
این روزها همه جا صحبت از «هوش مصنوعی» (Artificial Intelligence) است که به طور مخفف با عنوان AI از آن یاد میشود. اما هوش مصنوعی واقعا چیست و چه کار میکند؟ این دقیقا همان سوالی است که قصد داریم در این مطلب به آن پاسخ دهیم.
نقش هوش مصنوعی هر روز در زندگی ما بیشتر میشود. آخرین ترند در این زمینه تراشههای هوش مصنوعی و کاربردهای مختلف آنها در گوشیهای هوشمند است. اما شروع توسعهی این تکنولوژی در واقع به خیلی قبلتر برمیگردد؛ یعنی زمانی در دههی ۵۰ میلادی که «دانشگاه دارتموث» (Dartmouth College) در ایالات متحده یک پروژهی تحقیقات تابستانی را به هوش مصنوعی اختصاص داد. ریشههای هوش مصنوعی را حتی میتوان در عمق بیشتری از تاریخ و در فعالیتهای «آلن نیوئل» (Allen Newell)، «هربرت ای. سیمون» (Herbert A. Simon) و «آلن تورینگ» (Alan Turing) جستوجو کرد. آزمون مشهور تورینگ در سال ۱۹۵۰ توسط او در مقالهای مطرح شد. این مقاله یکی از اولین اسنادی است که در آن به وجود آمدن ماشینهای هوشمند پیشبینی شده است. با این حال مقولهی هوش مصنوعی تا پیش از معرفی شدن سوپرکامپیوتر «دیپ بلو» (Deep Blue) توسط کمپانی IBM هنوز توجه جهانیان را به خود جلب نکرده بود. این سوپرکامپیوتر اولین ماشینی بود که توانست قهرمان شطرنج جهان «گری کاسپارف» (Garry Kasparov) را در مسابقهای که در سال ۱۹۹۶ میلادی برگزار شد شکست دهد. الگوریتمهای هوش مصنوعی برای سالهای متمادی است که در دیتاسنترها و کامپیوترهای بزرگ استفاده میشوند، ولی حضور آنها در حوزهی لوازم الکترونیک مصرفی به سالهای اخیر برمیگردد.
تعریف هوش مصنوعی آن را به عنوان شاخهای از علوم کامپیوتر مشخص میکند که با خودکارسازی رفتارهای هوشمندانه سروکار دارد. بخش سخت ماجرا این است: از آنجا که خود هوش را نمیتوانیم به درستی تعریف کنیم، امکان تعریف دقیق هوش مصنوعی هم وجود ندارد. به طور کلی اصطلاح هوش مصنوعی برای تشریح کردن سیستمهایی به کار میرود که هدف آنها استفاده از ماشینها برای تقلید و شبیهسازی هوش انسانی و رفتارهای مرتبط با آن است. این هدف گاه ممکن است با استفاده از الگوریتمهای ساده و الگوهای از پیش تعیین شده محقق شود، ولی گاهی هم نیاز به الگوریتمها فوقالعاده پیچیده دارد.

هوش مصنوعی نمادین (Symbolic) با نمادهایی انتزاعی کار میکند که برای نشان دادن دانش استفاده میشوند. هوش مصنوعی نمادین، هوش مصنوعی کلاسیکی است که بر اساس این ایده کار میکند که تفکر انسان را میتوان در سطحی سلسله مراتبی و منطقی بازسازی کرد. در این روش اطلاعات از بالا با کار کردن روی نمادهای معنیدار برای انسان، ارتباطات انتزاعی و نتیجهگیریهای منطقی پردازش میشوند.
هوش مصنوعی عصبی (Neural AI) در اواخر دههی ۸۰ میلادی در علوم کامپیوتر محبوبیت پیدا کرد. در این گونه، دانش با استفاده از نمادها نمایش داده نمیشود، بلکه به جای آن، نورونهای مصنوعی و ارتباط میان آنها نمایندهی دانش هستند. این هوش مصنوعی چیزی شبیه به یک مغز بازسازی شده است. در این روش دانش کسب شده به قطعاتی کوچکتر (نورونها) خرد و سپس از آن گروههایی متصل به هم تشکیل میشود. این نوع هوش مصنوعی رویکردی پایین به بالا دارد. بر خلاف هوش مصنوعی نمادین، یک سیستم هوش مصنوعی عصبی باید ابتدا آموزش داده شود و در معرض محرکهایی قرار بگیرد تا شبکههای عصبی در آن تجربه کسب کنند، بزرگ شوند و اندوختهی دانش بیشتری داشته باشند.
شبکههای عصبی (Neural Networks) در لایههایی سازماندهی میشوند که با خطوطی شبیهسازی شده به یکدیگر متصل هستند. بالاترین لایه، لایهی دریافت است. این لایه مانند حسگری عمل میکند که اطلاعات را برای پردازش دریافت میکند و آنها را به لایههای پایینتر میفرستد. این فرآیند پس از دریافت اطلاعات با حداقل دو لایهی دیگر (در سیستمهای بزرگ تا بیش از بیست لایه) ادامه پیدا میکند که به صورت سلسه مراتبی روی هم قرار دارند و اطلاعات را با استفاده از پیوندها دستهبندی و ارسال میکنند. در پایینترین بخش سلسله مراتب لایهی خروجی قرار دارد که به طور معمول تعداد نورونهای مصنوعی آن از تمام لایههای دیگر کمتر است. این لایه دادههای محاسبه شده را به فرمتی تبدیل میکند که برای ماشین قابل خواندن باشد.

اتحادیه آزادیهای مدنی آمریکا (ACLU) سیستم تشخیص چهره آمازون را آزمایش کرد و به نتایج خوبی دست نیافت. ACLU برای آزمون خود چهره ۵۳۵ عضو کنگره آمریکا را در برابر ۲۵۰۰۰ عکس بازداشت (عکسی که از جنایتکاران هنگام بازداشت کردن آنها گرفته میشود) قرار داد و از سیستم تشخیص چهره آمازون خواست تا این عکسها را اسکن کند و بگوید آیا هر یک از اعضای کنگره جزو لیست بازداشت شدگان بودهاند یا خیر؟ با وجود این که هیچ یک از اعضای کنگره هیچ سابقه بازداشتی نداشتند، اما سیستم تشخیص چهره آمازون ۲۸ نفر از این افراد را به اشتباه به عنوان جنایتکاران تشخیص داد.
نتایج این آزمون نگرانیهایی در خصوص استفاده پلیس از این سیستم ایجاد کرد. چندی پیش سیستم تشخیص چهره به عنوان بخشی از خدمات ابری شرکت آمازون در اختیار پلیس اورلاندو قرار گرفت و گروهی از سازمانهای اجرای قانون از این سیستم برای تشخیص چهره فوری افراد استفاده کردند. نتایج آزمون ACLU نشان داد که این سیستم هنوز چندان دقیق نیست و اگر ارگانهای قضایی از این سیستم استفاده کنند ممکن است شهروندان بیگناه را دچار دردسر کند.

هرچند تشخیص با اطمینان ۸۰٪ برای عکسهایی مانند غذا، ابزار، حیوانات، خودروها و غیره میتواند قابل قبول باشد اما تشخیص چهره انسان با این ضریب اطمینان اصلا منطقی نیست. هنگامی که احراز هویت توسط انسان صورت میگیرد، پیش از دستگیری مدارک شناسایی بررسی میشود؛ اما اگر این تشخیص هویت توسط هوش مصنوعی انجام شود میتواند عواقب جبران ناپذیری داشته باشد. تصور کنید یک افسر پلیس به دنبال فردی مجهز به اسلحه باشد. اگر این سیستم، اطلاعات نادرستی به افسر پلیس بدهد ممکن است این افسر برای پیشگیری از اقدام مجرم فرضی به او شلیک کند و در این صورت تصور عواقب این اقدام چندان دشوار نیست.
از ۲۸ تشخیص نادرستی که این سیستم داشت ۱۱ نفر (تقریبا ۳۹ درصد) رنگین پوست بودند.
در این آزمون مشخص شد که این سیستم در تشخیص زنان و رنگین پوستان خطای بیشتری دارد. از ۲۸ تشخیص نادرستی که این سیستم داشت ۱۱ نفر (تقریبا ۳۹ درصد) رنگین پوست بودند و از این تعداد ۵ نفر عضو کانون سیاه پوستان بودند. در حال حاضر تنها ۲۰ درصد از اعضای کنگره سیاه پوست هستند و این نتیجه نشان میدهد که میزان اشتباهات در مورد سیاه پوستان به شکل قابل توجهی بیشتر است. این موضوع نگرانیهایی در مورد عواقب نژادپرستانه میتواند به دنبال داشته باشد. به همین دلیل ۵ نماینده سیاه پوست که چهره آنها به صورت نادرست شناسایی شده بود، نامه سرگشادهای خطاب به «جف بزوس» مالک آمازون نوشتند و از این بابت ابراز نگرانی کردند و از او خواستند تا این مورد را اصلاح کند.

این آزمایش همچنین باعث نگرانی در مورد حریم خصوصی شده است. تمام دادههای ACLU از منابع عمومی به دست آمده بود. دسترسی به مشخصات افراد سابقهدار با استفاده از سرویسی که تنها ۱۲ دلار هزینه دارد، نگران کننده است. همچنین اگر دولتها از این سیستم به عنوان ابزار نظارت استفاده کنند، حریم خصوصی و حقوق مدنی افراد تحت تاثیر قرار میگیرد.
طبق گزارش روزنامه South China Morning Post در سالهای اخیر بیش از ۳۰ آژانس دولتی و نظامی در چین از پهپادهایی استفاده کردهاند که ظاهری شبیه به پرنده دارد اما در واقع برای تحت نظر داشتن شهروندان در ۵ استان کشور چین استفاده شده است.
ظاهرا اسم رمز این پروژه ویژه Dove است و توسط یکی از اساتید دانشگاه شهر شیآن به نام سانگ بیفنگ هدایت میشود. سانگ پیش از این یکی از دانشمندانی بود که در پروژههای مربوط به جتهای جنگنده پنهانکار فعالیت میکرد.
این پهپاد پرندهمانند سعی میکند حالت پرزدن یک پرنده واقعی را از طریق موتور الکترونیکی که درونش کار گذاشتهاند، تقلید کند. در تک تک این پهپادها از دوربینهای بسیار باکیفیت و قدرتمند استفاده شده، در آنها GPS به کار رفته و سیستم کنترل پرواز دارند.
در حال حاضر تعداد این پرندهها آنقدرها هم نیست و در مقیاس پایینی تولید شدهاند اما محققان باور دارند که این تکنولوژی پتانسیلهای قابل توجهی دارد تا در آینده در مقیاس بزرگتر مورد استفاده قرار گیرد. این محققان ادعا میکنند محصولات پروژه Dove مزایای خاص و بیهمتایی دارند که باعث میشود بتوانند همه تقاضای پهپادها در صنایع نظامی و در حوزه شهروندی را برطرف کنند.
با این وجود بعضی از تحلیلگران نسبت به این پهپادها و نقشی که ایفا میکنند چندان خوشبین نیستند. برای مثال تیموتی هیث تحلیلگر ارشد تحقیقات دفاع بین المللی در موسسه RAND Corporation معتقد است استفاده از این تکنولوژی یعنی ایجاد سطح جدیدی از تجسس و نفوذ در زندگی شهروندان. این تحلیلگر میگوید گرچه قرار است از پهپادها در شهرستانهایی استفاده شود که در آنها احتمال شورش و ناآرامی وجود دارد اما به هر حال با وجود این پهپادها هر شهروند، هر لحظه باید تصور کند که اجسامی در هوا ناظر همه رفتارها و کارهای او هستند. درحقیقت استفاده از این تکنولوژی دولت را به مراحل ترسناکی از نظارت به شهروندان نزدیک میکند.
بد نیست به این نکته هم اشاره کنیم که کشور چین سوای استفاده از تکنولوژی پهپادها، از تکنولوژیهای دیگری همچون تشخیص چهره، هوش مصنوعی، عینک هوشمند و موارد مشابه استفاده میکند تا از طریق این تکنولوژیها بتواند جمعیت عظیم ۱.۴ میلیاردی خود را تحت نظر و کنترل داشته باشد.

اگر کمی اهل خواندن و پیگیری اخبار تکنولوژی باشید، احتمالا بارها عباراتی مانند یادگیری عمیق به گوشتان خورده است. این روزها تقریبا در تمام بخشهای تکنولوژی، میتوانیم حضور همهجانبه هوش مصنوعی، یادگیری ماشینی یا یادگیری عمیق را مشاهده کنیم. روزبهروز حضور این فناوریها بیشتر از گذشته میشود و تأثیر آنها فقط محدود به دنیای تکنولوژی نیست، بلکه این فناوریها مواردی مانند اقتصاد جهانی و حتی کلیت جوامع را تحت تأثیر قرار میدهند. به همین خاطر سوالی که در اینجا مطرح میشود این است که ماهیت این فناوریهای دقیقا چیست و عملکرد آنها چگونه است؟
در ادامه بهصورت مختصر و مفید و به زبانی ساده، به مفاهیم و کاربردهای یادگیری عمیق میپردازیم. با ما همراه باشید.

هوش مصنوعی فناوری جدیدی نیست و سابقه آن به دهه ۵۰ میلادی برمیگردد. اما حالا قدرت پردازشی بیشتری در دسترس افراد قرار دارد و این قدرت فزاینده قابلیتهایی از هوش مصنوعی را عملی کرده که تا همین چند سال پیش امکانپذیر نبوده است. بخش زیادی از این موضوع، به بهبود قدرت پردازشی سرویسهای ابری برمیگردد و بخشی از آن هم مربوط به پیشرفتهای حاصل شده در زمینهی تراشهها است. به همین خاطر روزبهروز به تعداد شرکتهایی که به ساخت و بهرهگیری از قطعات اختصاصی مربوط به هوش مصنوعی روی میآورند، افزوده میشود.
هوش مصنوعی برای اینکه بتواند عملکرد قابل توجهی داشته باشد، به قدرت پردازشی بسیار زیادی نیاز دارد که حالا این امر امکانپذیر شده است. در درجهی اول، هوش مصنوعی یعنی داده و در دو سال اخیر این فناوری حجم انبوهی از دادههای جدید را تولید کرده است. در دنیای هوش مصنوعی، داده طلا است، نفت است، جنس با ارزشی است که جایگزین ندارد.
در این بین، چیزی که باعث شده هوش مصنوعی به یک پدیده فراگیر بدل شود، ارائه الگوریتمهای هوش مصنوعی به عنوان سرویس است. بسیاری از غولهای تکنولوژی، الگوریتمهای هوش مصنوعی را از طریق API ها ارائه میدهند که رابط بین کاربر و پلتفرمهای ابری محسوب میشوند. با وجود این پیشرفتهای به دست آمده، هنوز هم بخش زیادی از کارهای مربوط به فناوری باید توسط انسانها انجام شود.

دلیل این موضوع به عملکرد کلی یادگیری ماشینی برمیگردد؛ برای اینکه هوش مصنوعی بتواند کار خود را بهدرستی انجام دهد، باید دادههای صحیح و مشخصی به آن داده شود که بخش اعظم این کار نیازمند حضور متخصصین است. این فرایند همچنان بهشدت وقتگیر و پر هزینه است و همین موضوع یکی از دلایل ارزشمند بودن داده محسوب میشود.
مهمترین بخش یادگیری عمیق همین داده است. این روزها دسترسی به سرویسهای هوش مصنوعی دیگر کار سختی نیست، همه هم میتوانند با صرف هزینه از قدرت پردازشی بسیار بالایی بهره ببرند، اما این داده است که عمدتا از جانب پلتفرمهای مختلف به دست میآید و ارزش بسیار زیادی دارد.
مانند کشورهایی که از منابع طبیعی زیادی بهره میبرند، برخی از پلتفرمها هم سرشار از دادههای ارزشمند هستند. این کمپانیها با بهرهگیری از این دادههای بهدست آمده، در انقلاب هوش مصنوعی میتوانند بیشترین سود را کسب میکنند.
بیشتر بخوانید: یادگیری ماشینی از آنچه فکر میکنید به شما نزدیکتر است
با وجود ارائه این توضیحات، هنوز تعریف واضحی را از این موضوع ارائه ندادهایم. یادگیری ماشینی، که یادگیری عمیق زیرشاخهی آن محسوب میشود، فرایندی است که ماشینها را به ابزارهای هوشمندتری بدل میکند. مشخصا، این روشی است که ماشینها بدون دخالت یا هدایت انسان میتوانند کارهای مختلفی را «یاد» بگیرند. با بهرهگیری از این فناوری، ماشینها میتوانند موارد مختلفی را بشناسند، کارهای متنوعی را انجام دهند، پیشبینی کنند و انجام دیگر کارهای از این قبیل.

یادگیری عمیق مهمترین زیرشاخهی یادگیری ماشینی محسوب میشود که همانند مغز انسان، مبتنی بر شبکههای عصبی است. شبکههای عصبی را بهعنوان لایههای نرمافزاری در نظر بگیرید که روی یکدیگر گرفتهاند. بهعنوان مثال، فرض کنید که یک شیء روبروی شما قرار دارد، این شیء گرد است، نارنجی است و متوجه میشوید که یک نوع میوه محسوب میشود؛ بنابراین با توجه به این موارد نتیجه میگیرید که شیء مذکور یک پرتغال است. برای رسیدن به تکتک این نتیجهگیریها باید توابع نرمافزاری خاصی مورد استفاده قرار بگیرد که با همکاری با یکدیگر به نتیجه نهایی دست پیدا کنند.
یادگیری عمیق بهترین راه برای پردازش حجم انبوهی از دادهها است. این فناوری، راههای مختلفی را برای یادگیری ماشینها امکانپذیر میکند و به همین خاطر این فناوری اهمیت بسیار زیادی دارد.
بیشتر اوقات، این فرایند از طریق «یادگیری تحت نظارت» انجام میشود که در این روش، تنها دادههای از پیش مشخص شده مورد پردازش قرار میگیرند. با این حال، روشهای دیگری هم وجود دارد که قابلیتهای زیادی را به ارمغان میآورند.