جدیدترین فناوری قابل استفاده در سیستم‌های مسیریابی هوش مصنوعی زنبور عسل

خلاصه :

طی سال‌های گذشته، هوش مصنوعی به پیشرفت بسیار خوبی رسیده و تاکنون در دستگاه‌های هوشمند متعددی قرار داده شده است. این فناوری جهش بزرگی در دنیای تجهیزات هوشمند تلقی می‌شود، زیرا قابلیت‌های زیادی را به دستگاه‌ها اضافه کرده است. در حال حاضر، دستگاه‌های مختلفی توسعه یافته‌اند که با داشتن هوش مصنوعی و پیروی از یادگیری ماشینی کار نسل بشر را آسان‌تر کرده‌اند. بسیاری معتقدند این فناوری به کسانی که بزرگ فکر می‌کنند اختصاص دارد، اما اگر شما فردی مانند جیمز مارشال، استاد علوم کامپیوتر در دانشگاه شفیلد انگلستان باشید که روی دستگاه‌های کوچک تمرکز دارند، هوش مصنوعی می‌تواند چه کمکی به شما کند؟

اگر بخواهیم دقیق‌تر درباره‌ی دستاورد این فرد توضیح دهیم، باید بگوییم که او شرکتی تازه تأسیس به نام Opteran Technologies دارد که به علت موفقیت‌های اخیر خود از سوی اسپانسرها برای ادامه کار مبلغ ۲٫۸ میلیون دلار دریافت کرده است. در حال حاضر بیشتر شرکت‌ها و محققان در حال کار روی ذهن انسان هستند و می‌خواهند موارد مشابه با آن را خلق کنند، اما این کاری نیست که مارشال قصد انجام دادنش را داشته باشد. وی نگاه خود را روی چیز کوچک‌تری معطوف کرده و می‌خواهد با تقلید از آن، گامی بزرگ در دنیای فناوری بردارد. موجودی که این فرد قصد دارد نمونه‌ی مشابه مغز آن را طراحی کند بسیار کوچک‌تر از انسان است. شاید باور کردنش سخت باشد اما جیمز مارشال قصد دارد یک مغز مصنوعی زنبور عسل ایجاد کند.

بر اساس مقاله‌ی منتشر شده در Digital Trends، مغز  انسان از بخش‌های مختلفی تشکیل شده و عملکرد پیچیده‌ای دارد؛ در مقابل آن مغز زنبور عسل اندازه بسیار کوچک‌تری داشته و از نظر فنی ساده‌تر است. تا جایی که محققان متوجه شده‌اند، مغز انسان حدود ۸۶ میلیارد نورون دارد و حجم آن ۱۲۷۴ سانتی‌متر مکعب است. این در حالی است که مغز زنبور عسل تنها یک میلیون نورون دارد و تقریبا می‌توان آن را روی یک سر سوزن قرار دارد. همین مقایسه ساده می‌تواند نشان دهد که تا چه اندازه خلق هوش مصنوعی براساس مغز انسان و زنبور با یکدیگر متفاوت است.

مهندسی مجدد مغز مصنوعی زنبور عسل باید بسیار ساده‌تر از ساختن مغز مصنوعی انسان باشد. در واقع بزرگ‌ترین شبکه‌های عصبی، اکنون دارای تعداد قابل توجهی نورون مصنوعی هستند که بیش از تعداد واقعی آن‌ها در مغز یک زنبور عسل است. اگر نورون‌های مصنوعی تنها گزینه‌های لازم برای ساخت یک هوش قابل مقایسه با یک حیوان واقعی بودند، ما اکنون باید هوش مصنوعی در اختیار داشته باشیم که از نظر هوش عمومی به مراتب پیشرفته‌تر از یک قورباغه است. اما نیازی به گفتن نیست که ما به موارد بسیار بیشتری برای ساخت هوش مصنوعی نیاز داریم و نورون‌ها تنها گزینه‌های لازم نیستند.

مارشال در یکی از مصاحبه‌های خود گفت، علاقه‌ی او نسبت به هوش مصنوعی با شنیدن توضیحات عده‌ای درباره‌ی پروژه‌های کلان با هدف ساخت یک شبیه‌سازی رایانه‌ای کامل از مغز انسان ایجاد شده است. وی درادامه صحبت‌های خود به یک نکته بسیار جالب اشاره کرد. مارشال در جواب به افرادی که درحال کار روی پروژه‌های کلان شبیه‌سازی مغز انسان هستند گفت:

اگر می‌خواهید مدل مغزهای موجود در این سیاره را بسازید، چرا با پیچیده‎‌ترین آن‌ها یعنی انسان شروع می‌كنید؟

ساخت سیستم هوشمندتر مسیریابی

درست است که مغز زنبورهای عسل ساختار ساده‌ای دارد و همان‌طور که پیش‌تر گفتیم در مقابل مغز انسان قابل مقایسه نیست، اما مهندسی دوباره مغز این موجود به معنای ساخت یه زنبور ساده نیست که تنها بتواند پرواز کرده و از گلی به گل دیگری برود. مطمئنا پشت این پروژه، کاربرد مناسبی برای هوش مصنوعی زنبورها درنظر گفته شده است. مارشال در این باره می‌گوید، زنبورها دارای قدرت مسیریابی تصویری کاملی هستند و در ناوبری از راه دور مهارت دارند. همچنین به گفته‌ی او، این حشرات دارای توانایی‌های بسیار پیچیده برای یادگیری هستند. آن طور که از توضیحات این محقق مشخص می‌شود، زنبورها خیلی بیشتر از آن‌ چیزی که انسان‌ها تصور می‌کنند توانایی دارند و می‌توان از مغز مصنوعی آن‌ها استفاده‌های مختلفی کرد. مارشال در قسمتی از صحبت‌های خود اعلام کرد که این موجودات به‌صورت فردی بسیار باهوش هستند.

تحقیقات قبلی حاکی از آن است که زنبورهای عسل قادر هستند چالش‌های سختی را در کثری از ثانیه پشت سر بگذارند، مواردی که تنها برترین ابررایانه‌ها می‌توانند در این زمان کم آن‌ها را حل کنند. یکی از این چالش‌ها مسئله فروشنده دوره‌گرد (Travelling salesman problem) بود که برای زنبورها با استفاده از محاسبه‌ی کوتاه‌ترین فاصله‌ی موجود بین چند گل که در حالت‌های رندم قرار داشتند، مورد آزمایش قرار گرفت. بنابراین ساخت نسخه مصنوعی مغز زنبور عسل می‌تواند به توسعه ابزارهای پیچیده مسیریابی کمک کند. این ابزارها می‌توانند سبک، بسیار کم‌مصرف و دارای دستورالعمل‌هایی با کارایی بالاتر باشند. همچنین آن‌ها می‌توانند از طریق یادگیری ماشینی حتی از قبل نیز پیشرفته‌تر شوند و عملکرد بهتری داشته باشند. دیوید راجان، مدیرعامل Opteran گفت:

اگر بخواهیم کمی آینده‌نگرانه‌تر نگاه کنیم، فناوری این شرکت می‌تواند تجهیزات مورد نیاز برای پیشرفت هرچه بیشتر هواپیماهای بدون سرنشین آینده، وسایل نقلیه بدون راننده و ربات‌های مختلف را تأمین کند.

روش‌های فعلی یادگیری عمیق از انتزاع قشر بینایی مغز و مراجعه به مرکز تشخیص بصری آن، الهام گرفته شده است. در عین حال، الگوریتم‌های الهام گرفته از زنبور عسل Opteran به‌طور کامل‌تر نحوه عملکرد واقعی مغز را منعکس می‌کنند. مارشال گفت:

وقتی به یک مغز کامل نگاه می‌کنید، ساختار کاملی دارد. شما به مناطق مختلفی در مغزی دسترسی دارید که هر کدام آن‌ها کارهای مختلفی انجام می‌دهند که از نظر داخلی، ساختارهای مختلفی دارند ولی در عین حال ارتباطات مشخصی نیز بین آن‌ها دیده می‌شود.

راجان، که رویکرد این شرکت در الگوریتم‌های مغز الهام گرفته شده از بیومتریک را اساساً متفاوت از رویکردهای فعلی توصیف می‌کند، می‌گوید که او این فناوری را هوش مصنوعی نمی‌نامد، بلکه به نظر او اسم چنین فرایندی «هوش طبیعی/ natural intelligence» است.

داشتن یک میلیون سلول عصبی و تعداد زیادی سیناپس، پایان ماجرا نیست. داستان اصلی در نحوه اتصال آن‌ها به یکدیگر نهفته است. همچنین نوع پردازش اطلاعات که در سطح نورون انجام می‌شود نیز روی مغز مصنوعی تأثیر دارد، زیرا اگرچه اغلب فقط یک نوع نورون در یک شبکه عمیق وجود دارد، بیش از یک نوع نورون در مغز واقعی است.

امیدوارکننده بودن پروژه هوش مصنوعی زنبور عسل

رویکرد این شرکت نوپا در زمینه فناوری هوش مصنوعی چندین المان بسیار امیدوارکننده دارد. الگوریتم این هوش مصنوعی با کارایی بالای خود نسبت به سیستم‌های رایانه‌ای سنگین استفاده شده توسط ابزارهای یادگیری عمیق، به میزان قابل توجهی انرژی کمتری مصرف خواهد کرد. این مسئله می‌تواند در دنیای کنونی بسیار مهم باشد زیرا حفظ انرژی به یکی از اصلی‌ترین نیازهای بشر تبدیل شده است. نکته اساسی این است که سازندگان آن قول داده‌اند که هیچ آموزشی برای تمرین دادن به این هوش مصنوعی لازم نخواهد بود. این مسئله نشان می‌دهد که در شرایط سخت می‌توان به این فناوری بیشتر از دیگر گزینه‌ها اعتماد کرد. علاوه بر این، هوش مصنوعی ساخته شده توسط Opteran قابل پیش‌بینی بوده و قوانین کاملا واضح و شفافی دارد؛ همین مسئله به آن نسبت به باقی گزینه‌های موجود که کاملا برای کاربر مشخص نیستند، برتری می‌دهد.

Opteran اولین ابزارهای تجاری خود را در هجده ماه آینده عرضه می‌کند. از این وسایل و تجهیزات می‌توان به فناوری جلوگیری از مانع (obstacle avoidance)، مسیریابی واکنشی (reactive navigation) و تصمیم‌گیری مستقل (autonomous decision-making) اشاره کرد. همچنین یک قابلیت فوق‌العاده نیز به نام Opteran See در راه بوده که در واقع یک دوربین ۳۶۰ درجه کامل است.

مسلما تا زمانی‌که این فناوری‌ها به شکل عملی مشاهده نشوند، هنوز جای شک و شبه در رابطه با این هوش مصنوعی وجود دارد. تاکنون چندین بار پروژه‌های بسیار خوب به دلیل عدم وجود منابع کافی با شکست مواجه شده‌اند و ما نمی‌خواهیم به سرعت درباره‌ی هوش مصنوعی زنبور تصمیم بگیریم. بااین‌حال، علائم اولیه پروژه‌ی این شرکت امیدوار کننده است. یک آزمایش که اخیرا انجام شده از فناوری Opteran برای هدایت یک هواپیمای بدون سرنشین کوچک که زیر ۲۵۰ گرم وزن داشته استفاده کرده است. این وسیله‌ی کوچک دارای کنترل کاملا مستقل و خودمختار بود و از یک دوربین پاناراما با وضوح پایین استفاده می‌کرد. هواپیمای بدون سرنشین که مثل یک زنبورعسل فکر می‌کند؟ این مطمئناً مطلبی است که باید مراقب آن باشید.

اما یک مسئله نهایی درباره شبیه‌سازی کردن مغز موجودی مانند زنبور عسل وجود دارد؛ ما اصلا از کجا باید متوجه شویم که توانسته‌ایم این کار را با موفقیت انجام دهیم؟ از این گذشته، همان‌طور که دانشمندان برجسته مغز و اعصاب اشاره می‌کنند، موارد زیادی وجود دارد که ما هنوز در مورد مغز نمی‌دانیم، بنابراین نمی‌توانیم امیدوار باشیم که مهندسی معکوس این عضو پیچیده با موفقیت کامل انجام شود. آیا علم انسان به قدری پیشرفت کرده است که بتواند تمام نقاط اصلی و ظرایف عملکرد مغز زنبور عسل را تقلید کند؟ تنها زمانی یک دستگاه می‌توانند مانند یک زنبور واقعی عمل کند و کارهایی که سازندگانش ادعا می‌کنند را انجام دهد که بتوان مغز این موجود را به‌طور کامل شناخت.

مارشال در این باره گفت:

آنچه ما واقعاً از نظر تجاری به آن اهمیت می‌دهیم رفتار (صلاحیت سیستم) است. به‌عنوان یک شرکت تجاری، ما قاطعانه نمی‌خواهیم بگوییم اطمینان داریم که روش کار زنبور عسل را تقلید کرده‌ایم. درعوض، می‌خواهیم بگوییم ما اطمینان داریم كه سیستمی را تولید كرده‌ایم كه از نظر رفتاری قوی است و به نظر می‌رسد در شرایط مختلف کارهایی می‌کند که یک زنبور عسل واقعی هم همان‌ها را انجام می‌دهد. این مسئله به تعریف آلن تورینگ از آزمایش هوش مصنوعی برمی‌گردد. از کجا می‌دانید که هوش مصنوعی ایجاد کرده‌اید؟ واقعاً نمی‌توانید به درون نگاه کنید و بگویید، «بله، این یک هوش مصنوعی است». برای متوجه شدن این مسئله باید یک تست رفتاری وجود داشته باشد. این معنای واقعی «بازی تقلید/ Imitiation game» است؛ چه زمانی می‌توانید یک ناظر انسانی را گول بزنید تا فکر کند در حال صحبت کردن با یک انسان واقعی است نه یک هوش مصنوعی که توسط انسان ساخته شده است.

در نتیجه باید پس از نهایی شدن این فناوری آن را مورد آزمایش قرار داد. به‌طور کلی، ایده‌ی ساخت چنین هوش مصنوعی بسیار جالب و کاربردی است. همیشه جواب در موارد پیچیده و بزرگ نیست، گاهی مشاهده کردن موارد کوچک نیز می‌تواند کمک بسیاری به پیشرفت علم کند. برای مثال، برای ساخت هواپیما از حشرات و پرنده‌ها الهام گرفته شده، شاید اکنون زمان آن فرا رسیده است که بار دیگر به موجوداتی توجه کنیم که مدتی است آن‌ها را فراموش کرده‌ایم. شاید ساخت نسخه‌ی مصنوعی مغز زنبور عسل بتواند آینده‌ی انسان‌ها را بهتر کند.

نظر شما کاربران مدرسه میزان درباره‌ی هوش مصنوعی زنبور عسل چیست؟ به نظر شما مغز این حیوان به غیر از مسیریابی در چه سیستم‌هایی قابل استفاده است؟