خط مهندسی
مجله ی آنلاین مهندسی

اهداف و کاربردها‌ی هوش مصنوعی

0 145
هوش مصنوعی دانش ساخت ماشین‌ها یا برنامه‌های هوشمند است. امروزه با پیشرفت روز افزون تکنولوژی،‌ شرکت‌های بزرگ دنیای فناوری تمرکز خود را به پیشرفت هوش مصنوعی معطوف کرده‌اند تا به این طریق نیروی انسانی را در بسیاری از کارها کاهش دهند. ما در  مقاله‌ای در مورد چیستی و مفهوم هوش مصنوعی به تشریح  پرداختیم و زبان‎های برنامه‌نویسی و کاربردهای هوش مصنوعی را نام بردیم. با توجه به اهمیت این موضوع علمی بر آن شدیم که به توضیح در مورد هدف و هر یک از کاربرد‌های هوش مصنوعی بپردازیم.

اهداف هوش مصنوعی

می‌توان گفت هدف هوش مصنوعی نزدیک نمودن رفتار و پاسخ یک سیستم کامپیوتری به الگوریتم‌هایی است که انسان براساس آن ها رفتار می کند و پاسخ می‌دهد. گاه سیستم‌هایی طراحی می شوند که قدرت تجزیه و تحلیل آن ها از انسان بیشتر است. ولی باز از الگوهای ما استفاده می کنند.

از اهداف متخصصین در این حوزه، تولید ماشین‌هایی است که دارای احساسات بوده و دست کم نسبت به وجود خود و احساسات خود آگاه باشند. این ماشین باید توانایی تعمیم تجربیات قدیمی خود در شرایط مشابه جدید را داشته و به این ترتیب اقدام به گسترش دامنه دانش و تجربیاتش کند. به عبارت ساده تر می‌توان گفت: “هدف هوش مصنوعی این است که ماشین‌ها و ربات‌هایی بسازد را که نسبت به ماشین های قبلی، قابلیت های بیشتری داشته باشد و با هوش‌تر عمل کنند و همچنین به ماشین‌هایی که در حال حاضر موجود است، قابلیت های و توانایی‌های انسانی بدهد.”

شاخه ها و کاربردهای هوش مصنوعی

این واقعیت است، که بیشتر افراد با شنیدن عبارت «هوش مصنوعی»،  به یـــــــاد ربات‌‏ها، فیلم‏های علمی – تخیلی و بازی‌‏های کامپیوتری و به خصوص شطرنج می افتند.
در حالی که هوش مصنوعی در مدت زمان کوتاهی از عمر خود، توانسته است از حد توسعه بازی‌‏ها به سوی دنیایی از مسائل شگفت‏ آوری همچون سیستم‏‌های خبره، بینایی ماشین، رباتیک و … گام بردارد.

امروزه ردپایی از هوش مصنوعی  را می‌‏توان در علوم مختلفی اعم از پزشکی، علوم هوافضا، مکانیک، تسلیحات نظامی، پیش بینی وضع هوا، نقشه برداری و شناسایی عوارض، رباتیک، تشخیص صدا و دست خط، بـــــازی‌ها و نرم افزارهای رایانه ای مشاهده کرد. از این رو متخصصان هوش مصنوعی، با توجه به کاربردهای گوناگون این علم، آن را در شاخه‏‌های متنوعی دنبال نموده ‏اند. در ادامه با خط مهندسی همراه باشید تا به توضیح هریک از شاخه‌ها بپردازیم:

شبکه‏‌های عصبی (Neural Networks)

 پردازش زبان طبیعی (Natural Language Processing)

 رباتیک (Robotics)

 انجام مسابقات (Game Playing)

 یادگیری ماشین (Machine Learning)

 استراتژی‏‌های تکاملی الگوریتم ژنتیک (Evolutionary Algorithms)

تشخیص گفتار (Speech Recognition)

 بینایی ماشین (Machine Vision)

سیستم‌های خبره (Expert systems)

 کشاورزی

 صنعت 

 بازی‌ها 

 لباس‌‏های هوشمند 

 آجر و ساختمان‌‏های هوشمند 

 کیف هوشمند 

شیر آب هوشمند 

سیستم‏‌های حمل و نقل هوشمند 

تسلیحات نظامی هوشمند


هوش مصنوعی-شبکه‌های عصبی  شبکه‏ های عصبی (Neural Networks):

 شبکه ‏های عصبی با الهام از مدل شبکه عصبی ذهن انسان طراحی می‏‌شوند و امروزه کاربردهای فراوان و گسترده‏‌ای داشته و در زمینه‏‌های متنوعی چون سیستم‏‌های کنترلی، رباتیک، تشخیص متون، پردازش تصویر و… مورد استفاده قرار می‌‏گیرند.


 

هوش مصنوعی-پردازش زبان پردازش زبان طبیعی (Natural Language Processing):

در شاخه پردازش زبان طبیعی، سیستم‏‌ها برای فهم زبان انسان برنامه‌‏ریزی می‏‌شوند.


هوش مصنوعی-روباتیک  رباتیک (Robotics):

این شاخه از هوش مصنوعی سعی دارد ربات‌‏ها را طوری برنامه‌‏ریزی کند که اعمالی هوشمندانه، چون توانایی دیدن، شنیدن و نشان دادن عکس‌‏العمل به محرک‏‌های محیطی را انجام دهد.


 انجام مسابقات (Game Playing):

در این شاخه، کامپیوترها برای شرکت در مسابقاتی چون شطرنج برنامه ریزی می‌شوند. در سال ۱۹۹۷ میلادی، کامپیوتر شطرنج باز، قهرمان شطرنج جهان را شکست داد.
با هدفی نمادین قرار است در سال ۲۰۵۰م. تیمی متشکل از روبات‌‏های انسان‏ نمای هوشمند بتوانند قهرمان فوتبال جهان را در زمین فوتبال واقعی شکست دهند.“ایشالا عمری باشه اون بازی رو ببینیم.”


 

سیستم‌های خبره (Expert systems) :

در سیستم‌های خبره، کامپیوترها برای تصمیم‏گیری در شرایط واقعی زندگی برنامه‌‏ریزی می‌‏شوند. نمونه‌‏ای از سیستم‏‌های خبره، سیستم‌‏های تشخیص بیماری هستند. در این سیستم‌‏ها، اطلاعات یک یا چند متخصص به همراه اطلاعات دریافتی از مراجعان به کامپیوتر داده می‏‌شود، سپس کامپیوتر با پرسش سوالاتی از مراجعه‏‌کننده و تطبیق آن با بانک اطلاعاتی خود، بیماری شخص را تشخیص خواهد داد.

هر چند این سیستم‌‏ها خبره هستند، اما تنها از اطلاعاتی که به آنها داده می‌شود، استفاده می‏‌کنند. برای نزدیک شدن به هوشمندی انسان، ماشین باید بتواند کارکرد خود را اصلاح نماید. در واقع ماشین باید دارای قدرت یادگیری باشد.


هوش مصنوعی-یادگیری ماشین  یادگیری ماشین (Machine Learning):

این شاخه به این معنا است که ماشین بتواند برنامه، ساختار یا داده‌‏هایش را بر اساس ورودی‏‌ها یا در پاسخ به اطلاعات خارجی، به نحوی تغییر دهد که رفتارش به آن چه از او انتظار می‌‏رود، نزدیک‏‌تر شود، به عبارت دیگر می‌توان گفت یعنی قدرت تجزیه تحلیل داشته باشد.


 استراتژی‌‏های تکاملی الگوریتم ژنتیک (Evolutionary Algorithms):

در این زمینه بیشتر به هوشمندی‌‏هایی غیر از هوشمندی انسان پرداخته می‏‌شود. در حقیقت این شاخه سعی دارد مسائل بهینه‏‌سازی را با کمک روش‏‌هایی که در طبیعت انتخاب شده است حل نماید. به عنوان مثال، روش یافتن کوتاه‏ترین مسیر به منابع غذا توسط مورچه‌ها، بیان‏گر گوشه‏‌ای از هوشمندی بیولوژیک هستند.


هوش مصنوعی- تشخیص گفتار

 تشخیص گفتار (Speech Recognition):

سیستم‏‌های تشخیص گفتار معمولا به عنوان ابزارهای بیومتریک و تشخیص هویت به کمک انسان‌ها می‌آیند. این سیستم‌ها با کمک صدا در مکان‌‏هایی مثل بانک‌‏ها، فرودگاه‌‏ها، آزمایشگاه‌‏های تحقیقاتی و… برای ایجاد امنیت و کنترل ورود و خروج افراد مورد استفاده قرار می‏‌گیرند.


 بینایی ماشین (Machine Vision):

هدف ازسیستم‌های بینایی ماشین شبیه‌سازی عملکرد سیستم بینایی انسان می‌‏باشد. در این شاخه، ردگیری و تعقیب حرکات چشم، یکی از زمینه‌‏های خاص و پرطرفدار در میان متخصصان هوش مصنوعی محسوب می‌‏شود. مثال‏‌هایی از کاربــردهای چنــــین سیستمی مثل: تعقیب حرکات چشم شخصی خاص در میان جمعیت، بررسی افراد مشکوک، تشخیص میزان هوشیاری رانندگان با توجه به وضعیت چشم وی، ایجاد ارتباط معلولین جسمی با کامپیوتر از طریق فرامین چشمی “برای مثال استیون هاوگینک از این سیستم برای حرف زدن استفاده می‌کند.” 


هوش مصنوعی-کشاورزیکاربردهای هوش مصنوعی در کشاورزی

استفاده برای استخراج اطلاعات کشاورزی و نقشه های سطح زمین٬ وضعیت آبی و زراعی زمین٬ وضعیت جنگل‌ها و خودکارسازی سیستم های ماشینی کاشت٬ داشت٬ برداشت و عرضه محصول و کنترل کیفیت آن نظیر سیستم های خودکار برداشت و بسته بندی چای و…


مکاترونیک-رباتیک-ربات صنعتی

کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت 

کاربرد‌های هوش مصنوعی در صنعت بسیار است، ربات‌های مختلفی که در برشکاری ورق‌ها٬ اتصال و جوشکاری استفاده می شود و سیستم های هوشمند بینایی که در کنترل کیفیت انواع محصولات بکار می رود و همچنین کلیه سیستم های خودکار جهت برش قطعات مختلف، سرهم کردن و فیکس کردن قطعات داخل هم و اتصال آن‌ها، نمونه‌هایی هستند که می‌توان از آن‌ها نام برد.

 

میکرو و نانو ربات‌‏های جراح که همراه با نوشیدن آب و از راه دهان به درون بدن انسان فرستاده می‌‏شوند و  با کنترل از راه دور، به کاوش در محیط بدن پرداخته و عکس‏برداری و انجام عمل جراحی را امکان ‏پذیر می‌‏سازند.
استفاده از برچسب ‏های هوشمند برای ردیابی زندانیان و کارت‌‏های شناسایی هوشمند و تراشه ‏های هوشمند با ابعاد نصف یک دانه شن که در زیر پوست قرار می‏گیرند و جایگزینی برای کارت‏های اعتباری خواهند بود، نمونه‌‏های دیگری از کاربردهای هوش مصنوعی در وسایل هوشمند هستند.

کاربردهای هوش مصنوعی در بازی‌ها 

در بازی‌های کامپیوتری دو نوع هوش بیشتر از همه استفاده می‌شوند که به طور خلاصه عبارتند از:

  هوش مصنوعی رویدادگرا:

رویداد می تواند شامل هر چیزی اعم از اتفاقات بازی تا دستوراتی باشد که کاربر به شخصیت مجازی خود می دهد. براساس هر رویدادی که در بازی انجام می شود، یک واکنش هوشمندانه نیز روی می دهد. برای مثال  “در بازی کانتر دشمن شما نسبت به صدا حساس است و صدای دویدن شما را هم می شنود. از این رو بسته به موقعیت خود، یا به آهستگی پنهان می شود، یا برمی گردد و از راه دیگری به سوی شما می آید یا به سوی شما می آید و شلیک می کند.”

هوش مصنوعی هدف گرا:

هوش مصنوعی هدف‌گرا از رویدادگرا مستقل است. هوش مصنوعی رویدادگرا می تواند در طراحی یک بازی، هدف های موتور هوش مصنوعی هدف گرا را تامین‌کند. در این نوع هوش مصنوعی، هدف با ارزش بیشتر را انتخاب می کند و آن را با تقسیم به زیرهدف های کوچک تر، پردازش می کند.

 

 تازه‏ های هوش مصنوعی

 

اگر سری به اخبار تکنولوژی بزنیم، متوجه انبوهی از محصولات جدید هوشمند خواهیم شد.همه این محصولات در جهت رفاه و امنیت انسان‌ها از هوش مصنوعی استفاده می‌کنند. نمونه‏‌های زیر، تنها قسمتی از کاربردهای هوش مصنوعی در صنایع مختلف می‌‏باشند.

 هوش مصنوعی-لباس هوشمندلباس‌‏های هوشمند:

با توسعه نانوتکنولوژی و استفاده از مواد مولکولی سبک، امکان ساخت لباس‏‌های هوشمند فراهم شده است. این گونه لباس‏ها قابلیت تغییر رنگ جهت استتار در محیطهای مختلف را داشته و شخص را در برابر سلاح‏‌های بیولوژیکی و شیمیایی محافظت می‏کنند.
امکان مجهز نمودن این گونه لباس‏ها به تجهیزات مخابراتی و انتقال علائم حیاتی جهت درمان از راه دور در مناطق جنگی، از دیگر مزایای این لباس‏ها به شمار می‏‌آیند. همچنین در صورت بروز حادثه برای کاربر، پیامی به تلفن همراه یا پست الکترونیکی مشخصی ارسال می‏‌گردد.


ساختمان‏‌ها و آجرهای هوشمند :

هوش مصنوعی-خانه هوشمند ساختمان‏‌های هوشمند این قابلیت را دارند که با تغییر شرایط محیطی، نسبت به تغییرات، عکس‌‏العمل نشان داده، امنیت و آرامش را برای ساکنان خانه فراهم نمایند.
یک ساختمان هوشمند، دارای سیستم‌های اتوماتیک گرمایشی، تهویه مطبوع، اعلام حریق، آتش‏نشانی،‌ سیستم‌‏های روشنایی خودکار، سیستم‌‏های امنیتی و مدیریت انرژی می‌‏باشد.

آجرهای هوشمند که همانند آجرهای معمولی در ساختمان‏‌ها به کار می‏‌روند، مجهز به حس‏گرهای الکترونیکی هستند که با اتصال به یک سیستم کامپیوتری، دما، لرزش و حرکت ساختمان را کنترل می‌‏کنند و سبب ایمن‏‌تر شدن ساختمان می‌‏شوند. به کارگیری چند آجر در محل‏های مختلف یک ساختمان، می‏تواند به صورت یک شبکه عمل کرده، تصویری کلی از ثبات ساختمان ارائه دهد.


هوش مصنوعی-کیف هوشمند

کیف هوشمند:

به کمک یک سنسور یا حس‏گر، به یادآوری محتویات درون کیف پرداخته، از گم شدن اشیای داخل کیف جلوگیری می‏‌کند.


 شیر آب هوشمند :

به محض نزدیک شدن دست یا هر جسم دیگری در محدوده دید حس‏گر دستگاه، سبب جاری شدن آب می‏شود. شیر مذکور به محض خروج دست از محدوده دید، آب را قطع می‏کند.


هوش مصنوعی-حمل و نقل هوشمند-1

سیستم‏‌های حمل و نقل هوشمند :

استفاده و به کارگیری تکنولوژی‌‏های نوین، همچون الکترونیک، ارتباطات و سیستم‏های کنترلی در حمل و نقل است. کاربردهای این گونه سیستم‏‌ها عبارتند از:
راهنمای الکترونیکی مسیر، کنترل ترافیک شهری، سیستم‏های اعلام خطر، تنظیم چراغ‏های راهنما، شناسایی موقعیت تصادف و در نهایت پردازش اطلاعات مربوط به جابه‏‌جایی کالا و مسافر  …


 تسلیحات نظامی هوشمند :

با پیشرفت تکنولوژی، نقش انسان در لحظات بحرانی جنگ بسیار کمرنگ‏‌تر از گذشته شده است، به طوری که جنگ‏‌های آینده در حقیقت نبرد کامپیوترها خواهد بود.
سیستم‌‏های شلیک بعد از هشدار کامپیوتر، استفاده از انواع ربات‌‏ها جهت شناسایی، تخریب و پاکسازی مناطق جنگی و… تنها نمونه‏‌هایی از کاربردهای نظامی هوش مصنوعی محسوب می‏‌باشد.


 

هدف نهایی هوش مصنوعی، ساخت نوعی انسان مصنوعی است، در واقع  ساخت برنامه نرم ‏افزاری است که بتواند همانند انسان فکر کند. چنین ماشینی با ترکیب تکنولوژی‌های پیشرفته و استفاده از توانایی تحلیل‏گران، مهندسان، سیاست‏مداران و دانشمندان و بر پایه حجم عظیمی از منابع اطلاعاتی، می‌‏تواند بهترین تصمیم را در شرایط بحرانی اتخاذ نماید.

جمع‌آوری و نگارش: خط مهندسی
منبع: خط مهندسی