هوش مصنوعی چگونه کار می‌کند؟

هوش مصنوعی با یادگیری از تجربه (داده‌ها) کار می‌کند، درست مانند انسان‌ها که از تجربه یاد می‌گیرند. در فرآیند آموزش، ماشین‌ها به تدریج دانش را از داده‌های نمونه تعمیم می‌دهند و مدل‌هایی برای کاربردهای بعدی شکل می‌دهند.

هوش مصنوعی (AI) روز به روز بیشتر در زندگی روزمره ما ظاهر می‌شود، از پیشنهادهای فیلم نتفلیکس گرفته تا خودروهای خودران مانند نمونه‌های Waymo. آیا تا به حال فکر کرده‌اید هوش مصنوعی چگونه کار می‌کند؟ پشت هر برنامه هوشمند، فرآیندی وجود دارد که به ماشین‌ها اجازه می‌دهد از داده‌ها یاد بگیرند و تصمیم‌گیری کنند.

در این مقاله، توضیحی ساده و قابل فهم درباره اصول پشت نحوه کار هوش مصنوعی ارائه خواهیم داد، با تمرکز ویژه بر سیستم‌های یادگیری ماشین که در قلب بیشتر هوش مصنوعی‌های مدرن قرار دارند.

هوش مصنوعی بر اساس داده‌ها «یاد می‌گیرد» و تصمیم می‌گیرد

در اصل، هوش مصنوعی با یادگیری از داده‌ها عمل می‌کند. به جای برنامه‌ریزی با قوانین ثابت برای هر موقعیت، سیستم‌های هوش مصنوعی (به ویژه آن‌هایی که از یادگیری ماشین استفاده می‌کنند) با مقادیر زیادی داده تغذیه می‌شوند و به طور خودکار الگوها یا قوانین پنهان درون آن داده‌ها را کشف می‌کنند.

سپس، آنچه را یاد گرفته‌اند برای پیش‌بینی یا تصمیم‌گیری هنگام مواجهه با داده‌های جدید به کار می‌گیرند. این فرآیند مشابه نحوه یادگیری انسان‌ها است: ما نمونه‌های زیادی را مشاهده می‌کنیم، نتیجه‌گیری می‌کنیم و سپس آن تجربه را در موقعیت‌های جدید به کار می‌بریم.

مثال واقعی: اگر بخواهید به هوش مصنوعی آموزش دهید که بین تصاویر گربه و سگ تمایز قائل شود، باید هزاران عکس برچسب‌خورده از گربه‌ها و سگ‌ها جمع‌آوری کنید. الگوریتم هوش مصنوعی این مجموعه داده عظیم را تحلیل می‌کند تا ویژگی‌هایی که گربه‌ها را از سگ‌ها متمایز می‌کند شناسایی کند – مانند داشتن سبیل، شکل‌های متفاوت صورت و غیره.

در طول آموزش، سیستم به تدریج پارامترهای داخلی را برای بهبود دقت تنظیم می‌کند. در نتیجه، هوش مصنوعی یک مدل شکل می‌دهد که قادر است تشخیص دهد آیا یک تصویر گربه است یا سگ. وقتی تصویر جدیدی (که قبلاً ندیده) داده می‌شود، مدل بر اساس آنچه یاد گرفته پیش‌بینی می‌کند که تصویر گربه است یا سگ. اگر پیش‌بینی اشتباه باشد، هوش مصنوعی می‌تواند با استفاده از الگوریتم‌های ریاضی برای بهبود دقت در دفعات بعدی تنظیم شود.

هوش مصنوعی بر اساس داده‌ها یاد می‌گیرد و تصمیم می‌گیرد
هوش مصنوعی بر اساس داده‌ها یاد می‌گیرد و تصمیم می‌گیرد

چهار مرحله کلیدی فرآیند یادگیری هوش مصنوعی

به زبان ساده، فرآیند یادگیری و عملکرد هوش مصنوعی معمولاً شامل مراحل کلیدی زیر است:

1

جمع‌آوری داده (ورودی)

ابتدا، هوش مصنوعی به داده ورودی نیاز دارد تا از آن یاد بگیرد. داده‌ها می‌توانند اشکال مختلفی داشته باشند: اعداد، متن، تصاویر، صدا و غیره و معمولاً با دقت جمع‌آوری و آماده‌سازی می‌شوند. برای مثال، برای آموزش هوش مصنوعی به تشخیص گربه، باید ده‌ها هزار تصویر گربه (و غیرگربه) جمع‌آوری و برچسب‌گذاری کنید.

اصل کلیدی: هرچه داده‌ها متنوع‌تر و فراوان‌تر باشند، هوش مصنوعی بهتر یاد می‌گیرد
2

آموزش مدل (یادگیری/تمرین)

مرحله بعدی جایی است که ماشین از داده‌ها یاد می‌گیرد. داده‌های ورودی به یک الگوریتم یادگیری (الگوریتم یادگیری ماشین) داده می‌شود. این الگوریتم به دنبال الگوها یا همبستگی‌ها در داده‌ها می‌گردد و به تدریج پارامترهای داخلی را برای تطبیق با داده‌ها تنظیم می‌کند.

در مورد شبکه‌های عصبی مصنوعی (که در یادگیری عمیق رایج هستند)، آموزش به معنای تنظیم وزن‌های اتصالات بین نورون‌ها در طی چندین تکرار است. هوش مصنوعی به طور مداوم سعی می‌کند روی داده‌های آموزشی پیش‌بینی کند و بر اساس تفاوت بین پیش‌بینی و نتیجه واقعی خود را اصلاح می‌کند (این فرآیند در شبکه‌های عصبی به نام پس‌انتشار خطا شناخته می‌شود).

تشبیه یادگیری: در این مرحله، هوش مصنوعی از تجربه (داده‌های نمونه) یاد می‌گیرد، مشابه دانش‌آموزانی که تمرین می‌کنند: اشتباه می‌کنند، از آن‌ها درس می‌گیرند و اصلاح می‌شوند.
3

انجام پیش‌بینی‌ها/نتایج (استنتاج)

پس از آموزش، هوش مصنوعی یک مدل آموزش‌دیده دارد. حالا وقتی داده ورودی جدیدی دریافت می‌کند (که قبلاً ندیده)، می‌تواند مدل یادگرفته شده را به کار ببرد تا پیش‌بینی یا تصمیم‌گیری کند.

  • مدلی که گربه و سگ را تشخیص می‌دهد می‌تواند به یک عکس جدید نگاه کند و با اطمینان بگوید «این یک گربه است»
  • هوش مصنوعی آموزش‌دیده روی داده‌های تراکنش بانکی می‌تواند پیش‌بینی کند کدام تراکنش‌ها تقلبی هستند
  • مدلی که روی داده‌های پزشکی آموزش دیده می‌تواند تشخیص‌هایی برای بیماران جدید پیشنهاد دهد

این مرحله به نام استنتاج شناخته می‌شود – هوش مصنوعی دانش یادگرفته شده را به موقعیت‌های واقعی اعمال می‌کند.

4

بازخورد و بهبود

یکی از ویژگی‌های مهم هوش مصنوعی (به ویژه سیستم‌های یادگیری ماشین) توانایی بهبود خود در طول زمان است. اگر هوش مصنوعی نتایجی تولید کند و بازخورد درباره دقت آن دریافت کند (مثلاً انسان‌ها نشان دهند پیش‌بینی درست بوده یا غلط)، می‌تواند مدل را تنظیم کند تا بهتر با داده‌ها سازگار شود.

برگردیم به مثال تشخیص گربه/سگ: اگر مدل برخی موارد را اشتباه طبقه‌بندی کند (مثلاً سگ را به جای گربه تشخیص دهد)، مهندسان می‌توانند داده‌های بیشتری درباره موارد دشوار اضافه کنند یا معماری/ابرپارامترهای مدل را تنظیم کنند تا هوش مصنوعی بهتر یاد بگیرد. با به‌روزرسانی‌های مداوم این‌چنینی، هوش مصنوعی به مرور دقیق‌تر و هوشمندتر می‌شود.

یادگیری مستمر: این مرحله مانند تصحیح تکالیف بر اساس بازخورد معلم و یادگیری از اشتباهات است. برای برخی سیستم‌های تخصصی هوش مصنوعی (مانند یادگیری تقویتی در بازی‌ها)، خودتنظیمی به صورت مداوم در حین عملکرد رخ می‌دهد.

سیستم‌های هوش مصنوعی با ترکیب سه قابلیت اصلی عمل می‌کنند: یادگیری از داده‌ها، به‌کارگیری منطق برای استنتاج نتایج، و خوداصلاحی از خطاها. در مرحله یادگیری، هوش مصنوعی اطلاعات را از داده‌ها جمع‌آوری و استخراج می‌کند (ایجاد «دانش»). در مرحله استنتاج، هوش مصنوعی از دانش یادگرفته شده برای مدیریت موقعیت‌های جدید و تولید نتایج استفاده می‌کند. و از طریق خوداصلاحی، هوش مصنوعی به طور مداوم عملکرد خود را برای بهبود دقت اصلاح می‌کند.

— اصول اصلی عملکرد هوش مصنوعی

این ترکیب یادگیری، استدلال و خودتنظیمی قدرت سیستم‌های هوش مصنوعی مدرن را شکل می‌دهد.

یک مثال ساده برای نشان دادن نحوه کار هوش مصنوعی

بیایید یک مثال واقعی را برای روشن‌تر کردن فرآیند بالا بررسی کنیم: یک چت‌بات هوش مصنوعی که به طور خودکار به پیام‌ها پاسخ می‌دهد. فرض کنید می‌خواهید یک چت‌بات بسازید که از مشتریان پشتیبانی کند و بتواند به طور طبیعی به سوالات به زبان ویتنامی پاسخ دهد.

جمع‌آوری داده

شما به یک مجموعه داده عظیم از مکالمات نیاز دارید تا چت‌بات را آموزش دهید زبان را بفهمد و چگونه پاسخ دهد. این داده ممکن است شامل میلیون‌ها سوال و جواب نمونه از چت‌های قبلی خدمات مشتری یا داده‌های پاک‌سازی شده از اینترنت (انجمن‌ها، شبکه‌های اجتماعی) باشد. هر سوال با پاسخ صحیح (برچسب) جفت شده است تا چت‌بات از آن یاد بگیرد.

آموزش چت‌بات

شما یک مدل زبان هوش مصنوعی انتخاب می‌کنید (مثلاً یک شبکه عصبی بزرگ ترنسفورمر) و آن را وادار می‌کنید کل مجموعه داده مکالمات جمع‌آوری شده را «بخواند». مدل یاد می‌گیرد چگونه سوالات را به پاسخ‌های مناسب مرتبط کند و چگونه از زبان طبیعی و روان استفاده کند. به تدریج، در هر تکرار، چت‌بات توانایی خود را برای درک زمینه و پاسخ مناسب بهبود می‌بخشد.

پاسخ کاربر

وقتی چت‌بات راه‌اندازی می‌شود، مشتری سوال جدیدی وارد می‌کند (که چت‌بات قبلاً ندیده است). چت‌بات سوال را تحلیل می‌کند، هدف اصلی را استخراج می‌کند (مثلاً مشتری درباره بازیابی رمز عبور سوال می‌کند) بر اساس آنچه یاد گرفته، سپس پاسخ مناسبی تولید می‌کند بر اساس دانش انباشته شده.

بهبود در طول زمان

پس از هر تعامل، شما می‌توانید بازخورد دهید که پاسخ چت‌بات درست یا نادرست بوده است (بر اساس بازخورد مشتری یا ارزیابی کارکنان پشتیبانی). اگر پاسخ چت‌بات رضایت‌بخش نباشد، داده این تعامل به مجموعه آموزش برای چرخه بهبود بعدی اضافه می‌شود. به لطف این، چت‌بات به طور مداوم دانش و پاسخ‌های خود را بهبود می‌بخشد.
تشبیه یادگیری: چت‌بات یاد می‌گیرد وقتی مشتری می‌پرسد «رمزم را فراموش کرده‌ام، چه کار کنم؟»، پاسخ باید راهنمای بازیابی رمز باشد نه پاسخ نامرتبط. این فرآیند شبیه به کارمند جدیدی است که هزاران اسکریپت سوال و جواب را می‌خواند تا کار را یاد بگیرد.

این مثال به وضوح نشان می‌دهد چگونه یک هوش مصنوعی عملی «یاد می‌گیرد» و عمل می‌کند: یادگیری از داده‌های گذشته برای به‌کارگیری در موقعیت‌های آینده. چه در طبقه‌بندی گربه/سگ باشد یا پاسخ به سوالات مشتری، اصل اساسی یکسان است.

یک مثال ساده برای نشان دادن نحوه کار هوش مصنوعی
یک مثال ساده برای نشان دادن نحوه کار هوش مصنوعی

هوش مصنوعی مولد چگونه کار می‌کند؟

یکی از روندهای برجسته اخیر در هوش مصنوعی، هوش مصنوعی مولد است – سیستم‌هایی که قادر به خلق محتوای جدید مانند متن، تصویر یا صدا هستند که قبلاً وجود نداشته‌اند. پس هوش مصنوعی مولد چگونه کار می‌کند و چه چیزی آن را متمایز می‌کند؟

هوش مصنوعی سنتی

طبقه‌بندی و پیش‌بینی

  • شناسایی الگوها
  • انجام پیش‌بینی‌ها
  • طبقه‌بندی داده‌ها
  • انتخاب از گزینه‌های موجود
هوش مصنوعی مولد

خلق محتوا

  • ایجاد محتوای جدید
  • تولید متن، تصویر، صدا
  • ترکیب الگوهای یادگرفته شده
  • ارائه خروجی‌های اصیل

در واقع، هوش مصنوعی مولد نیز بر پایه یادگیری عمیق از داده‌های عظیم است، اما به جای فقط پیش‌بینی یا طبقه‌بندی، مدل برای تولید خروجی‌های جدید بر اساس الگوهای یادگرفته شده آموزش داده می‌شود.

مدل‌های زبان بزرگ

مثلاً مدل زبان بزرگی مانند ChatGPT: این مدل روی میلیاردها کلمه متن (کتاب‌ها، مقالات، وب‌سایت‌ها) آموزش دیده تا روابط بین کلمات و جملات را یاد بگیرد.

  • ده‌ها میلیارد پارامتر
  • پیش‌بینی کلمه بعدی در توالی
  • ایجاد پاسخ‌های روان و متنی

تولیدکنندگان هنر هوش مصنوعی

تولیدکنندگان هنر هوش مصنوعی مانند Midjourney و DALL-E با یادگیری عمیق «زبان» تصاویر کار می‌کنند و سپس محصولات بصری جدید را بر اساس درخواست می‌سازند.

  • مدل‌های پایه آموزش‌دیده روی مجموعه داده‌های عظیم
  • معماری ترنسفورمر
  • تولید محتوای خلاقانه

هنگام استفاده، به جای پاسخ دادن با جواب‌های ذخیره شده قبلی، ChatGPT پاسخ‌های جدید را با انتخاب هر کلمه بعدی بر اساس احتمالات یادگرفته شده ایجاد می‌کند. نتیجه متنی روان است که سبک زبان داده‌های آموزشی را منعکس می‌کند اما محتوایی کاملاً جدید دارد.

مثال خلاقانه: وقتی می‌پرسید «داستانی درباره گربه‌ای که برنامه‌نویسی می‌داند بنویس»، ChatGPT از درک زبان و داستان‌های بی‌شماری که خوانده استفاده می‌کند تا به طور خلاقانه داستانی کاملاً جدید بر اساس درخواست شما بسازد.

این امکان را به برنامه‌هایی مانند ChatGPT یا Midjourney می‌دهد تا محتوای جدید (متن، تصویر، موسیقی و غیره) بر اساس دانش یادگرفته شده تولید کنند، نه فقط انتخاب پاسخ‌های از پیش موجود.

ویژگی خاص هوش مصنوعی مولد این است که نه تنها شناسایی یا تحلیل می‌کند بلکه تا حدی خلق می‌کند. البته این خلاقیت هنوز بر اساس آنچه هوش مصنوعی یاد گرفته است است – الگوهایی که دیده را ترکیب و تبدیل می‌کند تا چیزی جدید بسازد. اما نتایج می‌توانند بسیار متنوع و غنی باشند و هوش مصنوعی مولد را به ابزاری قدرتمند در خلق محتوا، طراحی، سرگرمی و بسیاری زمینه‌های دیگر تبدیل کنند.

— قدرت هوش مصنوعی مولد
نحوه کار هوش مصنوعی مولد
نحوه کار هوش مصنوعی مولد

نکات کلیدی

خلاصه اینکه، هوش مصنوعی با یادگیری از تجربه (داده‌ها) درست مانند انسان‌ها یاد می‌گیرد. از طریق آموزش، ماشین‌ها به تدریج دانش را از داده‌های نمونه تعمیم می‌دهند و مدل‌هایی برای کاربردهای بعدی شکل می‌دهند.

کشف الگو

هوش مصنوعی الگوهای پنهان در داده‌ها را کشف می‌کند تا مسائل را به طور مؤثر حل کند

یادگیری مستمر

سیستم‌ها از طریق آزمون و خطا به طور مداوم عملکرد خود را بهبود می‌بخشند

کاربردهای عملی

از تشخیص تصویر تا تولید خودکار متن و خلق هنر

اگرچه الگوریتم‌های پایه ممکن است متفاوت باشند – از درخت‌های تصمیم ساده تا شبکه‌های عصبی عمیق با میلیاردها پارامتر – هدف مشترک هوش مصنوعی کشف الگوهای پنهان است که به حل مسائل کمک می‌کند. به لطف داده‌های عظیم و محاسبات قدرتمند امروزی، هوش مصنوعی به نتایج چشمگیری دست یافته است، از تشخیص دقیق تصویر و صدا گرفته تا توانایی نوشتن خودکار متن و خلق هنر.

درک هوش مصنوعی: امیدواریم این توضیح دید واضح‌تر و شهودی‌تری از اینکه چگونه هوش مصنوعی پشت صحنه «فکر» می‌کند و عمل می‌کند به شما بدهد. هوش مصنوعی دیگر یک «جعبه سیاه» مرموز نیست – در اصل نتیجه فرآیند یادگیری از داده‌ها و آزمون و خطا است که به طور مداوم بهبود می‌یابد، درست مانند نحوه کسب دانش و مهارت‌های انسان‌ها.

برای دریافت تازه‌ترین دانش‌های هوش مصنوعی، INVIAI را دنبال کنید!

منابع خارجی
این مقاله با ارجاع به منابع خارجی زیر تهیه شده است.
96 مقالات
رزی ها نویسنده‌ای در Inviai است که تخصصش در به اشتراک‌گذاری دانش و راهکارهای هوش مصنوعی می‌باشد. با تجربه‌ای گسترده در پژوهش و کاربرد هوش مصنوعی در حوزه‌های مختلفی مانند کسب‌وکار، تولید محتوا و اتوماسیون، رزی ها مقالاتی ساده، کاربردی و الهام‌بخش ارائه می‌دهد. مأموریت رزی ها کمک به افراد برای بهره‌برداری مؤثر از هوش مصنوعی به منظور افزایش بهره‌وری و گسترش ظرفیت‌های خلاقیت است.
جستجو