هوش مصنوعی ترکیبی

از بدو مطرح شدن هوش مصنوعی به عنوان یک Dicipline در علوم رایانه، دو طرز تفکر در تحقق سیستم های هوشمند مطرح بوده است، شاید بتوان آن دو را در پردازش نمادین و پردازش عددی تعریف نمود. برای درک پردازش نمادین می توانیم به یک مثال اشاره داشته باشیم. فرض کنید از یک نوازنده پیانو سوال می کنیم که چگونه پیانو می نوازی؟! این نوازنده با استفاده از یک سری بیانات و شاید حرکات، روش کار خود را به ما نشان می دهد و به احتمال زیاد شیوه عمل او را هم درک می کنیم و اگر کمی جدیت به خرج دهیم شاید حتی بتوانیم چند نت را هم به گونه ای جمیع تکرار نماییم. حال فرض کنید، می خواهیم این رفتار را با استفاده از یک فرمول ریاضی(پردازش عددی) مدل کرده و مثلا با استفاده از یک ربات تکرار کنیم. سوال این خواهد بود که آیا مدل ریاضی که منحصر به روابط بین یک سری کیفیتهای رقمی است، قادر به انجام این عمل خواهد بود؟ فکر می کنم جواب شما منفی باشد. در ادامه به یک وضعیت دیگر اشاره می کنم. فرض کنید می خواهید از یک خیابان که ماشین ها با سرعت عبور می کنند، بگذرید. آیا روش تصمیم گیری شما در رابطه با عبور کردن بر مبنای پردازش یک سری اندازه گیری انجام شده است؟ برای مثال آیا سرعت ماشین را تخمین زده و با در نظر گرفتن عرض خیابان، سرعت خود را محاسبه می کنید؟

به احتمال زیاد در این صورت مطمئناً شانس رسیدن شما به آن طرف خیابان بسیار پایین می باشد و یا زمان بسیار زیادی طول خواهد کشید که تصمیم به عبور از خیابان را به مرحله اجراء در آورید. در این گونه شرایط ، روش برخورد ما به این صورت خواهد بود که: « به نظر می رسد ماشین آهسته حرکت می کند؛ به آن طرف خیابان خواهم رسید» در این نوع پردازش انسان مواجه با تعداد زیادی نماد symbols می باشد و با استفاده از این نمادها برای تصمیم گیری اقدام می کند. این نوع تصمیم گیریها به طور واضح در رفتار آدمی مشاهده می شود و طبیعی است که پردازش نمادین از جایگاهی ویژه در علم هوش مصنوعی برخوردار است. در کنار پردازش نمادین در انسان می دانیم که مغز انسان از یک مجموع منسجم سلول های عصبی تشکیل شده است و مدل های ارائه شده برای این سیستم عصبی بر مبنای پردازش عددی عمل می کند. چگونگی عمل سیستم طبیعی عصبی به طور واضح برای انسان مشخص نشده است و از آنجا که مدل های ارائه شده،از قابلیتهای بسیار بالایی برخوردار هستند و در کاربردهای زیادی از خود کارآیی خوبی ارائه کرده اند، به نظر می رسد از واقعیت امر زیاد دور نباشند.

بنا براین، شاید بتوان گفت، انسان به طور کلی در سطح بالای تصمیم گیری از پردازش نمادین استفاده می کند و در سطوح حسی و واکنشهای عصبی خود یک نوع پردازش عددی را به کار می گیرد. بنابراین، رفتار هوشمندانه آدمی ناشی از یک روش نمادین تفکر در کنار محاسبات عصبی مغز می باشد. همانگونه که مطرح شد، این دو محور در هوش انسان از بدو پیدایش هوش مصنوعی، به صورت دو دیدگاه معرفی شده اند. از یک دید، هدف ساختن مغز مصنوعی(شبکه های عصبی مصنوعی) است که در صورت وجود این سخت افزار می توان توقع داشت ماشینی که به این وسیله مجهز شود، رفتار هوشمندانه از خود نشان دهد.از دیدگاه دوم، هدف، مدل سازی روش تفکر انسان است که با استفاده از آن انسان تصمیم گیریهای هوشمندانه می کند. در دهه های ۵۰ و ۶۰ محور اول به عنوان محور اصلی در مخلوقات هوش مصنوعی مطرح بوده است ولی در دهه ،۷۰ پردازش نمادین به عنوان فهم روش تفکر در طراحی سیستم های هوشمندان مطرح شد.

خوشبختانه، در ۱۰ سال اخیر محققان به این نتیجه رسیده اند که برای ساختن یک سیستم هوشمند که بتواند در حوزه های (Domains) مختلف عمل کند، و یک مسأله پیچیده را حل کند، اعتماد کردن به یک روش(یا بینش) کافی نخواهد بود و از این رو فلسفه هوش مصنوعی ترکیبی (Hybrid Artificial Intelligence) مطرح شده است.به طور کلی سه روش ترکیب تکنیکهای هوش مصنوعی در جهت ساخت یک سیستم هوشمند ارائه شده است که در ذیل به اختصار به آنها می پردازیم.در روش اول از یک تکنیک خاص جهت اجرای یک function در یک تکنیک دیگر هوش مصنوعی استفاده می کنیم. برای مثال در طراحی یک سیستم کنترلی فازی چندین بلوک وجود دارد که هر کدام کار مشخصی را انجام می دهند. یکی از این بلوکها جهت انجام Fuzzification طراحی می شود. در یک سیستم ترکیبی می توان از شبکه های عصبی در انجام این کار استفاده نمود. البته در اینجا در مورد مزایا یا معایب این ترکیب سخنی گفته نخواهد شد. در یک مثال دیگر می توان به کاربرد روشهای ژنتیکی در امر یادگیری شبکه های عصبی اشاره نمود.در روش دوم جهت ساخت یک سیستم پیچیده، آن سیستم را تجزیه نموده(به زیر سیستم های کوچکتر تقسیم نموده) و بعد از آن هر زیر سیستم را با یک روش مناسب هوشمند پیاده سازی می کنیم. برای مثال جهت کنترل یک فرآیند پیچیده صنعتی از شبکه های عصبی جهت پیشگویی و مدل سازی یک سری از پارامترهای کلیدی استفاده می شود و نتایج به دست آمده جهت تصمیم گیریهای کلی به یک سیستم خبره داده می شود.

سیستم خبره در اصل حکم یک مدیر پروسه متخصص را دارد که با استفاده از پارامترهای تولید شده در سطح پایین تر تصمیم گیری می کند. بسیاری از مسائل پیچیده از این طبیعت برخوردار هستند و شکستن آن به مسائل کوچکتر و به کارگیری روش مناسب برای حل هر کدام به صورت مجزا و در نهایت ادغام کردن نتایج به دست آمده، به حل درست مسأله اصلی کمک خواهد نمود.

روش آخر استفاده از یک روش هوشمند در پیاده سازی یک روش دیگر می باشد. برای مثال می توان به پیاده سازی یک سیستم خبره با استفاده از شبکه های عصبی اشاره نمود. در اینجا هر نرون در شبکه عصبی یک قانون در پایگاه دانش می باشد و با استفاده از محاسبات عصبی روش استنتاج را پیاده می کنیم. مثال دیگر به کارگیری گرامرها در تحلیل و نمایش دانش آموخته شده در شبکه های عصبی می باشد. البته توجه به این نکته لازم می باشد که یک سیستم ترکیبی هوشمند نباید الزا ما ًاز روشهای هوشمند در پیاده سازی استفاده کند. در پیاده سازی یک سیستم شاید نیاز به به کارگیری روشهای آماری، ریاضی و تحلیلی... نیز وجود داشته باشد.


=======
سایت طالبی