هوش مصنوعی چیست و چه کاربردهایی دارد؟ یکی از بحث برانگیزترین مباحثی که این روز ها در فناوری و تکنولوژی بسیار از آن یاد می شود، درس هوش مصنوعی است. اینکه هوش مصنوعی چیست و چه کارهای انجام می دهد و چرا برای زندگی بشری اهمیت فوق العاده ای پیدا کرده است؟ هوش مصنوعی در دانشگاهها به عنوان یک رشته تحصیلی تدریس شده و از گستردگی فراوانی برخوردار است. یکی از دلایل این محبوبیت بازار کار رو به گسترش آن است که باعث شده هر روز بیش از قبل مورد توجه افراد برای انتخاب رشته قرار بگیرد. در این مقاله ما قصد داریم تعریف جامع و کاملی از هوش مصنوعی و کاربردهای آن ارائه دهیم و شما را با سرفصل ها و نکات مهمی که در این درس مهم هستند آشنا می کنیم.
هوش مصنوعی چیست؟
هوش مصنوعی یکی از زیرشاخه های رشته مهندسی کامپیوتر گرایش نرم افزار است. هدف اصلی این درس آشنایی دانشجویان با مفهوم هوش مصنوعی و تربیت متخصصانی است که توانایی تولید ماشینهای هوشمند را داشته باشند. ماشین هوشمند به دستگاه یا وسیلهای اتلاق می شود که مانند انسان از هوش بر خوردار بوده و بتواند وظایف و کارهایی که به آن محول میشود را به راحتی انجام دهد. با کمک درس هوش مصنوعی دانشجویان باید به قدری بر این مفهوم مسلط باشند که بتوانند برنامه های مفیدی را نوشته و با استفاده از آن ها ماشین ها را کنترل کنند. برای یادگیری جامع هوش مصنوعی و سیستم های خبره، به فیلمهای آموزشی فرادرس که توسط اساتید حرفهای تهیه شده است، مراجعه کنید:
- مجموعه آموزش هوش مصنوعی — کلیک کنید
از چه دورانی انسان به فکر بکار بردن هوش مصنوعی افتاد؟
مانند هر درس دیگری، ابتدای درس هوش مصنوعی نیز با بیان تاریخچه آغاز می شود. چرا که ما باید بدانیم سر رشته هر پدیدهای از کجا آغاز شده و چه تلاش هایی برای توسعه آن ها انجام شده است. اولین استفاده از هوش مصنوعی (Artificial intelligence) به سال های جنگ جهانی دوم باز میگردد. دورانی که متخصصان ارتش آلمان با کمک کدنویسی پیام ها را از طریق دستگاهی به نام انیگما بصورت رمزگذاری شده به دیگر واحدهای نظامی ارسال می کردند. در طرف مقابل ارتش انگلستان قرار داشت که با توسعه دانش خود در تلاش برای شکستن این رمزها و دستیابی به مفاد پیام ها بر می آمد. به این ترتیب مهندس انگلیسی تورینگ ماشینی به نام بمب ساخت تا با کمک آن پیام های کدنویسی شده آلمانی ها را بتوانند بخوانند. در حقیقت اختراع این دو ماشین آغازگر تلاش های انسان برای پروژه های یادگیری ماشین یا ماشین لرنینگ بود. همانطور که می دانید یادگیری ماشینی یکی از شاخه های هوش مصنوعی بوده و از سرفصل های مهم این درس هم به حساب میآید.
کاربردهای هوش مصنوعی
یک دانشجوی رشته هوش مصنوعی باید بداند که برای چه درس هوش مصنوعی را انتخاب کرده و با کاربردهای آن در و زندگی روزمره و صنایع آشنا باشد. این روزها با پیشرفت فناوری و توسعه تکنولوژی پروژه های مربوط به هوش مصنوعی و یادگیری عمیق در تمام زمینه های تحقیقاتی و تکنولوژیکی بسیار پیشتاز بوده و مورد بحث عموم است. از طرفی بزرگترین شرکت های جهان این روزها دره حال سرمایه گذاری وسیع بر روی گسترش فناوری هوش مصنوعی هستند. به عنوان مثال شرکت گوگل یکی از شرکت های پیشرو در زمینه هوش مصنوعی بوده و از این قابلیت در توسعه تمام ابزارهای شرکت خود استفاده می کند. مثلا با نگاهی به ابزارهای موتور جستجوی گوگل درمی یابیم که کاربردهای هوش مصنوعی تا کجاها کشیده شده است. برای نمونه ابزار گوگل فوتوز (Google Photos) که برای ذخیره و به اشتراک گذاری تصاویر استفاده می شود یکی از این ابزارهایی بوده که با کمک هوش مصنوعی توسعه یافته است. نرم افزار های تبدیل گفتار به نوشتار، صنعت اتومبیل سازی ساخت انیمیشن، بازی های کامپیوتری، امنیت و شبکه، فناوری تشخیص چهره، فناوری دوربین های واقعیت مجازی، شبکه های اجتماعی، نرم افزارهای ساخت موسیقی، تولید فیلم های سینمایی، نرم افزار های طراحی و بسیاری از کاربردهای دیگر که نشاندهنده گسترش هوش مصنوعی و فناوری های وابسته به آن مثل شبکه های عصبی در جهان است.
پیش نیازهای درس هوش مصنوعی
برای برداشتن این درس در دانشگاه نیاز به گذراندن یک سری پیش نیاز است که در ادامه مقاله به آنها اشاره می کنیم:
1. مفاهیم پایه ای کامپیوتر
اولین پیش نیاز اساسی هوش مصنوعی، آشنایی با مفاهیم ابتدایی علوم کامپیوتر، مثل الگوریتم ها، ساختمان داده ها و و محاسبات ریاضی است.
2. ساختمان داده ها و الگوریتم ها
برای رسیدن به درس ساختمان داده ها و الگوریتم ها که پیش نیاز درس هوش مصنوعی است، باید ابتدا درس هایی مثل برنامه نویسی پیشرفته و ریاضیات گسسته را بگذرانید.
3. مبانی برنامه نویسی
پیش نیاز درس های برنامه نویسی پیشرفته و ریاضیات گسسته هم درس مبانی برنامه نویسی بوده که باید گذرانده بشود. بعلاوه کارگاه مبانی کامپیوتر که درس هم نیاز مبانی برنامه نویسی به حساب آمده و شما می توانید این دو درس را همزمان با یکدیگر انتخاب کنید.
4. جبر خطی
درس جبر خطی هم پیش نیاز هوش مصنوعی است. اما برای انتخاب درس خط جبری حتماً باید درس ریاضی عمومی ۲ را پاس کرده باشید.
منابع درسی هوش مصنوعی
هوش مصنوعی راسل و نورویگ با ترجمه جعفر جعفر نژاد قمی یکی از منابع اصلی برای آشنایی با درس هوش مصنوعی در دانشگاه های ایران به ویژه دانشگاه پیام نور به حساب می آید. البته ترجمه های دیگری از این عنوان مثل هوش مصنوعی از دیدگاهی نو با ترجمه حمیدرضا قنبری و سجاد محمدزاده و کتاب هوش مصنوعی همراه با بازنگری کامل با ترجمه دکتر هشام فیلی که توسط انتشارات نصیر چاپ شده در بازار یافت می شود. از نسخه اخیر بعنوان بهترین ترجمه کتاب اصلی یاد شده است . همچنین اگر قصد شرکت در کنکور کارشناسی ارشد را هم دارید باز کتابی که در ابدا معرفی شد جزء بهترین منابع حساب میآید. اما برای اینکه با روش تست زنی و سوالاتی که در کنکور می آیند آشنا شوید می توانید از سری کتاب های انتشارات پارسه استفاده کنید. از منابع انگلیسی هوش مصنوعی نیز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- موتورهای هوش مصنوعی: آموزش آشنایی با ریاضیات یادگیری دقیق؛ نوشته جیمز استون
- هوش مصنوعی همراه با مثال؛ دنیس روتمن
- هوش مصنوعی و یادگیری ماشین؛ چاندرا
- مبانی هوش مصنوعی یک معرفی غیر فنی اثر تام تاولی
همچنین بشدت توصیه می شود که دوره آموزش الگوریتم های فرادرس که برای دانشجویان رشته مهندسی کامپیوتر تهیه شده است را نیز مشاهده کنید:
- آموزش طراحی الگوریتم — کلیک کنید
سر فصل های درس هوش مصنوعی
همانطور که پیش از این گفتیم، کتاب هوش مصنوعی راسل و نورویگ اصلی ترین منبع درس هوش مصنوعی در دانشگاه ها به حساب می آید. این کتاب به طور کلی از ۲۷ سرفصل تشکیل شده که در دانشگاه های ایران تنها ۷ فصل اول آن تدریس می شود. با هم نگاهی به این سرفصل ها می اندازیم:
- مقدمه
در مقدمه شما با تعریف و تاریخچه این درس و کاربردهای آن آشنا می شوید. در حقیقت مقدمه به شکل ساده شما را با موضوعاتی که قرار است بیاموزید آشنا می کند.
- عامل هوشمند
دومین سرفصل هوش مصنوعی، عامل هوشمند نام دارد که مربوط به عوامل و محیط ها، تعریف مفهوم عقلانیت، طبیعت محیط و ساختار سیستم های هوشمند است.
- حل مسائل با جست و جو
در ادامه درس هوش مصنوعی، با مبحث عوامل حل کننده مسئله، نحوه جستجو برای دستیابی به جواب، روش جستجوی یکپارچه، روش های جستجوی ابتکاری و در نهایت توابع ابتکاری آشنا می شوید.
- عاملی بیش از جست و جوی سنتی
فصل چهارم در مورد الگوریتم های جستجوی محلی، بهینه سازی جستجو، جستجو در فضاهای پیوسته، جست و جو با اعمال غیر مقطعی، جست و جوی روش نسبی و مواردی از این دست صحبت می کند.
- جست و جوی خصمانه
این فصل شامل بازی ها، نحوه تصمیم گیری بهینه در بازی ها، بازی های تصادفی، در نهایت آخرین پیشرفت ها در برنامه های بازی و روش های جایگزین است.
- مسائل ارضای محدودیت
این فصل که یکی از مهم ترین سرفصل های هوش مصنوعی به حساب می آید، در ابتدا تعریفی از مسائل ارضای محدودیت (CSP)، انتشار محدودیت: استنتاج در (CSP)ها، جستجوی پس گرد برای (CSP)ها و مواردی از این دست بحث می کند.
- عامل های منطقی
آخرین مبحث درس هوش مصنوعی، با نام عامل های منطقی شناخته می شود. در این فصل شما با مفاهیمی مثل عوامل دتنش محور، جهان وامپوس، منطق، منطق گذاره ای، اثبات نظریه گذاره ای، بررسی مدل گذاره ای و غیره آشنا می شوید.
هوش مصنوعی از چند شاخه تشکیل شده است؟
هوش مصنوعی مبحثی بسیار گسترده و متنوع است. در ادامه به معرفی هر کدام از شاخه های هوش مصنوعی و توضیحی مختصر درباره آن ها می پردازیم:
1 پردازش زبان طبیعی
همانطور که می دانید انسان ها می توانند با زبان های مختلف با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و متن ها را نوشته و بخوانند. در هوش مصنوعی و سیستم های خبره، این توانایی مربوط به پردازش زبان طبیعی (Natural language processing) بوده که به اختصار NLP نامیده شده است. در حقیقت ان ال پی، شاخهای از هوش مصنوعی به حساب میآید که تعامل بین کامپیوترها و انسان ها از طریق زبان طبیعی را ممکن می سازد. هدف نهایی افرادی که این شاخه از هوش مصنوعی را انتخاب می کنند یافتن توانایی خواندن، درک و فهمیدن زبان های گوناگون انسانی و و به کار گرفتن آن ها در فعالیت های فناورانه مختلف است.
2.رباتیک
حتما تا پیش از این نام ربات بارها و بارها به گوشتان خورده است. ربات به ماشین هایی اتلاق می شود که می توانند همانند انسان با درک بالا در محیط اطراف خود حرکت کرده و موانع پیش رو را بخوبی تشخیص دهد. علم رباتیک یکی از مهمترین شاخه های درس هوش مصنوعی به حساب می آید. از مزیت های مهم استفاده از ربات ها این است که آن ها یک سری کارهای پیچیده که ممکن است برای انسان ها خطر آفرین باشند را می توانند انجام دهند. جوشکاری در زیر آب که برای سلامتی انسان ها خطرناک است یا حتی اهداف جنگی مثل مین یابی که در قدیم جان بسیاری از سربازها را در میدان نبرد می گرفت، از جمله مثال هاییست که در مورد کاربرد ربات ها می توان زد.
3. شبکه های عصبی
همانطور که احتمالاً در کتابهای علمی خوانده اید و یا در مستند های علمی دیده اید، مغز انسان تشکیل شده از شبکه های عصبی به نام نورون ها است. این شبکه به منظور یادگیری و انتقال اطلاعات بین ارگان های مختلف بدن انسان توسط مغز استفاده می شود. در حوزه هوش مصنوعی هم تلاش متخصصان بر آن بوده است که بتوانند شبکه عصبی مصنوعی مشابه کاری که مغز انسان انجام می دهد را طراحی کنند. این شاخه از علم هوش مصنوعی کاملاً جدید و به روز بوده و این روزها طرفداران بسیاری را به خود جذب کرده است.
4. یادگیری عمیق
هر قدر که شبکه های عصبی پیچیده تری طراحی می شوند از آن طرف هم می شود با کمکشان برای حل مسائل دشوارتر اقدام کرد. یادگیری عمیق اصطلاحی مهم در هوش مصنوعی به حساب می آید. شاید برایتان جالب باشد که بدانید مغز انسان هم برای پردازش اطلاعات پیرامون خود از روش یادگیری عمیق استفاده می کند.
5. تشخیص الگو
یکی از ویژگی های منحصر به فردی که انسان ها دارند توانایی دیدن الگو ها است. بطور مثال مغز انسان میتواند اشیاء مشابه را طبقه بندی یا دستهبندی نماید. در درس هوش مصنوعی نیز ما با عنوانی به نام بازشناسی الگو مواجه هستیم که از حوزه های جذاب و پرکاربرد هوش مصنوعی محسوب میشود. در حقیقت با کمک فناوری تشخیص الگو ماشین ها قابلیت های بیشتری پیدا کرده و و دقت عملکرد آن ها نیز بهبود می یابد.
کلام آخر
در مقاله آشنایی با هوش مصنوعی، ما قصد داشتیم شما را به طور خلاصه با هوش مصنوعی و مباحث مربوط به آن آشنا کنیم. همانطور که ملاحظه کردید، درس هوش مصنوعی عنوانی بسیار جذاب، پیچیده و در عین حال کاربردی میباشد. بنابراین اگر به دنبال یافتن رشته ای جدید برای تحصیل می گردید پیشنهاد می کنیم که رشته هوش مصنوعی را در نظر داشته باشید. چراکه جهان آینده متعلق به چنین رشته هاییست. برای دانشجویان رشته مهندسی نرم افزار هیچ چیزی مهم تر از یادگیری دقیق درس های مرتبط اهمیت ندارد. به همین منظور فرادرس آموزش هوش مصنوعی را در قالب نکات کاربردی برای کنکور ارشد گردآوری کرده تا با خیال راحت این عنوان مهم را بیاموزید:
- آموزش هوش مصنوعی – مرور و حل تست کنکور ارشد — کلیک کنید