هوش مصنوعي و روبوتيك قسمت اول
چكيده :
بشر هم‌واره مجذوب چگونگي عمل‌كرد مغز خود بوده و تمايل داشته است ماشيني خلق كند كه كاركردي همانند مغز داشته و هوش‌مند باشد. با وجود اين، چنين آرزويي تا سال 1941 كه كامپيوتر ظهور كرد و به دنبال آن فن‌آوري لازم براي عملي كردن آن پديد آمد، به حيطه انديشه‌هاي قابل تحقق وارد نشد.
به طور ابتدايي مي‌توان هوش مصنوعي را به اين ترتيب تعريف كرد: هوش مصنوعي تلاشي است كه انجام آن باعث مي‌شود عمل‌كرد ماشين‌هاي دنياي واقعي، مشابه عمل‌كرد ماشين‌هاي هوش‌مند نمايش يافته در فيلم‌ها شود. اين تعريف، اشاره‌اي مختصر به وسعتي است كه تحقيقات هوش مصنوعي به آن مي‌پردازد؛ امّا به جنبه‌هاي مهمّ هوش مصنوعي، به خصوص در موارد علمي اشاره‌اي نمي‌كند.
حال سعي مي‌كنيم هوش مصنوعي را به صورت علمي‌تر بررسي كنيم. در روان‌شناسي، هوش انسان چنين تعريف مي‌شود: قابليت عمومي درك و استدلال يا به بيان ديگر كلّ قابليت يك فرد براي فعاليّت هدف‌مند، تفكّر منطقي و برخورد كارآمد با محيط. اصطلاح هوش مصنوعي در سال 1956 توسّط جان مك كارتي ابداع شد. او هوش مصنوعي را چنين تعريف كرد: توانايي است كه به ماشين، هوش‌مندي نوع انسان يا حيوان را مي‌دهد، به نحوي كه ماشين به اهدافش برسد؛ يا به صورت دقيق‌تر مي‌توان آن را چنين بيان كرد: هوش مصنوعي شاخه‌اي از علم كامپيوتر است كه ملزومات محاسباتي مورد نياز را براي اعمالي مانند ادراك، مشاهده، استدلال و يادگيري مورد بررسي قرار داده و سيستم‌هايي را پياده‌سازي مي‌كند كه در اين زمينه‌ها مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرند. هوش مصنوعي گاهي مشابه‌سازي هوش انسان است، امّا هميشه چنين نيست، چرا كه محققان هوش مصنوعي مي‌توانند هم از روش‌هايي استفاده كنند كه در انسان ديده شده و هم روش‌هايي را به كار برند كه جزء كاركردهاي انسان نبوده و يا انسان قادر به انجام آن نيست.
در دهه 40، رياضي‌دان انگليسي، آلن تورينگ آزمايشي را با اين استدلال مطرح نمود: اگر ماشيني بتواند خود را براي يك ناظر كار آزموده انسان جلوه دهد، در اين صورت با اطمينان مي‌توان آن را هوش‌مند تلقّي كرد. در اين آزمون بين ماشين و يك فرد گفت‌وگويي در يك مورد و در يك فاصله زماني انجام مي‌شود. اگر در انتهاي اين دوره زماني، براساس گفت‌وگوي انجام شده، ماشين از انسان تشخيص داده نشود، اين تست ادّعا مي‌كند كه مي‌توان اين ماشين را هوش‌مند ناميد. در اين مقاله كليّه اطلاعات مقدماتي هوش مصنوعي و روبوتيك به طور مختصر گردآوردي شده است. اميد است كه توانسته باشيم گامي هر چند كوچك در پيش‌برد توان علمي كشور برداشته باشيم. هوش مصنوعي هوش مصنوعي به طور خلاصه تركيبي است از علوم كامپيوتر، فيزيولوژي و فلسفه.
اين شاخه از علوم بسيار گسترده و متنوّع است و از موضوعات و رشته‌هاي مختلف علوم و فن‌آوري مانند مكانيزم‌هاي ساده در ماشينها شروع شده و به سيستم‌هاي خبره ختم مي‌شود. هدف هوش مصنوعي به طور كلّي ساخت ماشيني است كه توانايي فكر كردن داشته باشد؛ امّا براي دسته‌بندي و تعريف ماشين‌هاي متفكّر، مي‌بايست به تعريف هوش پرداخت. هم‌چنين به تعاريفي براي آگاهي و درك نيز نيازمنديم و در نهايت به معياري براي سنجش هوش يك ماشين نياز داريم. به مدد تحقيقات وسيع دانش‌مندان علوم مرتبط، هوش مصنوعي از بدو پيدايش تاكنون راه بسياري پيموده است. در اين راستا، تحقيقاتي كه بر روي توانايي آموختن زبان‌ها انجام گرفت و هم‌چنين درك عميق از احساسات، دانش‌مندان را در پيش‌برد اين علم، ياري نموده است. يكي از اهداف متخصّصين، توليد ماشين‌هايي است كه داراي احساسات بوده و حدّاقل نسبت به وجود خود و احساسات خود واقف باشند.
اين ماشين بايد توانايي تعميم تجربيات قديمي خود در شرايط مشابهِ جديد را داشته و به اين ترتيب، اقدام به گسترش دامنه دانش و تجربيات خود نمايد. براي مثال به روبوتي هوش‌مند بيانديشيد كه بتواند اعضاي بدن خود را به حركت درآورد؛ او نسبت به اين حركت خود آگاه بوده و با سعي و خطا، دامنه حركت خود را گسترش مي‌دهد و با هر حركت موفقيت‌آميز يا اشتباه خود، دامنه تجربيات خود را وسعت بخشيده و سرانجام راه رفته و يا حتي مي‌دود و يا به روشي براي جابه‌جا شدن، دست مي‌يابد كه سازندگانش براي او متصور نبوده‌اند. هر چند مثال ما در توليد ماشين‌هاي هوش‌مند كمي آرماني است، ولي به هيچ عنوان دور از دسترس نيست.
دانش‌مندان، عموماً براي توليد چنين ماشين‌هايي، از تنها مدلي كه در طبيعت وجود دارد، يعني توانايي يادگيري در موجودات زنده به خصوص انسان بهره مي‌برند. آن‌ها به دنبال ساخت ماشيني مقلد هستند كه بتواند با شبيه‌سازي رفتارهاي ميليون‌ها سلول مغز انسان، هم‌چون يك موجود متفكّر به انديشيدن بپردازد. مباحث هوش مصنوعي قبل از به وجود آمدن علوم الكترونيك، توسّط فلاسفه و رياضي‌داناني نظير بول كه اقدام به ارائه قوانين و تئوري‌هايي در باب منطق نمودند، مطرح گرديده بود. در سال 1943، با اختراع كامپيوترهاي الكترونيكي، هوش مصنوعي، دانش‌مندان را به چالشي بزرگ فراخواند. به نظر مي‌رسيد، تكنولوژي در نهايت قادر به شبيه‌سازي رفتارهاي هوش‌مندانه خواهد بود.
با وجود مخالفت گروهي از متفكّرين با هوش مصنوعي، كه با ديده ترديد به كارآمدي آن مي‌نگريستند تنها پس از چهار دهه، شاهد تولّد ماشين‌هاي شطرنج‌باز و ديگر سيستم‌هاي هوش‌مند در صنايع گوناگون هستيم. هوش مصنوعي كه هم‌واره هدف نهايي علوم كامپيوتر بوده است، اكنون در خدمت توسعه علوم كامپيوتر نيز مي‌باشد. زبان‌هاي برنامه‌نويسي پيشرفته كه توسعه ابزارهاي هوش‌مند را ممكن مي‌سازند، پايگاه داده‌هاي پيشرفته، موتورهاي جست‌وجو و بسياري نرم افزارها و ماشينها از نتايج تحقيقات هوش مصنوعي بهره‌مند مي‌شوند.
حال هوش مصنوعي را به گونه‌اي ديگر با بيان تعريفي مختصر از آن مورد بررسي قرار مي‌دهيم: هوش مصنوعي، دانش ساختن ماشينها يا برنامه‌هاي هوش‌مند است. همان‌گونه كه از تعريف فوق بر مي‌آيد، حداقل به دو سؤال بايد پاسخ داد:
1. هوش‌مندي چيست؟ 2. برنامه‌هاي هوش‌مند، چه نوعي از برنامه‌ها مي‌باشند؟
تعريف ديگري كه از هوش مصنوعي مي‌توان ارائه داد به قرار زير است: هوش مصنوعي، شاخه‌اي از علم كامپيوتر مي‌باشد كه ملزومات محاسباتي اعمالي هم‌چون ادراك ، استدلال و يادگيري را بررسي نموده و سيستمي جهت انجام چنين اعمالي ارائه مي‌نمايد. و در نهايت تعريف سوم هوش مصنوعي از قرار زير است: هوش مصنوعي، مطالعه روش‌هايي است براي تبديل كامپيوتر به ماشيني كه بتواند اعمال انجام شده توسّط انسان را انجام دهد. به اين ترتيب مي‌توان ديد كه دو تعريف آخر كاملاً دو چيز را در تعريف نخست واضح كرده‌اند:
1. منظور از موجود يا ماشين هوش‌مند، چيزي شبيه انسان است. 2. ابزار يا ماشيني كه قرار است محمل هوش‌مندي باشد يا به انسان شبيه شود، كامپيوتر است.
هر دوي اين نكات كماكان مبهم و قابل پرسش هستند. آيا تنها اين نكته كه هوش‌مندترين موجودي كه مي‌شناسيم، انسان است كافي است تا هوش‌مندي را به تمامي اعمال انسان نسبت دهيم؟ حدّاقل اين نكته كاملاً واضح است كه بعضي جنبه‌هاي ادراك انسان هم‌چون ديدن و شنيدن كاملاً ضعيف‌تر از موجودات ديگر است. علاوه بر اين، كامپيوترهاي امروزي با روش‌هايي كاملاً مكانيكي يا منطقي توانسته‌اند در برخي جنبه‌هاي استدلال، فراتر از توانايي‌هاي انسان عمل نمايند. بدين ترتيب، آيا مي‌توان در همين نقطه ادّعا كرد كه هوش مصنوعي تنها نوعي دغدغه علمي يا كنجكاوي دانش‌مندانه است و قابليت تعمق مهندسي ندارد؟ به اين نكته نيز باز خواهيم گشت.
امّا همين سؤال را مي‌توان از سويي ديگر نيز مطرح ساخت كه چگونه مي‌توان يقين حاصل كرد كه كامپيوترهاي امروزين، بهترين ابزارهاي پياده‌سازي هوش‌مندي مي‌باشند؟ رؤياي طرّاحان اوّليه كامپيوتر از بابيج تا تورينگ، ساختن ماشيني بود كه قادر به حلّ تمامي مسائل باشد؛ البته ماشيني كه در نهايت ساخته شد ؛ به جز دسته‌اي خاص از مسائل قادر به حلّ تمامي مسائل بود. امّا نكته در اينجا است كه اين تمامي مسائل چيست؟ طبيعتاً چون طرّاحان اوّليه كامپيوتر، منطق‌دانان و رياضي‌دانان بودند، منظورشان تمامي مسائل منطقي يا محاسباتي بود. بدين ترتيب عجيب نيست، هنگامي كه فون‌نيومان سازنده اوّلين كامپيوتر، در حال طرّاحي اين ماشين بود، كماكان اعتقاد داشت براي داشتن هوش‌مندي شبيه به انسان، كليد اصلي منطق نيست، بلكه احتمالاً چيزي خواهد بود شبيه ترموديناميك! به هرحال، كامپيوتر تا به حال به چنان درجه‌اي از پيشرفت رسيده و چنان سرمايه‌گذاري عظيمي بر روي اين ماشين انجام شده است كه به فرض اين كه بهترين انتخاب هم نباشد، حدّاقل سهل‌الوصول‌ترين و ارزان‌ترين و عمومي‌ترين انتخاب براي پياده‌سازي هوش‌مندي مي‌باشد.
بنابراين ظاهراً به نظر مي‌رسد به جاي سرمايه‌گذاري براي ساخت ماشين‌هاي ديگر هوش‌مند، مي‌توان از كامپيوترهاي موجود براي پياده‌سازي برنامه‌هاي هوش‌مند استفاده كرد و اگر چنين شود، لازم است بگوييم كه طبيعت هوش‌مندي ايجاد شده حدّاقل از لحاظ پياده‌سازي، كاملاً با طبيعت هوش‌مندي انساني متناسب خواهد بود، زيرا هوش‌مندي انساني، نوعي هوش‌مندي بيولوژيك است كه با استفاده از مكانيزم‌هاي طبيعي ايجاد شده و نه با استفاده از عناصر و مدارهاي منطقي. در برابر تمامي استدلالات فوق مي‌توان اين نكته را مورد تأمّل و پرسش قرار داد كه هوش‌مندي طبيعي تا بدانجايي كه ما سراغ داريم، تنها بر محمل طبيعي و با استفاده از روش‌هاي طبيعت ايجاد شده است.
