هوش مصنوعی این طوری وارد زندگی مان شد!

ماهنامه دانشمند - حسین ملک محمدی: هوش مصنوعی مفهومی است که قدمتی کمتر از صد سال دارد اما با وجود این عمر به نسبت کوتاه، کاربردهای متنوعی در زندگی روزمره ما یافته است. امروزه استفاده از هوش مصنوعی طیف وسیعی از حوزه ها را شامل می شود؛ از تشخیص های پزشکی گرفته تا داد و ستد سهام، کنترل ربات، مسایل حقوقی و قضایی، سنجش از راه دور، کاوش های علمی و حتی اسباب بازی ها و به تازگی هم انواع و اقسام برنامک های گوشی های هوشمند تلفن همراه. در اینجا با هم، نقاط عطف تاریخی که هوش مصنوعی از 1322/1943 تا 1393/2014 از سر گذرانده به اختصار بررسی کنیم.

هوش مصنوعی چیست؟

ذیل مدخل هوش مصنوعی (artificial intelligence) در لغت نامه و بستر چنین آمده است: «حوزه ای در علم یارانه ای که با اعطای توانایی هایی مشابه هوش انسان در سر دستگاه ها سروکار دارد؛ توانایی هایی مشابه رفتار هوشمند انسانی در یک ماشین را هوش مصنوعی گویند.» در واقع هوش مصنوعی، به مجموعه واکنش هایی گفته می شود که مشابه رفتارهای هوشمند انسانی است و دستگاه ممکن است در شرایط مختلف آنها را از خود نشان دهد.


بیش از 70 سال است که هوش مصنوعی در زندگی ما وارد شده است و با توجه به پیشرفت های چشمگیر فناوری در 25 سال اخیر، نقش آفرینی آن هر روز پر رنگ تر شده است؛ اما حقیقتا این داستان از کجا شروع شد؟ «روزی فرا خواهد رسید که رایانه ها می توانند مانند انسان ها فکر کنند...» این نظر جاه طلبانه آغاز ماجراجویی پر فرازونشیبی بود که با جذب کمک های مالی سخاوتمندانه آغاز شد، ولی افتاد مشکل ها... حالا، ما در آستانه تحقق این رویای پیشینیان هستیم.

داستان های علمی تخیلی وارد می شوند

در این سال آیزاک آسیموف (Isaac Asimov)، نویسنده امریکایی روس تبار که به خاطر آثار علمی و علمی تخیلی اش شهرت فراوان دارد، کتاب«من،ربات» را منتشر کرد. این اثر مجموعه ای از داستان های  کوتاه بود که به سرعت محبوب شد تا الهام بخش نسلی از دانشمندان و محققانی شود که در زمینه رباتیک فعالیت می کردند. البته او تنها نویسنده ای نبود که به هوش مصنوعی و آینده آن علاقه مند شده بود؛ کتاب های متعددی در این زمینه به رشته تحریر در آمدند.


 آسیموف به نوشتن داستان علمی تخیلی بسنده نکرد و در خلال داستان هایش سه قانون رباتیک معروفش را هم ارایه داد. این قوانین می کوشید چارچوب هایی تعریف کند تا روزی دست ساخته های بشری، تیشه به ریشه پدران خود نزنند و بر انسان ها نشورند! خلاقیت های آسیموف به اینجا هم ختم نشد و او روزگاری را پیشبینی کرد که رایانه ها به عالمی همه چیزدان تبدیل خواهند شد و می توانند تمایی دانش بشری را در خود ذخیره کنند تا هر کسی، پرسش خود را از آنها بپرسد!

یک رویکرد بالا به پایین؛ 1950-1956

اصطلاع «هوش مصنوعی»نخستین بار در سال 1335/1956 در یک اجلاس تابستانی در دانشگاه دارتموت استفاده شد. این اجلاس را جان مک کارتی (Jone McCarthy)، دانشمند جوان رشته رایانه، ترتیب داده بود. در این رویداد بود که دانشمندان به بحث پیرامون چگونگی رفع چالش های هوش مصنوعی و تبادل نظر پرداختند.


برخی، نظیر ماروین مینسکی (Marvin Minsky)، شخصیت دانشگاهی تاثیر گذار، به رویکردی بالا به پایین علاقه مند بود؛ در این رویکرد رایانه را از قبل با قواعد حاکم بر رفتار انسانی برنامه نویسی می کردند. این در حالی بود که محققان از رویکردی پایین به بالا حمایت می کردند؛ مواردی نظیر شبکه های عصبی که سلول های مغزی را تحریک می کردند و رفتارهای تازه را می آموختند.با گذشت زمان، دیدگاه مینسکی غالب شد و همراه با مک کارتی، منابع مالی چشمگیری از دولیت ایالات متحده دریافت کردند، زیرا دولت وقت امیدوار بود در بحبوحه جنگ سرد و مقابله با دشمنی که از سردسیر می آمد، هوش مصنوعی به کهکشان بیاید و آنها را در موضع قدرت قرار دهد.

شعله های جنگ زادگاه ققنوس شد؛ 1943

یکی از حقایق تلخ دنیای ما این است که بسیاری از نوآوری ها، گرما گرم جنگ ها متولد شدند. هوش مصنوعی نیز چنین بود. در خلال جنگ جهانی دوم بود که دانشمندان رشته های مختلف، گرد هم آمدند. در انگلستان، آلن تورینگ ( Alan Turing) ریاضی دان و گری والتر (Grey Walter)  عصب شناش، دو نفر از از جهره های خاصی بودند که به این زمینه علاقه مند شدند. آنها در گردهمایی که عصرها و بعد از ساعت کار در کلوپ ریشیو (Ratio) داشتند به تبادل افکار و تضارب آرا پرداختند.


والتر در همان دوران نخستین ربات های تاریخ را ساخت. تورینگ هم «آزمون تورینگ» معروف به خود را ابداع کرد؛ آزمونی که حاوی مجموعه ای از بایدها و نبایدهای یک دستگاه هوشمند است. به بیان ساده تر، این آزمون می کوشد رایانه ای را شناسایی کند که مثل ما آدم ها فکر می کند. اگر زمانی که با چنین ابزاری گفت و گو می کنیم، متوجه نشویم با دستگاه طرف هستیم هوش مصنوعی به کار رفته در آن به حد کمال رسیده است.

تصویر آینده هوش مصنوعی در «2001: اودیسه فضایی»؛ 1968

مینسکی بر دنیای فیلم های علمی تخیلی هم تاثیر گذار بود و در خلال ساخت فیلم مشهور «2001: اودیسه فضایی» اثر استنلی کوبریک (Stanley Kubrick) که در فیلمنامه اش را با همکاری آرتورسی. کلارک (ArthurC.Clarke) نوشته بود، به این کارگردان مشاوره می داد. در این فیلم، رایانه ای هوشمند به نام «هال9000» به تصویر کشیده شده است که تقریبا  تمام  کنترل سفینه را در اختیار دارد. این فیلم که با بودجه  درخور توجه 12 میلیون دلار ساخته شد، مورد استقبال مخاطبان قرار گرفت و توانست به فروش 190 میلیون دلاری برسد.  در یکی از صحنه های این فیلم، هال مشغول مصاحبه با یکی از شبکه های خبری تلویزیون است و درباره ماموریت خود صحبت می کند و می گوید: «من تمام عیار و خالی از اشتباه ام...»

 در این فیلم برخی از پیش بینی های محققان آن دوران از آینده هوش مصنوعی به چشم میخورد؛ مثلا این امر که دستگاه ها خیلی زود به هوش انسان می رسند. کوبر یک همچنین، برخی نگرانی های عمومی درباره هوش مصنوعی را از قلم نینداخته است، به خصوص این موضوع که هوش مصنوعی ممکن است برای نوع بشر مهلک و خطرناک باشد.این موضوع بعدها دستمایه آثار مختلف در حوزه هایی چون داستان های مصور و کتاب های علمی تخیلی و فیلم های سینمایی شد.

زمستان هوش مصنوعی

اوایل دهه 1970 میلادی، هوش مصنوعی به دردسر جدی افتاده بود، میلیون ها دلار برای پروژه های مرتبط با آن صرف شده بود، اما هنوز نتیجه چشمگیری به دست نیامده بود. به همین خاطر بود که کنگره امریکا، انتقاداتی جدی به این حوزه وارد کرد. در آن سوی اقیانوس اطلس هم سر جیمزلایت هیل(Sir James Lighthill)، استاد برجسته ریاضیات، گزارشی در محکومیت کاربرد هوش مصنوعی در حوزه سلامت در کشور انگلستان منتشر کرد.


 به عقیده او، این دستگاه تنها برای یک شطرنج باز آماتور خوب است و استدلال های عقلی درست و وظایفی  نظیر تشخیص چهره، فراتر از توانایی آنهاست. پس از این بود که منابع مالی در این صنعت به شدت افت کردند و دوره ای که از آن به «زمستان هوش مصنوعی» یاد می شود، آغاز شد.

حل کردن پرسش های دشوار؛ 1969-1973

 در این دوران هوش مصنوعی از پیش بینی های آینده نگرانه قبلی بسیار عقب تر بود؛ این موضوع به خصوص با عملکرد رباتی به نام شیکی(Shakey) نمود بیشتری پیدا کرد. شیکی نخستین ربات همه منظوره متحرک بود که توانست با بررسی و استدلال محیط پیرامونی اش، درباره حرکات خود تصمیم گیری کند. این ربات پیش از حرکت، تصاویر دریافتی از دوربین را برای ترسیم نقشه فضایی محیط اطراف  به کار می برد، اما نقطه ضعف ای ربات، کندی مایوس کننده اش بود. حتی در محیطی با حداقل موانع حرکت دستگاه حوصله افراد را به سر می برد.


هر بار که این ربات می خواست یک گام به جلو بردارد، مجبور بود تا نقشه خود را روزآمدسازی کند.بدتر از همه اینکه وجود یک شی، متحرک در محدوده دید آن، می توانست این ربات را سردرگم کند و گاهی اوقات یک ساعت طول می کشید تا بتواند برای حرکت بعدی تصمیم گیری کند.

بازگشت به ماهیت پایین به بالا

سامانه های خبره در حل مسئله مهمی چون تقلید از فرایندهای زیست شناسی ناتوان بودند. در این سال بود که رادنی بروکس (Rodney Brooks)، دانشمند در زمینه هوش مصنوعی، مقاله ای جدید با نام «فیل ها شطرنج بازی نمی کنند» منتشر کرد. او که متاثر از پیشرفت های علم عصب شناسی بود، شروع به توضیح رمز و رازهای شناخت ادراک بشری کرد.


اینکه در مغز همه امور به صورت مرکزی کنترل نمی شود و برای نمونه، قوه بینایی بای درک الگوها نیازمند ماژولی متفاوتی است. بروکس به بحث پیرامون این موضوع پرداخت که رویکرد بالا به پایین در برنامه نویسی که از قبل روی رایانه صورت می گیرد تا آن دستگاه با این قواعد رفتاری هوشمندانه داشته باشد، ذهنیتی غلط است. او به احیای رویکرد پایین به بالا در هوش مصنوعی کمک شایان توجهی کرد و برای نمونه به حوزه قدیمی و نامرسوم شبکه های عصبی پرداخت.

هوش مصنوعی، راه حلی برای کسب و کارهای بزرگ؛ 1981- 1990

بالاخره وقتی کسب و کارهای بزرگ به ارزش تجاری هوش مصنوعی پی بردند و سرمایه گذاران به آن روی خوش نشان دادند، زمستان  به بهار تبدیل شد. سامانه های تجاری جدید، بلند پروازی های گذشته هوش مصنوعی را نداشتند و به جای اینکه بخواهند هوشی همه جانبه بسازند، بر حوزه های کوچکتری متمرکز شدند.


بدین ترتیب، هوش مصنوعی تنها برای حل مسایل بسیار خاص برنامه نویسی می شد. نخستین سامانه های خبره تجاری موفق که RI نام داشت در شرکت Digital Equipment با هدف کمک به پیکربندی سفارش های سامانه های رایانه ای جدید راه اندازی شد. این سامانه هوش مصنوعی تا سال 1986 حدود 40 میلیون دلار در سال صرفه جویی می کرد؛ رقمی که به راحتی توانست لبخند دل نشینی بر لب سرمایه گذاران بنشاند!

انسان در برابر دستگاه: نبرد قرن بیستم

حامیان ماهیت بالا به پایین هنوز قهرمان های خود را داشتند: ابر رایانه هایی مثل دیپ بلو «Deep Blue» که در این سال قهرمان شطرنج جهان، گری کاسپارت «Garry Kasparov» را شکست دادند. ماشینی که آی بی ام ساخته بود، روی کاغذ بسیار قوی تر از کاسپارف بود و می توانست تا 200 میلیون موقعیت را در ثانیه ارزیابی کند اما آیا این دستگاه می توانست تفکری استراژیک داشته باشد؟ پاسخ یک بله محکم بود. ابر رایانه  ساخته بشر مسابقه را پیروز شد و این پیروزی به «آخرین ایستادگی مغز انسان در برابر هوش مصنوعی» تعبیر شد.


 برخی این لحظه را لحظه ای تاریخی دانستند که بالاخره هوش مصنوعی به بلوغ رسید، اما عده ای هم معتقد بودند که این نیرویی بود که می توانست مسئله ای بسیار تخصصی را با قواعد واضع حل کند و هیچ ربطی به هوش مصنوعی نداشت!

نخستین ربات خانگی؛ 1997- 2002

رادنی بروکس آی ربات (iRobot)  را راه انداخت و نخستین ربات تجاری موفق را برای مصارف خانگی درست کرد، یک جاروبرقی خودکار که رومبا(Roomba) نام داشت. تمیز کردن صرف، هر چند الان پیش پا افتاده به حساب می آید، از بلند پروازی های پیشگامان هوش مصنوعی دور بود، اما رومبا دستاوردی بزرگ در نوع خود به شمار می رفت.


لایه های محدود سیستم ایجاد رفتار آن بسیار ساده تر از الگوریتم ربات شیکی بود و بیش از همه به ربات هایی که بیش از نیم قرن پیش  گری والتر ساخته شده بود می مانست. با وجود حسگرهای به نسبت ساده ای که داشت و قدرت پردازشی نه چندان زیادش، این ابزار به اندازه ای هوشمند بود که بتواند به طور مطمئن و کارآمدی خانه های مردم را تمیز کند. رومبا طلیعه دار دوران جدیدی از ربات های خودکاری بود که روی وظایفی خاص متمرکز بود.

ماشین های جنگی باهوش

از آنجایی که رویای استفاده از هوش مصنوعی پیش تر در جنگ سرد ناکام مانده بود، ارتش ایالات متحده حالا تصمیم گرفته بود تا با استفاده از رویکرد تازه محققان، به رویای خود جامه عمل بپوشاند. آن ها شروع به سرمایه گذاری کلان روی ربات های خودکار کردند. بیگ داگ(BigDog) را شرکت بوستون داینامیکز (BostonDynamics) ساخت که یکی از نخستین ربات ها در این حوزه بود. این ماشین باهوش که در واقع یک ربات بارکش بود، می توانست مانند قاطر از مسیرهای پرپیچ و خم بگذرد و بار وا اثاثیه را حمل کند.


 البته هنوز از این ربات در عملیات جنگی  استفاده نشده است. کم کم شرکت آی ربات نیز به یکی از بازیگران اصلی در حوزه نظامی بدل شد. ربات خنثی کننده بمب آنها که پک بات (PackBot) نام داشت، نقطه تلافی کنترل کاربر و قابلیت های هوش مصنوعی است. جالب است بدانید در خلال مداخلات نظامی ایالات متحده در افغانستان و عراق بیش از 2000 ربات پک بات به کار گرفته شدند.

هوش مصنوعی و حل مشکلات بزرگ؛ 2005- 2008

در نوامبر 2008  امکانی جدید در گوشی آیفون ظاهر شد و یکی از برنامه های گوگل از قابلیت تشخیص صوتی استفاده کرد. در ظاهر همه چیز ساده بود، اما همین قابلیت ساده گامی چشمگیر محسوب می شد. گر چه قابلیت تشخیص صوتی یکی از اهداف کلیدی هوش مصنوعی بود، ده ها سال سرمایه گذاری نتوانسته بود دقت آن را بیش از 80 درصد برساند.


 به همین خاطر گوگل در این زمینه پیشگام شد. متخصصان این غول اینترنتی با کمک هزاران رایانه قدرتمند یک شبکه عصبی زا به صورت موازی اجرا کردند تا سامانه توانست الگوها را در بین دریایی از داده های کاربران تشخیص دهد. در ابتدا هر چند ایراداتی وجود داشت، به تدریج و پس از گذشت چند سال یادگیری و بهبود سامانه، مشکلات حل شد و حالا، گوگل مدعی است این ابزار دقتی بیش از 92 درصد دارد.

انسان در برابر دستگاه: راندروم، نبرد در قرن بیست و یکم

در این سال ابر رایانه واتسون (Watson) شرکت آی بی ام توانست در یکی از مسابقات تلویزیونی، بر قدرت ذهنی بشر غلبه کند. شرکت در چنین مسابقه ای آن هم با رقبایی از جنس آدمیزاد به مراتب دشوارتر از مسابقه شطرنج با قهرمان دنیا بود. ابر رایانه باید به معماها پاسخ می داد و از پس پرسش های دشوار مجری برنامه برمی آمد.


البته ربات ما، از سه سال پیش از آن برای این مسابقه آماده شده بود و با فن های بی شمار هوش مصنوعی از جمله شبکه های عصبی و یادگیری ماشینی توانسته بود الگوهای پرسش و پاسخ را دریابد. خبر این پیروزی به سرعت به چهار گوشه دنیا مخابره شد و به عنوان پیروزی قطعی هوش مصنوعی بر ذهن بشر تعبیر شد.

آیا دستگاه ها هوشمند شده اند؟؛ 2011- 2014

64 سال پس از انتشار آزمون تورینگ برای سنجیدن هوش مصنوعی، بالاخره ربات سخنگویی به نام یوجین گوستمن (Eugene Goostman)  موفق شد از این آزمون سر بلند بیرون بیاید، اما اندک دانشمندانی بودند که این لحظه تاریخی را پذیرفتند. این موضوع نه به خاطر ضعیف بودن این ربات سخنگو که برعکس به خاطر کثرت اتفاق های خوبی بود که در این سال در حوزه هوش مصنوعی روی داد؛ رویدادهایی که به خوبی نشان می داد هوش مصنوعی در این 70 سال چقدر پیشرفت کرده است.


در سال 2014 گوگل میلیاردها دلار در خودروهای بی راننده سرمایه گذاری کرد، مایکروسافت قابلیت ترجمه همزمان را به برنامه اسکایپ افزود و انواع و اقسام دستگاه های هوشمند دیگر به پدیده ای روزمره تبدیل شدند؛ همان ابزارهای باهوشی که قرار است زندگی همه ما را تغییر دهد، یک تغییر هوشمندانه!