التطورات التكنولوجية والتقنية تستمر في مفاجأتنا بين الحين والآخر، فمنذ انتشار شبكة الإنترنت في القرن الماضي ولم يتوقف علماء التكنولوجيا عن تطوير التقنيات بحيث تكون مواكبة لما نمر به من أعمال وأنشطة يومية وتعليمية وصحية وما إلى ذلك.
ومؤخرًا برز دور الذكاء الاصطناعي بصورة واضحة جدًا في العديد من المجالات الكبرى في حياة البشر، بل وبدأ يحل محل الدور البشري في الكثير من المجالات، ولا بد من الإشارة إلى أنه من الضروري جدًا أن نواكب الذكاء الاصطناعي ونتعامل معه بصورة جديّة كي لا يفوتنا قطار التطور هذا الذي يسير بسرعة كبيرة إذا لم نواجهها قد تتأثر أعمالنا.
في مقالنا التالي، سنقدم لك دور الذكاء الاصطناعي في مجال مهم جدًا يؤثر على حياتنا اليومية في أمور عدّة وهو مجال الهندسة.
كيف بدأ الذكاء الاصطناعي؟
ظهر الذكاء الاصطناعي Artificial intelligence (AI) في خمسينات القرن الماضي، وقد تم استخدام مصطلح الذكاء الاصطناعي لأول مرة في مؤتمر جامعة دارتمورث عام 1956، ومنذ ذلك الحين بدأ العلماء والمبتكرون والباحثون بدراسة معمقة للذكاء الاصطناعي وإجراء بحوث واسعة في هذا المجال، والسعي لابتكار العديد من الآلات والروبوتات التي تتميز بمزايا AI.
يمكن القول بأن الذكاء الاصطناعي عبارة عن مجموعة من التقنيات التي تحاكي الذكاء البشري عن طريق اعتمادها على بيانات معينة يتم معالجتها وترتيبها اعتمادًا على خوارزمية مناسبة، ومن ثم تقديم نتائج تتسم بالدقة والموثوقية وربما تكون خالية من الأخطاء بنسبة كبيرة جدًا، مقارنة بتلك الصادرة من قبل البشر.
إن الذكاء الاصطناعي يعد من التقنيات التي غزت عالمنا في مؤخر وبدأنا نرى أنها حلت محل البشر في العديد من المجالات كالصحة والهندسة والبرمجة وما إلى ذلك، ويتوقع للذكاء الاصطناعي أن يستمر بالنمو بصورة متسارعة أكثر مما كان متوقعًا وذلك بسبب منافسة كبرى شركات التكنولوجيا على هذا المجال.
دور الذكاء الاصطناعي في الهندسة
إن للذكاء الاصطناعي دورًا هامًا في العديد من المجالات الهندسية وقد ساعد بشكل ملحوظ على تحسين جودة العمل وقلل من معدلات الأخطاء وساعد على تسريع وتيرة العمل.
فيما يلي سنطلعكم على أبرز ما قدمه الذكاء الاصطناعي في بعض مجالات الهندسة:
الذكاء الاصطناعي في مجال الهندسة المعمارية
تقنيات الذكاء الاصطناعي وفرت العديد من الإمكانيات المهمة بالنسبة للمهندسين المعماريين، إذ دخلت هذه التقنيات بأهم أنظمة التصميم المعماري مثل التصميم التوليدي والخوارزميات الجينية، الأمر الذي ساعد المهندسين على تقديم الحلول المعمارية الرائعة والمتطورة والتي يمكن من خلالها الانتهاء من مشروع ما خلال زمن قياسي لا يمكن تحقيقه بالأساليب التقليدية.
لا بد من الإشارة إلى أن التصميم التوليدي يعتمد على تقنيات الذكاء الاصطناعي من أجل تحليل مئات بل وآلاف البيانات، الأمر الذي يتيح للمهندسين المعماريين إنتاج تصميمات معمارية دقيقة في غضون دقائق بدلًا من الاستغراق بهذه المهمة لأسابيع طويلة عبر استخدام الطرق والبرامج التقليدية.
الجدير بالذكر أن الذكاء الاصطناعي قد تم دمجه مع التصميم التوليدي، وعليه فقد أصبح من الممكن توفير مثل هذه التصاميم بكل سهولة وفعالية وبوقت قياسي، ويمكن للمهندسين المعماريين الاستفادة من عملية الدمج هذه من أجل إنتاج تصاميم لمبانٍ تتميز بالدقة والتكامل بشكل رهيب، كما يمكن أيضًا استخدامها في أعمالهم اليومية من أجل تصميم مجموعة واسعة من المباني المختلفة كالفلل والمباني والمراكز التجارية ونحوه، يمكن القول بأن هذه التكنولوجيا تتيح إمكانية معالجة البيانات المتنوعة المتعلقة بأكواد البناء وتقسيم المناطق والتصميمات الداخلية للمباني وتحليل المساحات واتجاه الرياح والضوء والخصوصية بين الغرف وغيرها.
يساعد الذكاء الاصطناعي على أتمتة عمليات التصميم المعماري بكفاءة عالية، الأمر الذي يتيح للمهندسين المعماريين الاستفادة منه بطريقة فعالة ويساعدهم ذلك على تقليل التكاليف وتعزيز التطور والابتكار في مجال الهندسة المعمارية وتحسين جودة التصميم والاستدامة أيضًا.
يمكن القول بأن التصاميم المعمارية التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي تكتسب شعبية بين شركات التطوير العقاري أكثر من غيرها، فهي تتميز بمخاطرها القليلة ودقتها وسرعة تنفيذها.
الذكاء الاصطناعي في مجال الهندسة الميكانيكية
أثرت تقنيات الذكاء الاصطناعي بشكل كبير في مجال الهندسة الميكانيكية فقد عملت على تحسين كفاءة التصميم ودقته بشكل ملحوظ، ولتعرف أكثر دور الذكاء الاصطناعي في مجال الهندسة الميكانيكية تابع ما يلي:
- ساعدت تقنيات الذكاء الاصطناعي على تحسين عملية التصميم الميكانيكي عن طريق تحليلها للبيانات والمعلومات وتقديم اقتراحات للتصاميم لتظهر بكفاءة ودقة عالية.
- يمكن استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي من أجل تحسين عملية اختيار المواد المستخدمة في التصميم الميكانيكي والتصميم الهيكلي.
- يستخدم من أجل تحليل أداء الأنظمة الميكانيكية ويعمل على تحسينها.
- تحليل البيانات الناتجة عن اختبارات أداء الأنظمة الميكانيكية من أجل تحديد عيوبها والعمل على تحسينها.
- يساعد في عمليات التصنيع الميكانيكي الأمر الذي يزيد من كفاءة التصنيع والدقة وقلة حدوث الأخطاء.
- يمكن الاعتماد على الذكاء الاصطناعي من أجل تحليل البيانات الصادرة عن أنظمة المراقبة وتحديد المشاكل المحتمل حدوثها واتخاذ إجراءات الصيانة قبل أن تحدث.
- توفر تقنيات الذكاء الاصطناعي فرصًا جديدة للابتكار والتطور في مجال الهندسة الميكانيكية.
الذكاء الاصطناعي في مجال الهندسة الإلكترونية
أثر الذكاء الاصطناعي على الهندسة الإلكترونية في كثير من الجوانب، منها قدرته على التعلم من التجارب السابقة وعدم تكراره للأخطاء مما جعله قادرًا على أداء مهمات بوقت قياسي تفوق قدرات البشر، وعليه فقد تم استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي من أجل تصميم وتطوير أنظمة وأجهزة إلكترونية في مجال الهندسة الإلكترونية والتي عادةً ما تتطلب ذكاء وكفاءة عالية جدًا عند تصميمها.
يستغل الذكاء الاصطناعي خوارزميات التعلم الآلي، وعليه فإنه يمكّن المهندسين الإلكترونيون من التنبؤ بموعد تعطل النظام أو الجهاز، مما يساعد ذلك على منع الأعطال غير المتوقعة ويقلل من نسبة حدوثها بصورة كبيرة، الأمر الذي يؤدي إلى زيادة عمر الأجهزة الإلكترونية ويوفر مبالغ مالية هائلة كانت ستدفعها الشركات مقابل إصلاح تلك الأجهزة أو الأنظمة لو لم يكن الذكاء الاصطناعي موجودًا.
كما عمل الذكاء الاصطناعي على تحقيق إنجازات قوية في مجال أتمتة التصميم الإلكتروني، إذ مكّن المهندسون من أتمتة عملية تصميم الأنظمة الإلكترونية باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي الأمر الذي ساعد على تحسين مثل هذه التصميمات بكفاءة وجودة عالية.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الذكاء الاصطناعي يلعب دورًا حاسمًا في تحسين وظائف الأجهزة الإلكترونية كالهواتف الذكية وأجهزة الحاسوب وما إلى ذلك، فهو يجعل تلك الأجهزة سهلة الاستخدام بشكل ملحوظ، عن طريق دمج الذكاء الاصطناعي معها الأمر الذي مكًن المهندسين من إنشاء أنظمة تحاكي أوامر البشر وتتكيف مع سلوكه وتتعلم من الأخطاء.
بالرغم من المزايا القوية التي حققها الذكاء الاصطناعي في مجال الهندسة الإلكترونية، إلا أن هناك مجموعة من التحديات مثل الخصوصية والأمان وخطر تسرب البيانات وتعرضها لهجمات سيبرانية، لذا لا بد من المهندسين أخذ الحيطة والحذر من أجل مواجهة مثل هذه التحديات.
أبرز المجالات التي دخل بها الذكاء الاصطناعي
دخل الذكاء الاصطناعي في العديد من المجالات، والتي لم يكن متوقعًا أن يكون متواجدًا بها وأن البشر قادرون على أدائها أكثر من الآلات، لكن الذكاء الاصطناعي ثبت عكس ذلك تمامًا.
وعليه هناك مجموعة من المجالات التي نرى تواجد الذكاء الاصطناعي بها، نذكر لكم هنا عددًا منها:
- قطاع الرعاية الصحية، إذ بدأت تقنيات الذكاء الاصطناعي بالدخول في العديد من المجالات في هذا القطاع مثل تشخيص الأمراض، ورعاية المرضى، وإعداد السجلات المرضية وإدارة الأقسام وغيرها.
- قطاع الاتصالات، الذكاء الاصطناعي بالطبع متواجدًا في هذا القطاع مثل الإنترنت، شبكات الحاسوب، والبث الإذاعي والتلفزيوني وما إلى ذلك.
- قطاع النقل، دخل الذكاء الاصطناعي في قطاع النقل الجوي والطيران والمركبات ذاتية القيادة وهندسة النقل والمرور.
- الهندسة بمختلف تخصصاتها مثل الهندسة المعمارية والميكانيكية.
- علوم الحياة و البيولوجية وعلوم الوراثة والأعصاب ونحوه.
تطبيقات دخل بها الذكاء الاصطناعي في الهندسة
دخل الذكاء الاصطناعي في مجال الهندسة بالعديد من التطبيقات المهمة التي ساعدت على تعزيز العمل الهندسي وزادت من كفائته وسرّعت عجلة العمل، فيما يلي سنزودكم بأبرز هذه التطبيقات:
- ساعد الذكاء الاصطناعي على تطوير النظريات الهندسية وتطبيقاتها.
- قدّم الذكاء الاصطناعي تحليلات ومقترحات معمارية اعتمادا على المعلومات المتوفرة.
- تصميم آلات ذكية وحديثة تخدم المجال الهندسي.
- استخدام الذكاء الاصطناعي في تشغيل الآلات وقيادتها.
- نمذجة الشبكات العصبية وتطويرها.
- استخدام أجهزة الذكاء الاصطناعي في إجراء عمليات استخراج البيانات في علوم الكمبيوتر وهندسة البرمجيات.
- دراسة قواعد البيانات الإلكترونية الكبيرة.
- تتعامل تطبيقات الذكاء الاصطناعي في مجال الهندسة مع تدفق البيانات والعمليات اللوجستية.
- يمكن اعتماد الذكاء الاصطناعي في الرياضيات أيضًا كونه يعد من الأساسيات التي تعتمد عليها المبادئ الهندسية.
- الذكاء الاصطناعي بمثابة أداة لحل المشاكل بسرعة بالنسبة للمهندسين وذلك عندما يتم إدخال المعادلات الحسابية في جهاز يعمل بالذكاء الاصطناعي.
- قد تساعد تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي أيضًا في مجال هندسة الروبوتات إذ يمكن إنتاج روبوتات تقوم بوظائف لا يمكن للبشر القيام بها.
تحديات الذكاء الاصطناعي
من الطبيعي أن يكون هناك مجموعة من التحديات التي ترتبط بتقنية أو أداة أو نظام جديد يدخل حيز التنفيذ، وعليه فإن الذكاء الاصطناعي AI يواجه مجموعة من التحديات التي قد تؤثر على كفاءة استخدامه بالطريقة الصحيحة.
فيما يلي سنذكر لكم أبرز التحديات التي يواجهها الذكاء الاصطناعي في الوقت الراهن:
- الذكاء الاصطناعي لا يزال جديداً وهناك الكثير من التفاصيل التي يتوجب على الأشخاص فهمها بصورة واضحة جدًا قبل أن يتم استخدامه، لذلك فإن قلة فهم كيف يعمل الذكاء الاصطناعي تعد من التحديات التي تحول دون تحقيقه للأهداف المحددة.
- إن قلة معرفة الأشخاص لمجال الذكاء الاصطناعي قد يؤدي إلى إعاقة تطوير أنظمته بشكل موثوق ودقيق.
- من أهم التحديات التي يواجهها الذكاء الاصطناعي هي تلك التي تتعلق بالخصوصية، وذلك لأن أنظمته تعتمد على كميات مهولة من البيانات التي يتم استخدامها لتدريب أنظمة الذكاء الاصطناعي والتأكد من فعاليتها، ومن هنا يمكن أن تتضمن هذه البيانات معلومات شخصية وحساسة الأمر الذي يؤدي إلى ظهور مخاوف تتعلق بالخصوصية وحماية البيانات.
- تتطلب أنظمة الذكاء الاصطناعي قوة معالجة كبيرة لأداء المهام المعقدة التي تقوم بها، الأمر الذي يؤدي إلى ارتفاع تكاليف البنية التحتية.
- أنظمة الذكاء الاصطناعي تعتمد بشكل كبير على بيانات كثيرة ومتنوعة من أجل ضمان تحقيقها أفضل أداء، وهناك بعض الأنظمة لا تتمتع بهذه البيانات الأمر الذي يؤثر على الجودة.
- في بعض الأحيان قد تنتج أنظمة الذكاء الاصطناعي نتائج غير موثوقة لأسباب عديدة منها أن البيانات التي يتم جمعها قد تكون غير مكتملة أو غير دقيقة.
- هناك شكوك لدى الأفراد وتردد من استخدام أنظمة الذكاء الاصطناعي وقلة ثقتهم بها، السبب في ذلك قد يكون من عدم فهمهم لكيفية عمل هذه الأنظمة.
مخاطر الذكاء الاصطناعي
على الرغم من المزايا القوية التي يمكن للذكاء الاصطناعي تحقيقها للبشرية في كافة المجالات، والتي بدورها قد تقلل من تكرار حدوث الأخطاء وزيادة مستويات الدقة، إلا أن هناك مجموعة من المخاطر التي تحول دون تحقيق الذكاء الاصطناعي لمثل هذه المزايا.
في النقاط التالية سنقدم لكم مجموعة من المخاطر التي يمكن أن تحدث بسبب استخدام الذكاء الاصطناعي:
- إن إعداد أنظمة ذكاء اصطناعي من الصفر، أو الاعتماد على أي برنامج أو تطبيق خاص بالذكاء الاصطناعي يعد مكلف جدًا نوعًا ما، ويحتاج إلى تحديث بصورة يومية كون مثل هذه الأنظمة ما تزال في مرحلة جمع البيانات وليس لديها ما يكفي من البيانات التي يمكن الاعتماد عليها 100%.
- أنظمة الذكاء الاصطناعي معقدة جدًا ولا يمكن تعلمها بسهولة.
- الذكاء الاصطناعي قد يحل محل البشر في مجالات عديدة الأمر الذي يجعل البشرية في حالة من الكسل والاتكالية في غالبية الوظائف.
- في الوقت الراهن نشهد طفرة في الذكاء الاصطناعي فهو يحل محل غالبية المهام الروتينية والأعمال الأخرى عبر الروبوتات، الأمر الذي يمكن أن يزيد من معدلات البطالة الأمر الذي يسبب مشاكل للأجيال القادمة.
- لا يوجد في الآلات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي أي عواطف ما يعني أنها لا تستطيع تطوير علاقة مع البشر.
- لا يوجد أي إبداع، بل إن الذكاء الاصطناعي خلق مشكلة الافتقار إلى التفكير خارج الصندوق.
كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي
إذا كنت ترغب باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي (AI) لأداء مهام معينة بكفاءة ودقة عالية، عليك أن تلتزم بمجموعة من الخطوات التي سنذكرها لك بشكل مفصّل على النحو الآتي:
- تحديد المشكلة: عليك أن تحدد المشكلة التي ترغب باستخدام الذكاء الاصطناعي لحلها.
- جمع البيانات: من المهم أن تقوم بجمع كافة البيانات الضرورية ذات الصلة بالمشكلة بحيث يمكن استخدامها من أجل تدريب نظام الذكاء الاصطناعي.
- اختيار الخوارزمية المناسبة: لا بد من تحديد خوارزمية الذكاء الاصطناعي المناسبة للمشكلة التي تريد حلها، فهناك العديد من الخوارزميات التي يمكنك اعتمادها مثل شجرة القرار، الشبكات العصبية وما إلى ذلك.
- تدريب نظام الذكاء الاصطناعي: الآن عليك استخدام البيانات التي قمت بجمعها من أجل إخضاع نظام الذكاء الاصطناعي للتدريب اللازم، بما في ذلك توفير البيانات للخوارزمية وتعديلها لتحسين دقتها.
- اختبار نظام الذكاء الاصطناعي: بعد أن قمت بتدريب نظام الذكاء الاصطناعي، عليك أن تختبره كي تضمن دقته وجودته، وذلك عن طريق استخدام أو نشر مجموعة من البيانات والتحقق منها عبر النظام.
- نشر نظام الذكاء الاصطناعي: بعد أن تأكدت من دقة النظام واختبرته بشكل صحيح 100%، الآن يمكنك أن تنشره للاستخدام والتأكد من تكامله مع أنظمتك الحالية أو التي تنشئها.
- مراقبة نظام الذكاء الاصطناعي: من الضروري جدًا أن تستمر بمراقبة نظام الذكاء الاصطناعي دائمًا كي تضمن التأكد من أن يعمل بصورة صحيحة خالية من الأخطاء، ويمكنك إخضاعه للتحديث عن الضرورة لإدخال التحسينات على أدائه.
الخاتمة
دخل الذكاء الاصطناعي في العديد من المجالات الهندسية وساعد على تحسين جودة العمل وقلل من معدلات الأخطاء وعمل على تسريع وتيرة العمل، ففي مجال الهندسة المعمارية وفر العديد من الإمكانيات المهمة بالنسبة للمهندسين المعماريين مثل التصميم التوليدي والخوارزميات الجينية، أما في الهندسة الميكانيكية فقد ساعد الذكاء الاصطناعي على تحسين عملية التصميم الميكانيكي عن طريق تحليلها للبيانات والمعلومات وتقديم اقتراحات للتصاميم لتظهر بكفاءة ودقة عالية.