هوش مصنوعی چيست ؟ (تعريف جامع و كامل)
« هوش مصنوعی، دانش ساختن ماشين ها يا برنامه‌های هوشمند است. »[1] . همانگونه كه از تعريف فوق-كه توسط يكی از بنيانگذاران هوش مصنوعی ارائه شده است- برمی‌آيد،حداقل به دو سؤال بايد پاسخ داد:
1ـ هوشمندی چيست؟
2ـ برنامه‌های هوشمند، چه نوعی از برنامه‌ها هستند؟
تعريف ديگری كه از هوش مصنوعی می‌توان ارائه داد به قرار زير است:
« هوش مصنوعی، شاخه‌ايست از علم كامپيوتر كه ملزومات محاسباتی اعمالی همچون ادراك (Perception)، استدلال(reasoning) و يادگيری(learning) را بررسی كرده و سيستمی جهت انجام چنين اعمالی ارائه می‌دهد.»
و در نهايت تعريف سوم هوش مصنوعی از قرار زير است:
«هوش مصنوعی، مطالعه روش‌هايی است برای تبديل كامپيوتر به ماشينی كه بتواند اعمال انجام شده توسط انسان را انجام دهد.»
به اين ترتيب می‌توان ديد كه دو تعريف آخر كاملاً دو چيز را در تعريف نخست واضح كرده‌اند.
1ـ منظور از موجود يا ماشين هوشمند چيزی است شبيه انسان.
2ـ ابزار يا ماشينی كه قرار است محمل هوشمندی باشد يا به انسان شبيه شود، كامپيوتر است.
هر دوی اين نكات كماكان مبهم و قابل پرسشند. آيا تنها اين نكته كه هوشمندترين موجودی كه می‌شناسيم، انسان است كافی است تا هوشمندی را به تمامی اعمال انسان نسبت دهيم؟ حداقل اين نكته كاملاً واضح است كه بعضی جنبه‌های ادراك انسان همچون ديدن و شنيدن كاملاً ضعيف‌تر از موجودات ديگر است.
علاوه بر اين، كامپيوترهای امروزی با روش‌هايی كاملاً مكانيكی(منطقی) توانسته‌اند در برخی جنبه‌های استدلال، فراتر از توانايی‌های انسان عمل كنند.
بدين ترتيب، آيا می‌توان در همين نقطه ادعا كرد كه هوش مصنوعی تنها نوعی دغدغه علمی يا كنجكاوی دانشمندانه است و قابليت تعمق مهندسی ندارد؟(زيرا اگر مهندسی، يافتن روش‌های بهينه انجام امور باشد، به هيچ رو مشخص نيست كه انسان اعمال خويش را به گونه‌ای بهينه انجام می‌دهد). به اين نكته نيز باز خواهيم گشت.
اما همين سؤال را می‌توان از سويی ديگر نيز مطرح ساخت، چگونه می‌توان يقين حاصل كرد كه كامپيوترهای امروزين، http://www.pnu-club.com/imported/2008/09/49.jpgبهترين ابزارهای پياده‌سازی هوشمندی هستند؟http://www.pnu-club.com/imported/2008/09/50.jpg
رؤيای طراحان اوليه كامپيوتر از بابيج تا تورينگ، ساختن ماشينی بود كه قادر به حل تمامی مسائل باشد، البته ماشينی كه در نهايت ساخته شد(كامپيوتر) به جز دسته ای خاص از مسائل[2] قادر به حل تمامی مسائل بود. اما نكته در اينجاست كه اين «تمامی مسائل» چيست؟ طبيعتاً چون طراحان اوليه كامپيوتر، منطق‌دانان و رياضيدانان بودند، منظورشان تمامی مسائل منطقی يا محاسباتی بود. بدين ترتيب عجيب نيست، هنگامی كه فون‌نيومان[3] سازنده اولين كامپيوتر، در حال طراحی اين ماشين بود، كماكان اعتقاد داشت برای داشتن هوشمندی شبيه به انسان، كليد اصلی، منطق(از نوع به كار رفته در كامپيوتر) نيست، بلكه احتمالاً چيزی خواهد بود شبيه ترموديناميك!
به هرحال، كامپيوتر تا به حال به چنان درجه‌ای از پيشرفت رسيده و چنان سرمايه‌گذاری عظيمی برروی اين ماشين انجام شده است كه به فرض اين كه بهترين انتخاب نباشد هم، حداقل سهل‌الوصول‌ترين و ارزان‌ترين و عمومی‌ترين انتخاب برای پياده‌سازی هوشمنديست.
بنابراين ظاهراً به نظر می‌رسد به جای سرمايه‌گذاری برای ساخت ماشين‌های ديگر هوشمند، می‌توان از كامپيوترهای موجود برای پياده‌سازی برنامه‌های هوشمند استفاده كرد و اگر چنين شود، بايد گفت كه طبيعت هوشمندی ايجاد شده حداقل از لحاظ پياده‌سازی، كاملاً با طبيعت هوشمندی انسانی متناسب خواهد بود، زيرا هوشمندی انسانی، نوعی هوشمندی بيولوژيك است كه با استفاده از مكانيسم‌های طبيعی ايجاد شده، و نه استفاده از عناصر و مدارهای منطقی.
در برابر تمامی استدلالات فوق می توان اين نكته را مورد تاُمل و پرسش قرار داد كه هوشمندی طبيعی تا بدان جايی كه ما سراغ داريم، تنها برمحمل طبيعی و با استفاده از روش های طبيعت ايجاد شده است. طرفداران اين ديدگاه تا بدانجا پيش رفته‌اند كه حتی ماده ايجاد كننده هوشمندی را مورد پرسش قرار داده اند، كامپيوتر از سيليكون استفاده می كند، در حالی كه طبيعت همه جا از كربن سود برده است.
مهم تر از همه، اين نكته است كه در كامپيوتر، يك واحد كاملاً پيچيده مسئوليت انجام كليه اعمال هوشمندانه را بعهده دارد، در حالی كه طبيعت در سمت و سويی كاملاً مخالف حركت كرده است. تعداد بسيار زيادی از واحدهای كاملاً ساده (بعنوان مثال از نورون‌های شبكه عصبی) با عملكرد همزمان خود (موازی) رفتار هوشمند را سبب می شوند. بنابراين تقابل هوشمندی مصنوعی و هوشمندی طبيعی حداقل در حال حاضر تقابل پيچيدگی فوق العاده و سادگی فوق العاده است. اين مساُله هم اكنون كاملاً به صورت يك جنجال(debate) علمی در جريان است.
در هر حال حتی اگر بپذيريم كه كامپيوتر در نهايت ماشين هوشمند مورد نظر ما نيست، مجبوريم برای شبيه‌سازی هر روش يا ماشين ديگری از آن سود بجوييم.
تاريخ هوش مصنوعی
هوش مصنوعی به خودی خود علمی است كاملاً جوان. در واقع بسياری شروع هوش مصنوعی را 1950 می دانند زمانی كه آلن تورينگ مقاله دوران‌ساز خود را در باب چگونگی ساخت ماشين هوشمند نوشت (آنچه بعدها به تست تورينگ مشهور شد) تورينگ درآن مقاله يك روش را برای تشخيص هوشمندی پيشنهاد می‌كرد. اين روش بيشتر به يك بازی شبيه بود.
فرض كنيد شما در يك سمت يك ديوار (پرده يا هر مانع ديگر) هستيد و به صورت تله تايپ باآن سوی ديوار ارتباط داريد و شخصی از آن سوی ديوار از اين طريق با شما در تماس است. طبيعتاً يك مكالمه بين شما و شخص آن سوی ديوار می‌تواند صورت پذيرد. حال اگر پس از پايان اين مكالمه، به شما گفته شود كه آن سوی ديوار نه يك شخص بلكه (شما كاملاً از هويت شخص آن سوی ديوار بی‌خبريد) يك ماشين بوده كه پاسخ شما را می‌داده، آن ماشين يك ماشين هوشمند خواهد بود، در غير اين صورت(يعنی در صورتی كه شما در وسط مكالمه به مصنوعی بودن پاسخ پی ببريد) ماشين آن سوی ديوار هوشمند نيست و موفق به گذراندن تست تورينگ نشده است.
بايد دقت كرد كه تورينگ به دو دليل كاملاً مهم اين نوع از ارتباط(ارتباط متنی به جای صوت) را انتخاب كرد. اول اين كه موضوع ادراكی صوت را كاملاً از صورت مساُله حذف كند و اين تست هوشمندی را درگير مباحث مربوط به دريافت و پردازش صوت نكند و دوم اين كه بر جهت ديگری هوش مصنوعی به سمت نوعی از پردازش زبان طبيعی تاكيد كند.
در هر حال هر چند تاكنون تلاش‌های متعددی در جهت پياده سازی تست تورينگ صورت گرفته مانند برنامه Eliza و يا[4] AIML (زبانی برای نوشتن برنامه‌‌‌‌هايی كه قادر به chat كردن اتوماتيك باشند) اما هنوز هيچ ماشينی موفق به گذر از چنين تستی نشده است.
همانگونه كه مشخص است، اين تست نيز كماكان دو پيش فرض اساسی را در بردارد:
1ـ نمونه كامل هوشمندی انسان است.
2ـ مهمترين مشخصه هوشمندی توانايی پردازش و درك زبان طبيعی است.
درباره نكته اول به تفصيل تا بدين جا سخن گفته ايم؛ اما نكته دوم نيز به خودی خود بايد مورد بررسی قرارگيرد. اين كه توانايی درك زبان نشانه هوشمندی است تاريخی به قدمت تاريخ فلسفه دارد. از نخستين روزهايی كه به فلسفه(Epistemology) پرداخته شده زبان هميشه در جايگاه نخست فعاليت‌های شناختی قرار داشته است. از يونانيان باستان كه لوگوس را به عنوان زبان و حقيقت يكجا به كار می‌بردند تا فيلسوفان امروزين كه يا زبان را خانه وجود می‌دانند، يا آن را ريشه مسائل فلسفی می‌خوانند؛ زبان، همواره شاُن خود را به عنوان ممتازترين توانايی هوشمندترين موجودات حفظ كرده است.
با اين ملاحظات می‌توان درك كرد كه چرا آلن تورينگ تنها گذر از اين تست متظاهرانه زبانی را شرط دست‌يابی به هوشمندی می‌داند.
تست تورينگ اندكی كمتر از نيم‌قرن هوش مصنوعی را تحت تاُثير قرار داد اما شايد تنها در اواخر قرن گذشته بود كه اين مسئله بيش از هر زمان ديگری آشكار شد كه متخصصين هوش مصنوعی به جای حل اين مسئله باشكوه ابتدا بايد مسائل كم‌اهميت‌تری همچون درك تصوير (بينايی ماشين) درك صوت و… را حل كنند.
به اين ترتيب با به محاق رفتن آن هدف اوليه، اينك گرايش‌های جديدتری در هوش مصنوعی ايجاد شده‌اند.
در سال‌های آغازين AI تمركز كاملاً برروی توسعه سيستم‌هايی بود كه بتوانند فعاليت‌های هوشمندانه(البته به زعم آن روز) انسان را مدل كنند، و چون چنين فعاليت‌هايی را در زمينه‌های كاملاً خاصی مانند بازی‌های فكری، انجام فعاليت‌های تخصصی حرف‌های، درك زبان طبيعی، و…. می‌دانستند طبيعتاً به چنين زمينه‌هايی بيشتر پرداخته شد.
در زمينه توسعه بازی‌ها، تا حدی به بازی شطرنج پرداخته شد كه غالباً عده‌ای هوش مصنوعی را با شطرنج همزمان به خاطر می‌آورند. مك‌كارتی كه پيشتر اشاره شد، از بنيانگذاران هوش مصنوعی است اين روند را آنقدر اغراق‌آميز می‌داند كه می‌گويد:
«محدود كردن هوش مصنوعی به شطرنج مانند اين است كه علم ژنتيك را از زمان داروين تا كنون تنها محدود به پرورش لوبيا كنيم.» به هر حال دستاورد تلاش مهندسين و دانشمندان در طی دهه‌های نخست را می‌توان توسعه تعداد بسيار زيادی سيستمهای خبره در زمينه‌های مختلف مانند پزشكی عمومی، اورژانس، دندانپزشكی، تعميرات ماشين،….. توسعه بازی‌های هوشمند، ايجاد مدل‌های شناختی ذهن انسان، توسعه سيستمهای يادگيری،…. دانست. دستاوردی كه به نظر می‌رسد برای علمی با كمتر از نيم قرن سابقه قابل قبول به نظر می‌رسد.
افق‌های هوش مصنوعی
در 1943،Mcclutch (روانشناس، فيلسوف و شاعر) و Pitts (رياضيدان) طی مقاله‌ای، ديده‌های آن روزگار درباره محاسبات، منطق و روانشناسی عصبی را تركيب كردند. ايده اصلی آن مقاله چگونگی انجام اعمال منطقی به وسيله اجزای ساده شبكه عصبی بود. اجزای بسيار ساده (نورون‌ها) اين شبكه فقط از اين طريق سيگنال های تحريك (exitory) و توقيف (inhibitory) با هم درتماس بودند. اين همان چيزی بود كه بعدها دانشمندان كامپيوتر آن را مدارهای (And) و (OR) ناميدند و طراحی اولين كامپيوتر در 1947 توسط فون نيومان عميقاً از آن الهام می‌گرفت.
امروز پس از گذشته نيم‌قرن از كار Mcclutch و Pitts شايد بتوان گفت كه اين كار الهام بخش گرايشی كاملاً پويا و نوين در هوش مصنوعی است.
پيوندگرايی (Connectionism) هوشمندی را تنها حاصل كار موازی و همزمان و در عين حال تعامل تعداد بسيار زيادی اجزای كاملاً ساده به هم مرتبط می‌داند.
شبكه‌های عصبی كه از مدل شبكه عصبی ذهن انسان الهام گرفته‌اند امروزه دارای كاربردهای كاملاً علمی و گسترده تكنولوژيك شده‌اند و كاربرد آن در زمينه‌های متنوعی مانند سيستمهای كنترلی، رباتيك، تشخيص متون، پردازش تصوير،… مورد بررسی قرار گرفته است.http://www.pnu-club.com/imported/2008/09/52.jpg
علاوه بر اين كار بر روی توسعه سيستمهای هوشمند با الهام از طبيعت (هوشمندی‌های ـ غير از هوشمندی انسان) اكنون از زمينه‌های كاملاً پرطرفدار در هوش مصنوعی است.
الگوريتم ژنيتك كه با استفاده از ايده تكامل داروينی و انتخاب طبيعی پيشنهاد شده روش بسيار خوبی برای يافتن پاسخ به مسائل بهينه سازيست. به همين ترتيب روش‌های ديگری نيز مانند استراتژی‌های تكاملی نيز (Evolutionary Algorithms) در اين زمينه پيشنهاد شده اند.
دراين زمينه هر گوشه‌ای از سازو كار طبيعت كه پاسخ بهينه‌ای را برای مسائل يافته است مورد پژوهش قرار می‌گيرد. زمينه‌هايی چون سيستم امنيتی بدن انسان (Immun System) كه در آن بيشمار الگوی ويروس‌های مهاجم به صورتی هوشمندانه ذخيره می‌شوند و يا روش پيدا كردن كوتاه‌ترين راه به منابع غذا توسط مورچگان (Ant Colony) همگی بيانگر گوشه‌هايی از هوشمندی بيولوژيك هستند.
گرايش ديگر هوش مصنوعی بيشتر بر مدل سازی اعمال شناختی تاُكيد دارد (مدل سازی نمادين يا سمبوليك) اين گرايش چندان خود را به قابليت تعمق بيولوژيك سيستمهای ارائه شده مقيد نمی‌كند.
CASE-BASED REASONING يكی از گرايش‌های فعال در اين شاخه می‌باشد. بعنوان مثال روند استدلال توسط يك پزشك هنگام تشخيص يك بيماری كاملاً شبيه به CBR است به اين ترتيب كه پزشك در ذهن خود تعداد بسيار زيادی از شواهد بيماری‌های شناخته شده را دارد و تنها بايد مشاهدات خود را با نمونه‌های موجود در ذهن خويش تطبيق داده، شبيه‌ترين نمونه را به عنوان بيماری بيابد.
به اين ترتيب مشخصات، نيازمندی‌ها و توانايی‌های CBR به عنوان يك چارچوب كلی پژوهش در هوش مصنوعی مورد توجه قرارگرفته است.
البته هنگامی كه از گرايش‌های آينده سخن می‌گوييم، هرگز نبايد از گرايش‌های تركيبی غفلت كنيم. گرايش‌هايی كه خود را به حركت در چارچوب شناختی يا بيولوژيك يا منطقی محدود نكرده و به تركيبی از آنها می‌انديشند. شايد بتوان پيش‌بينی كرد كه چنين گرايش‌هايی فرا ساختارهای (Meta –Structure) روانی را براساس عناصر ساده بيولوژيك بنا خواهند كرد.
1- Jon Mccarthy
2-NP-Complete Problems
3-Von Neumen
4-Artificial Intelligence Markup Language
