتسنى الإجابة عن أسئلة الطالب و تقديم الشرح الملائم

و يمكن لهذه الوحدة القيام بالأعباء التالية:

<!--تحديد محتويات الإجابة أو الشرح

<!--تحديد نمط تقديم الشرح( مثل الملاحظات، التوضيحات، الأمثلة، الإشارة الى مفاهيم ذات علاقة وغيرها)

<!--تجميع المعلومات و ترتيب الجمل حتى تكون متماسكة و معقولة يمكن استيعابها

<!-- وحدة التواصل

تتحكم هذه المكوّنة في عمليات التفاعل مع المتعلم مثل إجراء الحوار وتصميم الشاشات وكيفية عرض المادة العلمية على الطالب بأفضل أسلوب من خلال تقديم متصفحات للمعرفة وأدوات للإبحار لعرض الدروس حسب التسلسل وتصفح الدرس السابق أو اللاحق والأهداف. ويمكن أن تحتوي هذه الوحدة على أدوات إضافية للطالب مثل دفتر الملاحظات أو إشارات صوتية أو ضوئية وكذلك ساعة زمنية أو مساعدة مباشرة.

اثر  استخدام برامج الذكاء الاصطناعى فى التدريس

<!--إن استخدام الذكاء الاصطناعي والمحاكاة (Simulation) للبرامج العملية والتدريبية يساعد على زيادة مهارة الطالب والمتدرب في الوصول إلى هدف البرنامج التعليمي بسرعة كبيرة حيث يمكن إعادة الأجزاء المهمة طبقًا لحاجة المتدرب والذي إدى إلى اطلاق صفة المدرس الذي لا يتعب على هذه النظم .

<!-- الارتفاع بالمستوى القيادي للطالب عن طريق تعليم نفسه (Self Pacing) وذلك بإتباع الخطوات التحاورية والتعليمية الشارحة للمادة العلمية والتدرب على الاختبارات ومعرفة الإجابات الصحيحة مما يؤدي إلى تقييم نفسه ومعرفة مستواه.

<!--زيادة القدرة الإبداعية والتخيلية للطالب وذلك من خلال الاستعانة ببرامج الرسوم الجرافيكية والتصويرية (Computer Graphics) في إبراز المادة العلمية.

مميزات الذكاء الاصطناعى

<!--يسهل نسخ وتوزيع الذكاء الاصطناعى بينما تتطلب نقل الخبرة  من شخص لاخر نظاما طويلا من التلمذة ويستحيل نسخ الخبرة من شخص لاخر بالكامل

<!--الذكاء الاصطناعى اقل كلفة من الذكاء الطبيعى فخدمات جهاز الحاسب مثلا اقل كلفة من القوى البشرية للقيام بنفس الواجبات وذلك على المدى الطويل

<!--الذكاء الصطناعى بأعتباره تقنيه تتعلق بالحاسب الالى فهو ثابت وشامل بعكس البشر فهم ليسوا على حال واحد ولا يقوموا بالواجبات فى نفس الدرجة .

<!--الذكاء الاصطناعى يمكنه تنفيذ واجبات محددة بطريقة اسرع مما يستطيعه الانسان .

<!--يمكن للذكاء الاصطناعى القيام بأعمال محددة بشكل أفضل  من معظم الناس .

<!--الذكاء الاصطناعى أكثر ثباتا بعكس الذكاء الطبيعى حيث يمكن للفرد ان ينسى المعلومات بينما الذكاء الاصطناعى دائم ما بقيت انظمة الحاسب والبرامج دون تغير .

قصور الذكاء الاصطناعى

<!--التركيز الشديد على الجانب الرشيد من الذكاء الانساني (الجانب الايمن من الدماغ الانساني).

<!--تطبيقات الذكاء الصناعي المختلفة تحاكي المعرفة الحالية للخبير الانساني المودعة في قاعدة المعرفة ولكنها لا تأتي بالمعرفة الجديدة.

<!--انظمة الذكاء الصناعي تعتبر ذات نطاق اوسع في معالجة المعلومات، ومع ذلك فإنها عادة ما تتعامل مع معلومات مهيلكة ومحددة مسبقاً (وهذا ما تمثله القواعد والنماذج في هذه الانظمة). ليظل الذكاء الانساني هو القيمة في المرونة وفي نطاق المعالجة لبيانات متنوعة وغير محددة وغير مهيكلة.

<!--الذكاء الاصطناعى  يتميز بالتفكير الاستناجى الاستدلالى فقط بينما الذكاء الطبيعى يتميز بالاقتباس والتميز والابداع .

<!--الذكاء الاصطناعى جامد لا روح فيه بينما الذكاء الطبيعى خلاق .

<!--الذكاء الاصطناعى يتسبب فى خلق روتين .