الثورة التكنولوجية القادمة هي تعلم الآلة، سنقدم لكم في مقالتنا التالية شرح تعلم الآلة للأطفال بطريقة مبسطة وميسّرة لمساعدتهم على فهمها.
كانت الخوارزميات التي تشكل قلب التعلم الآلي موجودة منذ عقود، لكن أجهزة الكمبيوتر لم تصل إلا مؤخرًا إلى مستوى قوة المعالجة اللازمة لاستخدام التقنيات في السيناريوهات العملية.
يمكن لبرامج الذكاء الاصطناعي (AI) اليوم أن تتعلم التعرف على الأشياء في الصور والفيديو والترجمة بين اللغات وحتى إتقان ألعاب الأركيد وألعاب الطاولة.
في بعض الحالات، مثل برنامج AlphaGo التابع لشركة DeepMind ، يتجاوز الذكاء الاصطناعي أفضل البشر في المهمة التي يقومون بها!
ما هو التعلم الآلي؟
التعلم الآلي هو أحد تطبيقات الذكاء الاصطناعي حيث نمنح الآلات إمكانية الوصول إلى البيانات ونسمح لهم باستخدام تلك البيانات للتعلم بأنفسهم.[1]
إنه في الأساس جعل الكمبيوتر يقوم بأداء مهمة دون أن تتم برمجته بشكل صريح للقيام بذلك.
شرح تعلم الآلة للأطفال.
ربما شاهد أطفالك مسابقة روبوتات المعركة من قبل، أليس كذلك؟ كما تعلم، حيث يتم تشفير الروبوتات باستخدام خوارزمية (مجموعة من الإرشادات التي يتم اتباعها لإنجاز مهمة؛ إنها عملية تفكير الكمبيوتر) لمهاجمة و “محاربة” بعضها البعض.
حسنًا، إذا تم استخدام التعلم الآلي في هذه الحالة، فإن الروبوت نفسه سيتخذ قرارًا في الوقت الحالي بناءً على المعلومات التي تم تقديمها.[1]
بمعنى، سيختار الروبوت تنفيذ الخيار A أو الخيار B، بدلاً من إخباره من خلال التعليمات البرمجية لتنفيذ الخيار A دائمًا بغض النظر عن السبب.
لذلك، بدلاً من تشفير البرامج بتعليمات محددة، يقوم التعلم الآلي بتدريب خوارزمية حتى تتمكن من تعلم كيفية اتخاذ القرارات بنفسها.
كيف يعمل تعلم الآلة؟
بعد شرح تعلم الآلة للأطفال، حان الوقت لشرح آلية عمله.كما ذكرنا، فإن التعلم الآلي يدور حول تدريب خوارزمية.
من أجل تدريب خوارزمية، فأنت بحاجة إلى شبكة عصبية، وهي مجموعة من الخوارزميات المستوحاة من الشبكات العصبية البيولوجية – على غرار الدماغ البشري، والذي يتكون من الخلايا العصبية الفردية متصلة ببعضها البعض.
في التعلم الآلي، تعتبر الخلية العصبية عنصر معالجة بسيطًا ومترابطًا يعالج المدخلات الخارجية. تستقبل الخلية العصبية البيانات من خلال مدخلاتها، وتعالج البيانات باستخدام الأوزان والتحيزات ووظيفة التنشيط ثم ترسل النتيجة إلى الأمام كمخرجاتها.[1]
بمجرد حصولك على خلية عصبية تأخذ بيانات الإدخال وتخرج قيمة، سيكون عليك تدريبها عن طريق ضبط الأوزان والتحيزات داخل الخلية العصبية حتى يصبح الناتج مثاليًا.
يستخدم التعلم الآلي هذه الخلايا العصبية في مجموعة متنوعة من المهام مثل التنبؤ بنتيجة حدث ما، مثل سعر السهم، أو حتى حركة لاعب كرة القدم أثناء المباراة. يستخدم العصبون بيانات الإدخال من أي أحداث سابقة للتنبؤ بالنتيجة.
إقرأ أيضاً… 5 طرق ممتعة لتعليم الأطفال الحروف الأبجدية العربية.
ما الذي يمكن أن يفعله التعلم الآلي؟
يعد التعلم الخاضع للإشراف إحدى الفئات الرئيسية لمشاكل التعلم الآلي. هذه هي المشاكل حيث تتوفر بيانات التدريب حتى يتمكن البرنامج من الحصول على ملاحظات حول أدائه أثناء التعلم.[2]
تقع المهام، مثل ممارسة الألعاب وتحديد الأشياء، تحت التعلم الخاضع للإشراف لأن الكمبيوتر يحصل على ردود الفعل أثناء تعلمه.
هل خمن ما هو الكائن الموجود في الصورة بشكل صحيح؟ هل حصلت على درجة عالية في اللعبة، أو خسرت 10 ثوانٍ في اللعب؟
تسمح التعليقات لها بتعديل عملية اتخاذ القرار حتى تتمكن من القيام بعمل أفضل في المرة القادمة. فئتان من أكثر الفئات الفرعية شيوعًا لمشاكل التعلم تحت الإشراف هما التصنيف والتعلم المعزز.[2]
- في مشكلة التصنيف، يتم إعطاء البرنامج مجموعة من المدخلات ويجب أن يتعلم تصنيف هذه المدخلات بشكل صحيح، مثل مرشح البريد الإلكتروني العشوائي أو برنامج التعرف على الصور.
- في التعلم المعزز، يتفاعل البرنامج مع البيئة ديناميكيًا، ويختار مسار عمله التالي. بناءً على الحالة الحالية للبيئة، والمكافآت الإيجابية والسلبية، والإجراءات المتخذة، يجب أن يتعلم البرنامج أفضل طريقة لإنجاز المهمة.
يمكن لبرامج التعلم المعزز تعلم لعب Pac-Man، وإتقان ألعاب Go and Chess، والتنافس ضد المحترفين في Dota 2، وحتى البدء في تعلم لعب أنواع مختلفة من ألعاب الفيديو، وألعاب استراتيجية أكثر تعقيدًا مثل Starcraft 2.
شرح أمثلة تعلم الآلة للأطفال.
يستخدم التعلم الآلي لإيجاد حلول لمختلف التحديات التي تنشأ عبر مجموعة متنوعة من السيناريوهات والبيئات المختلفة.[3]
1. السيارات الذكية.
يمكن للتعلم الآلي تقييم بيئة القيادة وحالة السائق بناءً على المعلومات التي تم الحصول عليها من أجهزة استشعار خارجية وداخلية مختلفة.
على سبيل المثال، يمكن للسيارة الذكية إجراء ملاحظة واكتشاف كائن ما، ويمكنها بعد ذلك تحديد هذا الكائن باستخدام التعلم الآلي.
نظرًا لوجود العديد من الكائنات المختلفة في العالم، فسيكون من المستحيل تقريبًا ترميز ماهية كل كائن أو يمكن أن يكون في إطار السيارة.
ومع ذلك، إذا قمت بتعليم السيارة كيفية التعرف على الأشياء من خلال التعلم الآلي، فيمكنها اتخاذ هذه القرارات بنفسها.
2. توصيات الموسيقى والفيديو.
ربما تساءل الأطفال المعتادين على تطبيقات الموسيقى عن كيفية اقتراح التطبيق لأغاني أخرى قد يستمتعون بالاستماع إليها.
نفس الشيء مع YouTube — كيف يعرف الفيديو الذي قد يرغب الأطفال في مشاهدته بعد ذلك؟ كل هذا أصبح ممكنًا بفضل التعلم الآلي.
يتم تدريب الخوارزمية باستخدام مقاطع الفيديو التي تمت مشاهدتها مسبقًا، ومن ثم من تلك المعلومات، تبني وتحسن خوارزمية تحدد ذوق المستمع أو المشاهد.
3. البحث في الويب.
عملية العثور على النتائج بعد البحث عن شيء ما في محرك البحث معقدة بشكل لا يصدق وتستخدم التعلم الآلي. كيف يعرف Google أن كل آلاف النتائج المدرجة مرتبطة باستعلام بحث؟
لا أحد يصنف يدويًا كل شيء على الإنترنت. إنه شكل متقدم جدًا من الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي الذي يقرر أي الصور هي “كلاب” و “قطط” وأي المقالات مرتبطة بـ “وحش البحيرة” أو “كائن فضائي”.
تعلم الآلة كمهنة.
بعد شرح تعلم الآلة للأطفال، يجب أن يكون واضحًا الآن أن التعلم الآلي هو أحد أروع المجالات الناشئة في التكنولوجيا – ولكن لماذا يجب على طفلك أن يتدخل ويبدأ في التعلم عنها؟
في السنوات القادمة، تأمل العديد من الشركات مثل DeepMind و OpenAI في حل الذكاء الاصطناعي العام. وهو مصطلح للذكاء الاصطناعي يمكنه التعلم وتنفيذ أي مهمة موضوعة أمامه.
من المحتمل أن هذا الأمر لا يزال يحتاج إلى سنوات في المستقبل، ولكن لديه القدرة على إحداث ثورة في كيفية تفاعل البشر مع التكنولوجيا وسوق العمل والمجتمع بشكل عام.
على المدى الأقصر، يحتوي التعلم الآلي على تطبيقات تجارية عملية مثل تحليل كميات كبيرة من البيانات، وتشغيل المركبات ذاتية القيادة، ومساعدة التشخيصات الطبية.
مع تقدم أبحاث الذكاء الاصطناعي، سيزداد عدد المهام التي يمكن أن يؤديها فقط. الشركات في حاجة ماسة بالفعل لخبراء الذكاء الاصطناعي وتوظف بقوة من لديهم خبرة في هذا المجال.
المصادر:
[1] What is Machine Learning? – IBM
