الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي والتعلم العميق

الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي والتعلم العميق ليست مصطلحات مترادفة؛ بل لها علاقة هرمية وفروقات واضحة.

في عصرنا التكنولوجي الحالي، أصبحت مصطلحات الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق شائعة بشكل متزايد. يستخدمها الكثيرون حتى بالتبادل، لكن في الواقع، هذه ثلاثة مفاهيم مترابطة لكنها متميزة.

على سبيل المثال، عندما هزم برنامج AlphaGo من جوجل بطل لعبة جو لي سيدول في 2016، تناوبت وسائل الإعلام بين استخدام مصطلحات الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق لوصف هذا الانتصار. في الحقيقة، ساهم الذكاء الاصطناعي، والتعلم الآلي، والتعلم العميق جميعها في نجاح AlphaGo، لكنها ليست نفس الشيء.

سيساعدك هذا المقال على فهم الفروقات بين الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق بوضوح، بالإضافة إلى علاقاتها. دعونا نستكشف التفاصيل معًا مع INVIAI !

ما هو الذكاء الاصطناعي (AI)؟

الذكاء الاصطناعي (AI) هو مجال واسع في علوم الحاسوب يركز على إنشاء أنظمة يمكنها محاكاة الذكاء البشري والوظائف الإدراكية.

بمعنى آخر، يشمل الذكاء الاصطناعي جميع التقنيات التي تمكّن الحواسيب من أداء مهام تتطلب عادة الذكاء البشري، مثل حل المشكلات، اتخاذ القرارات، إدراك البيئة، فهم اللغة، وأكثر. الذكاء الاصطناعي لا يقتصر على طرق التعلم المعتمدة على البيانات فقط، بل يشمل أيضًا الأنظمة القائمة على القواعد أو المعرفة التي يبرمجها البشر.

نقطة رئيسية: الذكاء الاصطناعي هو المفهوم الأوسع، ويشمل كل من الأنظمة القائمة على القواعد والنهج المعتمدة على التعلم. ليست كل أنظمة الذكاء الاصطناعي تستخدم التعلم الآلي.

فئات الذكاء الاصطناعي

الذكاء الاصطناعي الضيق (الضعيف)

ذكاء اصطناعي ذو نطاق محدود، ماهر في مهمة محددة (مثل لعب الشطرنج، التعرف على الوجوه). معظم أنظمة الذكاء الاصطناعي اليوم تقع ضمن هذه الفئة.

الذكاء الاصطناعي العام (القوي)

ذكاء اصطناعي قادر على فهم وأداء أي مهمة فكرية يمكن للإنسان القيام بها. هذا لا يزال هدفًا مستقبليًا ولم يتحقق بعد في الواقع.
تعرف أكثر على أساسيات الذكاء الاصطناعي
ما هو الذكاء الاصطناعي
تصور مفهوم الذكاء الاصطناعي

ما هو التعلم الآلي؟

التعلم الآلي (ML) هو فرع فرعي من الذكاء الاصطناعي يركز على تطوير خوارزميات ونماذج إحصائية تسمح لـالحواسيب بالتعلم من البيانات وتحسين الدقة تدريجيًا دون برمجة صريحة خطوة بخطوة. بدلاً من كتابة البشر لكل التعليمات، تحلل خوارزميات التعلم الآلي بيانات الإدخال لاستخراج الأنماط واتخاذ التنبؤات أو القرارات عند مواجهة بيانات جديدة.

مجال الدراسة الذي يمنح الحواسيب القدرة على التعلم دون أن تتم برمجتها صراحة.

— آرثر صموئيل، 1959

أنواع التعلم الآلي

التعلم الموجه

نماذج مدربة على مجموعات بيانات معنونة حيث الإجابات الصحيحة معروفة.

  • توقع أسعار المنازل
  • كشف البريد المزعج
  • التشخيص الطبي

التعلم غير الموجه

نماذج تجد هياكل أو مجموعات في بيانات غير معنونة بدون فئات محددة مسبقًا.

  • تقسيم العملاء
  • كشف الشذوذ
  • اكتشاف الأنماط

التعلم المعزز

نماذج تتفاعل مع البيئة وتتعلم السلوكيات من خلال المكافآت أو العقوبات.

  • ذكاء اصطناعي للعب الألعاب
  • التحكم في الروبوتات
  • تحسين الموارد
ملاحظة مهمة: ليست كل أنظمة الذكاء الاصطناعي تعلم آلي، لكن كل خوارزميات التعلم الآلي تقع تحت الذكاء الاصطناعي. الذكاء الاصطناعي أوسع من التعلم الآلي – كما أن كل المربعات مستطيلات، لكن ليست كل المستطيلات مربعات.
التعلم الآلي
سير عمل وعملية التعلم الآلي

ما هو التعلم العميق؟

التعلم العميق (DL) هو فرع متخصص من التعلم الآلي يستخدم شبكات عصبية اصطناعية متعددة الطبقات للتعلم من البيانات.

مصطلح "العميق" يشير إلى الشبكات التي تحتوي على العديد من الطبقات المخفية (عادة أكثر من ثلاث) – هذا الهيكل متعدد الطبقات يسمح للنموذج بتعلم ميزات معقدة على مستويات عالية من التجريد. التعلم العميق مستوحى من عمل الدماغ البشري، حيث ترتبط "الخلايا العصبية" الاصطناعية لمحاكاة الشبكات العصبية البيولوجية.

استخراج الميزات التلقائي

نماذج التعلم العميق يمكنها اكتشاف الأنماط والخصائص المهمة دون الحاجة إلى توفير ميزات مدخلة محددة مسبقًا من البشر، مما يجعلها فعالة بشكل خاص للبيانات المعقدة.

الهيكل متعدد الطبقات

الشبكات ذات الطبقات المخفية المتعددة يمكنها تعلم تمثيلات هرمية، من الميزات البسيطة في الطبقات الأولى إلى الأنماط المعقدة في الطبقات الأعمق.

المتطلبات مقابل الفوائد

المتطلبات

ما يحتاجه التعلم العميق

  • مجموعات بيانات ضخمة جدًا (ملايين العينات)
  • موارد حوسبة قوية (وحدات معالجة الرسوميات، وحدات معالجة التنسور)
  • وقت تدريب ممتد (ساعات إلى أيام)
  • تكاليف بنية تحتية أعلى
الفوائد

ما تحصل عليه مقابل ذلك

  • دقة فائقة في المهام المعقدة
  • تميّز في التعرف على الصور والكلام
  • معالجة متقدمة للغة الطبيعية
  • أداء بمستوى بشري أو أفضل
التعلم العميق
هيكل شبكة التعلم العميق العصبية

العلاقة بين الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق

فهم العلاقة الهرمية بين هذه التقنيات أمر بالغ الأهمية: التعلم العميق ⊂ التعلم الآلي ⊂ الذكاء الاصطناعي. الذكاء الاصطناعي هو المجال الأوسع، والتعلم الآلي هو فرع من الذكاء الاصطناعي، والتعلم العميق هو جزء من التعلم الآلي.

العلاقة الرئيسية: جميع خوارزميات التعلم العميق هي خوارزميات تعلم آلي، وجميع طرق التعلم الآلي تنتمي إلى الذكاء الاصطناعي. ومع ذلك، العكس ليس صحيحًا دائمًا – ليست كل أنظمة الذكاء الاصطناعي تستخدم التعلم الآلي.
1

الذكاء الاصطناعي (الأوسع)

جميع التقنيات التي تمكّن الآلات من محاكاة الذكاء، بما في ذلك الأنظمة القائمة على القواعد والأنظمة المعتمدة على البيانات. مثال: برنامج شطرنج يستخدم خوارزميات ثابتة هو ذكاء اصطناعي لكنه ليس تعلمًا آليًا.

2

التعلم الآلي (فرع من الذكاء الاصطناعي)

طرق الذكاء الاصطناعي التي تعتمد على تعلم الآلات من البيانات لتحسين الأداء. مثال: مرشحات البريد المزعج التي تتعلم من أنماط الرسائل المعنونة.

3

التعلم العميق (فرع من التعلم الآلي)

طرق التعلم الآلي التي تستخدم شبكات عصبية متعددة الطبقات للتعرف على الأنماط المعقدة. مثال: أنظمة التعرف على الصور التي تتعلم الميزات البصرية تلقائيًا.

العلاقة بين الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق
العلاقة الهرمية بين الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق

الفروقات الرئيسية بين الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق

على الرغم من وجود علاقة هرمية، إلا أن الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق تختلف بوضوح في النطاق، التشغيل، والمتطلبات التقنية. دعونا نستعرض الفروقات الرئيسية:

النطاق والتعريف

  • الذكاء الاصطناعي: مفهوم عام يشمل جميع الطرق التي تمكّن الآلات من محاكاة الذكاء (سواء القائمة على القواعد أو المعتمدة على البيانات)
  • التعلم الآلي: يضيق إلى طرق الذكاء الاصطناعي التي تعتمد على تعلم الآلات من البيانات
  • التعلم العميق: يضيق أكثر إلى التعلم الآلي باستخدام الشبكات العصبية متعددة الطبقات

التعلم العميق هو جزء من التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي، لكن الذكاء الاصطناعي يشمل أكثر بكثير من النهج المعتمدة على التعلم.

طريقة التعلم وتدخل الإنسان

التعلم الآلي التقليدي

تدخل بشري عالي

  • يجب على المهندسين اختيار الميزات
  • استخراج الميزات يدويًا مطلوب
  • يحتاج إلى خبرة في المجال
  • مثال: تحديد الأشكال، الألوان، الحواف للتعرف على الصور
التعلم العميق

تعلم الميزات تلقائيًا

  • استخراج الميزات تلقائيًا
  • يتعلم الميزات على مستويات متعددة
  • تدخل بشري أقل
  • مثال: يكتشف الأنماط البصرية تلقائيًا من الصور الخام

متطلبات البيانات

التعلم الآلي

  • يؤدي أداء جيدًا مع مجموعات بيانات متوسطة الحجم
  • يمكنه العمل مع أحجام بيانات أصغر
  • يتطلب بيانات عالية الجودة ونظيفة
  • يجب تعريف الميزات بوضوح

التعلم العميق

  • يتطلب مجموعات بيانات ضخمة جدًا
  • ملايين العينات مطلوبة
  • مثال: عشرات الآلاف من الساعات للتعرف على الكلام
  • مثالي لسيناريوهات البيانات الكبيرة
سياق البيانات الكبيرة: أكثر من 80% من بيانات المؤسسات غير منظمة (نصوص، صور، صوت)، مما يجعل التعلم العميق ذا قيمة خاصة لمعالجة هذا النوع من المعلومات.

متطلبات البنية التحتية الحاسوبية

الجانب التعلم الآلي التعلم العميق
الأجهزة وحدة المعالجة المركزية كافية وحدات معالجة الرسوميات / وحدات معالجة التنسور مطلوبة
وقت التدريب دقائق إلى ساعات ساعات إلى أيام
البنية التحتية أجهزة الكمبيوتر الشخصية تعمل مجموعات عالية الأداء مطلوبة
التكلفة منخفضة إلى متوسطة عالية
القابلية للتوسع محدودة بتعقيد الخوارزمية قابلة للتوسع بشكل كبير مع الموارد

نماذج التعلم العميق تتطلب دعم وحدات معالجة الرسوميات لتسريع العمليات المصفوفية المتوازية، مما يجعل استثمار البنية التحتية أمرًا أساسيًا.

الأداء والدقة

  • هدف الذكاء الاصطناعي: حل المهمة بنجاح، ليس بالضرورة من خلال التعلم من البيانات
  • هدف التعلم الآلي: تحسين دقة التنبؤ من خلال التعلم من مجموعات البيانات التدريبية
  • ميزة التعلم العميق: تحقيق دقة عالية جدًا، متجاوزًا التعلم الآلي التقليدي مع توفر بيانات وقوة حوسبة كافية
دقة التعلم العميق (مع بيانات كافية) 95%+
دقة التعلم الآلي التقليدي 75-85%
المقايضة: التعلم العميق يحقق دقة أعلى لكنه يأتي بتكلفة متطلبات حوسبة أكبر وقابلية أقل لشرح النموذج.
الفروقات الرئيسية بين الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق
نظرة مقارنة على خصائص الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق

التطبيقات المناسبة

تطبيقات التعلم الآلي

أفضل للبيانات المنظمة ذات التعقيد والحجم المتوسط:

  • توقع سلوك العملاء
  • تحليل مخاطر الائتمان
  • كشف الاحتيال
  • تصفية البريد المزعج
  • التنبؤات التجارية
  • أنظمة التوصية

تطبيقات التعلم العميق

يتفوق مع البيانات غير المنظمة والتعرف على الأنماط المعقدة:

  • التعرف على الصور والوجوه
  • التعرف على الكلام وتوليده
  • معالجة اللغة الطبيعية
  • القيادة الذاتية
  • تحليل الصور الطبية
  • الذكاء الاصطناعي التوليدي (ChatGPT، DALL-E)

التطبيقات العملية للذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق

لفهم الفروقات بشكل أفضل، دعونا نستعرض أمثلة تطبيقية نموذجية لكل تقنية في سيناريوهات العالم الحقيقي:

تطبيقات الذكاء الاصطناعي

الذكاء الاصطناعي موجود في العديد من الأنظمة الذكية حولنا، من الخوارزميات التنبؤية إلى الأنظمة الذاتية:

  • محركات البحث: خوارزميات جوجل التنبؤية لفهم طلب المستخدم والاستعلامات
  • النقل: تطبيقات التوصيل مثل أوبر/جراب لتحسين المسارات والتسعير
  • الطيران: أنظمة الطيار الآلي في الطائرات التجارية
  • الألعاب: ديب بلو في الشطرنج، AlphaGo في لعبة جو
  • تطوير الألعاب: الذكاء الاصطناعي يتحكم في الشخصيات غير اللاعب باستخدام أنظمة قائمة على القواعد
ملاحظة: بعض أنظمة الذكاء الاصطناعي قد لا تستخدم التعلم الآلي. على سبيل المثال، قد يعتمد الذكاء الاصطناعي الذي يتحكم في شخصيات الألعاب فقط على قواعد ثابتة مبرمجة من المطورين.

تطبيقات التعلم الآلي

يُستخدم التعلم الآلي على نطاق واسع في العديد من المجالات، خصوصًا حيث يكون التعرف على الأنماط والتنبؤ ذا قيمة:

المساعدون الافتراضيون

سيري، أليكسا، مساعد جوجل يتعلمون من بيانات المستخدم لفهم الأوامر والرد بشكل مناسب.

أنظمة الأمان

مرشحات البريد المزعج وبرامج كشف البرمجيات الخبيثة تستخدم خوارزميات التعلم الآلي لتحديد التهديدات بناءً على الأنماط المكتسبة.

تحليلات الأعمال

التنبؤات، تحليل المخاطر المالية، وتوقع سلوك العملاء لاتخاذ قرارات استراتيجية.

أنظمة التوصية

اقتراحات الأفلام على نتفليكس، توصيات المنتجات على أمازون، وتوصيل المحتوى المخصص.

تطبيقات التعلم العميق

يدعم التعلم العميق الإنجازات الحديثة في الذكاء الاصطناعي، خصوصًا في المجالات التي تتطلب التعرف على الأنماط المعقدة:

التعرف على الكلام

تحويل الكلام إلى نص، وتمكين المساعدين الافتراضيين بفهم اللغة الطبيعية.

الرؤية الحاسوبية

كشف الأشياء، التعرف على الوجوه، تحليل الصور الطبية بدقة عالية.

المركبات الذاتية القيادة

السيارات ذاتية القيادة تحلل الفيديو والبيانات الحسية في الوقت الحقيقي لاتخاذ قرارات التنقل.

معالجة اللغة الطبيعية

الترجمة الآلية، تحليل المشاعر، توليد النصوص مع فهم السياق.

الذكاء الاصطناعي التوليدي

GPT-4 يدعم ChatGPT، DALL-E ينشئ الصور، النماذج الأساسية تولد محتوى جديد.

تشخيص الرعاية الصحية

تحليل الفحوصات الطبية، التنبؤ بنتائج الأمراض، تسريع اكتشاف الأدوية.

تأثير الاختراق: نماذج التعلم العميق المدربة على مجموعات بيانات ضخمة يمكنها تسريع خلق القيمة مرات عديدة مقارنة بالطرق التقليدية، خصوصًا في تطبيقات الذكاء الاصطناعي التوليدي.
التطبيقات العملية للذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق
تطبيقات العالم الحقيقي عبر تقنيات الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق

النقاط الرئيسية

فهم الفروقات بين الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق ضروري لاتخاذ قرارات تقنية مستنيرة واستخدام المصطلحات بشكل صحيح.

الذكاء الاصطناعي

الصورة الشاملة لذكاء الآلة، تشمل جميع الأساليب لمحاكاة الوظائف الإدراكية البشرية – سواء الأنظمة القائمة على القواعد أو المعتمدة على التعلم.

التعلم الآلي

فرع قوي من الذكاء الاصطناعي يمكّن الآلات من التعلم من البيانات والتحسن تدريجيًا، مما يجعله مثاليًا لمهام التعرف على الأنماط والتنبؤ.

التعلم العميق

أحدث تقنيات التعلم الآلي باستخدام الشبكات العصبية متعددة الطبقات التي تحقق أداءً متفوقًا مع مجموعات بيانات ضخمة، وتقود إنجازات الذكاء الاصطناعي الحالية.
اختيار النهج المناسب: أحيانًا يكون نموذج التعلم الآلي البسيط كافيًا لحل المشكلة، لكن التحديات المعقدة التي تشمل بيانات غير منظمة تتطلب التعلم العميق. فهم هذه الفروقات يساعدك على اختيار الحل الأنسب والأكثر فعالية من حيث التكلفة.

في المستقبل، مع نمو البيانات وزيادة الطلبات، من المتوقع أن يستمر التعلم العميق في لعب دور رئيسي في دفع تقدمات جديدة في مجال الذكاء الاصطناعي. التآزر بين هذه التقنيات سيفتح إمكانيات غير مسبوقة عبر الصناعات.

نظرة مستقبلية: تستمر الحدود بين الذكاء الاصطناعي، التعلم الآلي، والتعلم العميق في التطور. البقاء على اطلاع بهذه الفروقات وتطبيقاتها العملية سيكون حاسمًا للاستفادة الفعالة من هذه التقنيات في مشاريعك ومسيرتك المهنية.
المراجع الخارجية
تم إعداد هذا المقال بالرجوع إلى المصادر الخارجية التالية:
96 مقالات
روزي ها هي كاتبة في Inviai، متخصصة في مشاركة المعرفة والحلول المتعلقة بالذكاء الاصطناعي. بفضل خبرتها في البحث وتطبيق الذكاء الاصطناعي في مجالات متعددة مثل الأعمال التجارية، إنشاء المحتوى، والأتمتة، تقدم روزي ها مقالات سهلة الفهم، عملية وملهمة. تتمثل مهمة روزي ها في مساعدة الجميع على استغلال الذكاء الاصطناعي بفعالية لتعزيز الإنتاجية وتوسيع آفاق الإبداع.
بحث