کاربرد هوش مصنوعی و کلان داده

هوش مصنوعی طی چند سال گذشته به طور قابل توجهی تکامل یافته و عملکرد و محبوبیت آن روز به روز در حال افزایش می‌باشد. شاید خیلی‌ها با شنیدن عبارت «هوش مصنوعی»، به یاد ربات‌‏ها، فیلم‏های علمی تخیلی و بازی‌‏های کامپیوتری، به‌ویژه شطرنج بیافتند. اما در اصل، هوش مصنوعی در مدت زمان کوتاهی از عمر خود، توانسته است از حد توسعه‌ی بازی‌‏ها به سوی دنیایی از مسائل شگفت‏‌انگیز همچون سیستم‏‌های خبره، بینایی ماشین، اینترنت اشیا، رباتیک و … گام بردارد و امروزه ردپای آن را در هر بخشی از صنعت می‌توان مشاهده نمود. از این رو متخصصان هوش مصنوعی، با توجه به کاربردهای گوناگون این علم، آن را در شاخه‏‌های متنوعی دنبال نموده‌اند. با توجه به اهمیت این موضوع علمی، در این بخش از دوره‌های تخصصی سایت آن آکادمی با آموزش کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی همچون مهندسی عمران، مکانیک، معماری و …، در کنار شما خواهیم بود.

هوش مصنوعی چیست؟

پیش از آنکه راجع به کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی صحبت کنیم، بهتر است که با تعریف آن آشنا شده و ببینیم که چرا و چگونه باید هوش مصنوعی را آموخت؟ هوش مصنوعی یا Artificial Intelligence، یکی از رشته‌های کامپیوتر می‌باشد که در آن به ساخت ماشین‌های هوشمند پرداخته می شود. این ماشین‌های هوشمند عملکردی مشابه انسان دارند و یک سری واکنش‌های منطقی را از خود نشان می‌دهند. در واقع، هوش مصنوعی ترکیبی از تکنیک‌های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق است و مدل‌های آن که با استفاده از حجم گسترده‌ای از داده‌ها آموزش داده می‌شوند، توانایی تصمیم‌گیری هوشمندانه و حل مسئله را دارند. این علم کاربردهای مختلفی دارد. برای مثال می‌توان کارهای سختی که برای سلامتی انسان خطرناک است را به یک ماشین سپرد تا آن کار با ضریب خطای کمتری انجام شود. مثل کار در نزدیکی تشعشعات اتمی، مواد شیمیایی و یا انجام عملیات نجات و نظامی.

چرا باید هوش مصنوعی را آموخت؟

نکته‌ای که باید به آن دقت داشته باشید این است که هوش مصنوعی تا چند سال آینده بر تمام ابعاد زندگی انسان‌ها تاثیرگذار خواهد بود. امروزه با پیشرفت تکنولوژی در حوزه‌های مختلف، استفاده از سیستم‌های هوشمند به شدت افزایش یافته و به نوعی می‌توان گفت که آینده‌ی دنیا در استفاده از هوش مصنوعی است. پیشرفت سریع شبکه‌های عصبی و تولید سخت‌افزارهای GPU پیش‌گواه این موضوع می‌باشند. در ایران هم با وجود نوپا بودن این علم، سرعت توسعه و پیشروی آن بسیار بالا می‌باشد. به‌طوری که در حال حاضر، ایران در بخش هوش مصنوعی در رتبه‌ی ۱۶ام جهانی قرار دارد و در بخش‌های زبان‌شناسی در مقایسه با کشورهای منطقه جایگاه بالایی را در اختیار دارد. این حد از پیشرفت و همچنین کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی، علوم پزشکی، هوافضا و …، موجب برقراری رشته‌های مرتبط در مقطع کارشناسی و کارشناسی ارشد در معتبرترین دانشگاه‌های کشور شده است.

چگونه می‌توان هوش مصنوعی را آموخت؟

شاید این سوال برایتان پیش بیاید که اصلا چطور می‌توان هوش مصنوعی را آموخت. آموزش و یادگیری در این زمینه از طریق مهندسی دانش و یادگیری ماشین می‌باشد. مهندسی دانش در واقع بخش بزرگی از پژوهش‌های هوش مصنوعی را انجام می‌دهد. در واقع، ماشین‌ها زمانی می‌توانند مثل انسان‌ها رفتار کنند که یک شناخت دقیق و کلی از محیط اطراف خود داشته باشند. یادگیری ماشین هم یکی دیگر از بخش‌های اصلی و مهم هوش مصنوعی است. یادگیری ماشین به دسته‌بندی‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌شود که ساده‌ترین بخش آن همان آزمون و خطاست. هدف یادگیری ماشین این است که کامپیوتر بتواند به تدریج و با افزایش داده‌ها بازده‌ی بالاتری را داشته باشد. پیش‌نیاز یادگیری هوش مصنوعی با نرم‌افزار متلب نیز آشنایی با ابزارهای مهمی مثل بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک، شبکه‌های عصبی و موتور‌های استنتاج فازی است که در دوره‌ی آموزش کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی آن‌ها را به زبان ساده آموزش می‌بینید.

کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی چیست؟

همان‌طور که اشاره شد هوش مصنوعی تقریباً در هر بخش صنعتی تاثیرگذار بوده و موجب افزایش کارایی فردی، تصمیم‌گیری بهتر در انجام کارها و حل مسائل پیچیده، رشد اقتصادی و افزایش درآمد، نظم و هماهنگی در زندگی فردی و اجتماعی، کمک در تشخیص‌های پزشکی، پیش‌بینی رویدادهای غیرقابل پیش‌بینی، افزایش سیستم‌های اتوماسیون، کمک به صنایع در تولید محصولات، افزایش سطح کیفی زندگی مردم در جوامع و افزایش خلاقیت فردی شده است. اما در دوره آموزش کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی در آن آکادمی به بررسی کاربردهای این علم در شاخه‌های مختلف مهندسی همچون مهندسی سازه، مهندسی مکانیک، مهندسی معماری و …، پرداخته شده است.

کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی: مهندسی عمران

وقتی از کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی شاخه‌ی عمران یاد می‌شود، تصویری از ربات‌هایی که کامیون می‌رانند و آجر و روی آجر می‌گذارند به ذهن خطور می‌کند. اما این علم، کاربردهای پیچیده‌تری در مدیریت ساخت، بهینه‌سازی طراحی، حفظ فرآیندهای ساختاری، کنترل ریسک و کنترل کیفیت دارد. بنابراین‌، منطقی است که مهندسان عمران در دوره‌های تخصصی هوش مصنوعی ثبت‌نام کنند. زیرا با یادگیری آن می‌توانند ارزش افزوده‌ی قابل توجهی در حرفه‌ی خود ایجاد کنند. هوش مصنوعی، نه تنها باعث می‌شود که عملیات ساختمانی بیشتر قابل کنترل باشند، بلکه هدف بزرگی تحت عنوان سودآوری بیشتر در کار ساخت و ساز را نیز محقق خواهد ساخت. در گزارشی از مک کینزی این‌چنین آمده است که شرکت‌های ساختمانی که از تکنیک‌های هوش مصنوعی استفاده کرده‌اند، ۵۰٪ بیشتر از کسانی که این کار را نمی‌کنند، توانستند سود کسب کنند.
نکته‌ی دیگری که در رابطه با کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی بخش عمران وجود دارد این است که هوش مصنوعی با انجام طیف وسیعی از عملیات در مهندسی عمران، توانسته فرآیندها را بهبود بخشد و روش کار سازندگان و مهندسان را تغییر دهد. با ساخت سریعتر و مقرون به صرفه‌تر کردن پروژه‌ها، هوش مصنوعی در بخش شهرسازی جایگاه ویژه‌ای برای خود رقم زده است. هم‌اکنون، صنعت ساخت و ساز در نقطه‌ای قرار دارد که آماده‌ی پیشرفت اقتصادی در فرآیندهای خود می‌باشد. از این نظر، سرمایه‌گذاری برای یادگیری هوش مصنوعی مسلماً یک نوع مزیت رقابتی برای هرکسی که در رشته‌ی مهندسی عمران فعالیت می‌کند، به شمار خواهد آمد.

کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی: مهندسی مکانیک

در رابطه با کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی (مهندسی مکانیک) می‌توان به رباتیک، اتوماسیون و فناوری سنسور اشاره کرد. بسیاری از فرآیندها در صنعت تولید نیاز به مهندسی مکانیک دارند و با کمک آن راحت‌تر و زودتر به مرحله‌ی بهره‌وری می‌رسند. هر زمان که فرآیند ساخت یک محصول شروع شود، اولین مرحله از آن طراحی مکانیکی می‌باشد. در واقع، بخش‌های مختلف خدمات از طریق طراحی مکانیکی ارائه می‌شوند. برای مثال طراحی محصول، طراحی ماشین‌، طراحی قطعات مکانیکی، ابزارآلات و توسعه‌ی تجهیزات، طراحی قالب، و طراحی ریخته‌گری، همگی زیر چتر خدمات طراحی مکانیکی قرار دارند. بنابراین وقتی صحبت از طراحی مفهوم، بررسی محصول و همچنین جریان ساخت محصول می‌شود، هوش مصنوعی می‌تواند تاثیر عمده‌ای بر خدمات طراحی محصول داشته باشد. شرکت در دوره آموزش تخصصی هوش مصنوعی به مهندسان مکانیک فرصتی می‌دهد تا با استفاده از این فناوری اقدام به ساخت ماشین‌آلات و تجهیزات با کارایی بالا نمایند.

کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی: مهندسی معماری

پیشرفت در ساخت بناها از هزاران سال پیش که بشر در حال ساخت و ساز خانه‌ای برای خود و یا محلی برای کشت و دامپروری بوده، همواره دیده شده است. حال با خود فکر کنید که چه اتفاقی می‌افتد اگر به کمک هوش مصنوعی بتوان بناهای قدیمی مثل برج پیزا و یا تخت جمشید را ساخت! در رابطه با کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی در بخش معماری و شهرسازی، هم‌اکنون شاهد حضور نرم‌افزارهایی هستیم که با استفاده از داده‌های قبلی به راحتی می‌توانند نقشه‌های ساده‌ای برای خانه‌های عادی بسازند. از کاربردهای هوش مصنوعی در معماری می‌توان به ساخت زیربنا، معماری پارامتریک، ساخت و ساز و برنامه‌ریزی، شهرهای هوشمند و طراحی فضاهای داخلی اشاره کرد.
به اعتقاد آقای سباستین ایرازوز، هنرمند و معمار ساکن نیویورک، در آینده‌ی نه چندان دور، هوش مصنوعی جایگاه ۹۰% از معماران در بازار کار را تصاحب خواهد کرد؛ این بدان معناست که ۹۰ درصد بازار کار مهندسان معمار در آینده‌ی نزدیک در خطر است. از طرفی همه‌ی معماران آن‌قدرها که باید خاص نیستند. بنابراین در آینده تعداد کمی از معماران باقی می‌مانند و آن‌هایی هم که باقی می‌مانند بهترین رشته‌‌ی خود هستند. از این رو، سباستین به معماران پیشنهاد می‌کند که دانش برنامه‌نویسی و ساخت نرم‌افزارها را بیاموزند و بهتر آن‌که قابلیت‌های درک چندبعدی خود را در حیطه‌ای که در آینده به نفعشان است نشان دهند.

کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی: مهندسی هوافضا

پژوهش‌های انجام شده‌ی اخیر در رابطه با کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی نشان می‌دهند که استفاده از فناوری‌های مدرن از جمله هوش مصنوعی، در صنعت هوافضا به‌سرعت رو به گسترش است. یادگیری ماشین و هوش مصنوعی نقش فزاینده‌ای در کاربردهای هوافضا دارند. این امر خصوصاً در مورد سیستم‌های خودکار از جمله رباتیک فضایی و هواپیماهای بدون سرنشین که در آن فرصت‌های مختلف فناوری به وجود آمده است، صادق است و هرکدام به رویکردها و الگوریتم‌های جدیدی برای حل چالش‌های تکنولوژیکی مربوطه نیاز دارند. از دیگر برنامه‌های کاربردی می‌توان به الگوریتم‌های بهینه‌سازی در مهندسی سازه برای طراحی سازه‌های هوافضا بدون شکست و همچنین حل مشکلات مربوط به عدم قطعیت در خصوصیات سازه‌ای ، بارگذاری آیرودینامیکی ناپایدار و پارامترهای سیستم کنترل جریان / پرواز اشاره کرد.

کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی: مهندسی پزشکی

دیگر کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی استفاده از آن در مهندسی پزشکی است. تصویربرداری پزشکی مدرن تعداد فزاینده‌ای از ویژگی‌های ناشی از انواع مختلف تجزیه و تحلیل‌، از جمله هوش مصنوعی را فراهم می‌کند. این ویژگی‌ها اغلب برای انواع تجزیه و تحلیل‌ها از جمله منطق فازی، محاسبات تکاملی و شبکه‌های عصبی استفاده می‌شود. پردازش صحیح تصویر با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، تشخیص پزشکی را راحت‌تر می‌کند. همچنین استفاده از ربات‌های دستیار برای جراحان چند سالی است که به امری رایج در جراحی‌های خاص تبدیل شده است. استفاده از ربات‌های دستیار موجب می‌شود تا جراحی با تهاجم کمتر و دقت بیشتری انجام شود. علاوه بر این، توالی و ویرایش ژن‌ها با استفاده از هوش مصنوعی به دانشمندان کمک می‌کند تا به راه‌های درمان برای بیماری‌های مختلف دست یابند. در این حالت دیگر نیاز نیست برای تشخیص یک بیماری ساعت‌ها زمان صرف شود.
کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی در بخش مهندسی پزشکی، نه تنها به پزشکان کمک می‌کند و در مراکز درمانی کاربرد دارد، بلکه سازمان‌های بزرگ نیز می‌توانند از این سیستم‌ها برای پایش سلامتی کارمندانشان (به‌ویژه در دوران شیوع ویروس کرونا)، استفاده نمایند. بدین ترتیب با کمک این سیستم‌های هوش مصنوعی می‌توان از هزینه‌های سرسام‌آور درمان کاست و زندگی سالم را در جامعه گسترش داد.

استفاده از هوش مصنوعی در فنی مهندسی و بخش‌های مختلف دیگر موجب شده تا افراد زیادی در پی یادگیری آن باشند. بدون شک آینده‌ی پیش رو در تسخیر و مسحور هوش مصنوعی با کاربردهای متنوع و مختلف آن خواهد بود. در یک کلام، دلایل اهمیت یادگیری هوش مصنوعی بسیار زیاد هستند و نمی‌توان آن‌ها را تنها به یک مورد خاص اختصاص داد. اگر می‌خواهید به‌عنوان شخصی که در یکی از رشته‌های فنی مهندسی فعالیت می‌کند، هوش مصنوعی را با کسب و کار خود ادغام نمایید، در دوره تخصصی کاربرد هوش مصنوعی در فنی مهندسی شرکت کرده و گوی سبقت را از دیگر مهندسان بربایید!