خانه
گاما

درسنامه آموزشی پودمان 1 هوش مصنوعی کلاس دهم هنرستان

واحد یادگیری کاربردهای هوش مصنوعی

بازدید132
تاریخ بروزرسانی1404/09/6

آیا تا به حال به این اندیشیده‌اید

  • چرا تلفن همراه هوشمند شما می‌تواند نام شما را بفهمد و پاسخ سؤالات را بدهد؟
  • چطور یک خودرو بدون راننده می‌تواند حرکت کند و موانع را تشخیص دهد؟

در پایان از هنرجو انتظار می‌رود

  • شناسایی کاربردهای هوش مصنوعی در زندگی روزمره؛
  • تحلیل و بحث درباره کاربرد هوش مصنوعی؛
  • آشنایی با ابزارها و فناوری‌های مبتنی بر هوش مصنوعی؛
  • توانایی استفاده از خدمات گوگل (ساخت حساب).

استاندارد عملکرد

هنرجو با دنیای جذاب هوش مصنوعی و حضور پررنگ آن در زندگی روزمره و کاربردهای متنوع آشنا شود.

مقدمه

هوش مصنوعی دیگر یک فناوری آینده‌نگرانه نیست، بلکه بخشی از زندگی امروز ماست. بسیاری از کارهایی که روزانه انجام می‌دهیم، به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم با این فناوری در ارتباط هستند؛ استفاده از تلفن همراه و جست‌وجوی اینترنتی گرفته تا تماشای فیلم، استفاده از وسایل حمل‌ونقل یا دریافت خدمات بانکی، بخشی از این کاربردهاست (شکل زیر) هدف این واحد یادگیری آن است که نشان دهد این فناوری چگونه می‌تواند وظایف پیچیده را ساده‌تر کند، تصمیم‌های دقیق‌تری بگیرد و خدمات را سریع‌تر و با کیفیت بالاتری ارائه دهد.

کاربردهای مختلف هوش مصنوعی

سعید و سعیده، همیشه کنجکاو بودند بدانند فناوری‌های نو، چگونه زندگی انسان را تغییر می‌دهد. پس از آشنایی اولیه با مفهوم هوش مصنوعی، این پرسش ذهن آن‌ها را مشغول کرده بود که «این فناوری در زندگی روزمره چه نقشی دارد و کجا اثر آن را می‌توان دید؟».

نشانه‌های گوناگونی از کاربرد هوش مصنوعی در مسیر خانه تا مدرسه و حتی در فعالیت‌های روزانه خانواده، وجود دارد، از تلفن‌های همراهی که تصاویر را دسته‌بندی می‌کنند، تا سامانه‌هایی که در بیمارستان‌ها به تشخیص بیماری کمک می‌کنند. آن‌ها تصمیم گرفتند در قالب یک پروژه کلاسی، نمونه‌های واقعی و متنوع استفاده از هوش مصنوعی را بررسی کنند و ببینند این فناوری چگونه می‌تواند کیفیت زندگی را در حوزه‌های گوناگون ارتقا دهد. بنابراین در ادامه کاربردهای هوش مصنوعی در زمینه‌هایی مانند هنر و سرگرمی، سلامت، آموزش، حمل‌ونقل، صنعت، خدمات، کشاورزی و بسیاری عرصه‌های دیگر اشاره خواهد شد.

کاربرد هوش مصنوعی در دنیای هنر و سرگرمی

سعیده به طراحی دیجیتال علاقه‌مند بود. یک روز هنگام کار با نرم افزاری در تلفن همراه، متوجه شد که این برنامه ویرایش تصویر، بدون دخالت او چهره‌اش را شناسایی کرده و پس‌زمینه عکس را به منظره‌ای رنگارنگ تغییر داده است. این مشاهده، توجه او را جلب کرد و تصمیم گرفت نخستین بررسی خود را به نقش هوش مصنوعی در هنر و سرگرمی اختصاص دهد.

خلق آثار هنری در گذشته تنها در توان انسان بود. شاعران، نقاشان و موسیقی‌دانان با الهام از طبیعت و مهارت شخصی خود آثار تازه می‌آفریدند. امروزه، سامانه‌های هوش مصنوعی نیز قادر هستند داستان بنویسند، آهنگ بسازند یا نقاشی خلق کنند؛ گاهی با چنان دقتی انجام می‌دهند که تشخیص آن از آثار خلق شده توسط انسان دشوار است.

این سامانه‌ها با تحلیل مجموعه بزرگی از آثار هنری گذشته، سبک‌ها و الگوها را می‌آموزند و سپس آن‌ها را ترکیب کرده، آثاری نو و منحصر به‌فرد پدید می‌آورند. در ویرایش تصویر، می‌توانند چهره‌ها را شناسایی کنند، پس‌زمینه را تغییر دهند یا یک عکس ساده را به نقاشی هنری تبدیل کنن د. در آهنگ، تنها با چند نمونه از یک سبک خاص، آهنگ‌هایی جدید و هماهنگ با سلیقه مخاطب تولید می‌شود. هوش مصنوعی در بازی‌های رایانه‌ای، شخصیت‌ها را هدایت می‌کند تا حرکات و واکنش‌های آن‌ها طبیعی‌تر باشد و تجربه کاربر به واقعیت نزدیک شود. همچنین، سامانه‌های پیشنهاد دهنده بر اساس علایق کاربران، فیلم یا موسیقی متناسب معرفی می‌کنند. به این ترتیب، هوش مصنوعی نه‌تنها تولید آثار هنری را آسان‌تر کرده است، بلکه امکان تجربه و خلق آن را برای همه افراد، حتی کسانی که ابزار یا مهارت حرفه‌ای ندارند، فراهم آورده است.

کاربرد هوش مصنوعی در هنر و سرگرمی

فعالیت (صفحهٔ 24 کتاب درسی)

 

1- دو نمونه اثر هنری پیدا کنید: یکی اثر تولیدشده توسط یک هنرمند انسانی (مثلاً نقاشی، عکس یا فعالیت موسیقی)، یکی اثر تولیدشده توسط یک ابزار هوش مصنوعی. هر اثر را از نظر خلاقیت، جزئیات، احساس منتقل‌شده و کیفیت فنی بررسی کنید. نتایج را در یک جدول مقایسه‌ای بنویسید.

2- با استفاده از یک ابزار ساده (مثل برنامه‌های طراحی یا ترکیب تصویر)، یک اثر هنری دیجیتال بسازید و توضیح دهید که اگر این ابزار با هوش مصنوعی کار کند، چه قابلیت‌هایی به آن اضافه می‌شود.

هوش مصنوعی در سلامت

روزی، مادربزرگ سعید و سعیده از درد قفسه سینه شکایت کرد. هنگام مراجعه به بیمارستان، پزشک با استفاده از ماشینی پیشرفته و تنها چند تصویر، احتمال وجود مشکلات قلبی را بررسی کرد. پرستار توضیح داد که این ماشین به کمک هوش مصنوعی کار می‌کند و قادر است بیماری‌ها را با سرعت و دقت بیشتری تشخیص دهد.

تشخیص بیماری‌ها به کمک هوش مصنوعی

امروزه، هوش مصنوعی در حوزه پزشکی و خدمات درمانی نقش گسترده و حیاتی دارد. سامانه‌های تشخیص تصویر پزشکی، با بهره‌گیری از الگوریتم‌های یادگیری عمیق، می‌توانند بیماری‌هایی مانند سرطان، سکته مغزی یا مشکلات قلبی را با دقت بالا شناسایی کنند.

آنالیز و تشخیص تصاویر پزشکی توسط هوش مصنوعی

در برخی بیمارستان‌ها، برنامه‌ریزی مراقبت بیماران به سامانه‌های هوشمند سپرده می‌شود. این سامانه‌ها تغییرات وضعیت بیمار را رصد کرده و در صورت بروز خطر، هشدارهای لازم را به تیم درمان ارسال می‌کنند.

همچنین، با تحلیل داده‌های پزشکی هر فرد، توصیه‌هایی درباره تغذیه، ورزش و سبک زندگی ارائه می‌شود تا از بروز بیماری‌ها پیشگیری شود. ربات‌های جراحی نیز، با دقت و پایداری بالا، عمل‌های پیچید را انجام داده و احتمال خطای انسانی را کاهش می‌دهند.

علاوه بر این، چت‌بات‌های پزشکی و برنامه‌های مشاوره‌ای، با پردازش زبان طبیعی، به بیماران کمک می‌کنند علائم خود را بررسی کرده و زمان مناسب مراجعه به پزشک را تشخیص دهند.

عمل جراحی توسط ربات‌ها

فعالیت (صفحهٔ 25 کتاب درسی)

 

1- یک مقاله یا ویدئو درباره استفاده از هوش مصنوعی در تشخیص سرطان مطالعه یا مشاهده کنید و خلاصه آن را به کلاس ارائه دهید.

2- یکی از کاربردهای هوش مصنوعی در پزشکی (مانند تشخیص بیماری از طریق عکس‌برداری) را انتخاب کنید و مراحل عملکرد آن را به زبان ساده توضیح دهید.

کاربرد هوش مصنوعی در آموزش

هنگام بازگشت از بیمارستان، سعیده به سعید گفت: «اگر هوش مصنوعی می‌تواند نه‌تنها در درمان بیماری‌ها، بلکه در یادگیری هم به ما کمک کند، من در بعضی از مفاهیم درس ریاضی یا بعضی بخش‌ها مشکل دارم و می‌توانم از آن کمک بگیرم.»

سعید پاسخ داد: «اگر سامانه‌ای وجود داشته باشد که دقیقاً بفهمد شما در کدام مبحث مشکل دارید همان قسمت را بیشتر آموزش می‌دهد و می‌تواند برای شما مثل یک مربی عمل کند.»

روزهای بعد، آن‌ها با جست‌وجو در منابع مختلف دریافتند که هوش مصنوعی در آموزش، کاربردهای متنوعی دارد؛ از مربی‌های مجازی هوشمند تا سامانه‌هایی که پاسخ‌های دانش‌آموزان را تحلیل می‌کنند و محتوای آموزشی را با نیاز هر فرد تطبیق می‌دهند.

این فناوری می‌تواند روش یادگیری را متحول کند. با ارزیابی توانایی‌ها و علایق هر دانش‌آموز، مطالب درسی به‌صورت ساده‌تر یا پیشرفته‌تر ارائه می‌شود. دانش‌آموزانی که در یک درس ضعف دارند، فعالیت‌های هدفمند دریافت می‌کنند و آن‌هایی که پیشرفته‌تر هستند، با محتوای غنی‌تری روبرو می‌شوند.

در کلاس‌های مجازی مبتنی بر هوش مصنوعی، هر دانش‌آموز می‌تواند با سرعت یادگیری خود پیش برود. اگر نکته‌ای را متوجه نشود، سامانه به‌طور خودکار توضیحات تکمیلی ارائه می‌کند تا درک مطلب کامل شود.

این فناوری همچنین رفتار و پیشرفت دانش‌آموز را تحلیل کرده و روش مناسب یادگیری را پیشنهاد می‌دهد. معلمان نیز می‌توانند با استفاده از این داده‌ها، وضعیت تحصیلی دانش‌آموزان را دقیق‌تر بررسی و برای آن‌ها برنامه‌ریزی شخصی‌سازی شده انجام دهند.

آموزش از طریق هوش مصنوعی

ربات‌های آموزشی در آزمایشگاه‌ها نیز به کمک آمده‌اند و فعالیت‌هایی مانند طراحی، الکترونیک یا مهارت‌های صنعتی را ساده‌تر و دقیق‌تر انجام می‌دهند. علاوه بر این، سامانه‌های پرسش و پاسخ مبتنی بر هوش مصنوعی به دانش‌آموزان امکان می‌دهند که بدون محدودیت زمان و مکان، برای سؤالات تخصصی خود پاسخ بگیرند.

در نتیجه، استفاده از هوش مصنوعی در آموزش باعث می‌شود یادگیری آسان‌تر، جذاب‌تر و انعطاف‌پذیرتر شود؛ به‌گونه‌ای هر دانش‌آموز احساس کند آموزش دقیقاً برای او طراحی شده (شکل زیر). به این نوع آموزش شخصی‌سازی می‌گویند.

شخصی‌سازی آموزش توسط هوش مصنوعی

فعالیت (صفحهٔ 27 کتاب درسی)

 

مقایسه بین روش‌های قدیمی و جدید آموزش با هوش مصنوعی ایجاد کنید (در زمینه‌هایی مثل دقت، شخصی‌سازی، دسترسی، هزینه).

مقایسه روش‌های جدید و سنتی
روش جدید روش سنتی زمینه‌ها
    دقت
    دسترسی
    هزینه
    انعطاف‌پذیر

کاربرد هوش مصنوعی در خدمات و حمل‌ونقل

پدر سعید هنگام انتظار در ایستگاه اتوبوس از یک نرم‌افزار کاربردی (اپلیکیشن) تلفن همراه استفاده کرد تا زمان دقیق رسیدن اتوبوس را بررسی کند. طبق پیش‌بینی برنامه، اتوبوس دقیقاً سه دقیقه بعد به ایستگاه رسید و این میزان دقت، نظر او را جلب کرد. سعید به پدر توضیح داد که این پیش‌بینی با استفاده از هوش مصنوعی انجام شده است.

هوش مصنوعی با تحلیل لحظه‌ای مسیرها و شرایط ترافیک، زمان تقریبی رسیدن وسایل حمل‌ونقل را محاسبه می‌کند. این فناوری نه‌تنها در آموزش و درمان، بلکه در حمل‌ونقل و خدمات روزمره نیز نقش مهمی دارد.

در بسیاری از شهرها، برنامه حرکت وسایل حمل‌ونقل عمومی با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی تنظیم می‌شود. این سامانه‌ها زمان رسیدن هر وسیله را پیش‌بینی کرده و در صورت بروز حادثه یا انسداد مسیر، سریعاً واکنش نشان می‌دهند و مسیر جایگزین پیشنهاد می‌کنند. هوش مصنوعی همچنین می‌تواند مسیر، پُر ترافیک را شناسایی کرده و بهترین راه را برای رسیدن به مقصد پیشنهاد دهد. این کار باعث صرفه‌جویی در زمان، کاهش مصرف سوخت و افزایش ایمنی سفر می‌شود.

تشخیص خودروها و مدیریت ترافیک و حمل‌ونقل

تابستان فرا رسید و خانواده سعید و سعیده برای مسافرت به تهران و منزل عمو لحظه شماری می‌کردند، هنگام ورود به شهر تهران پدر نگران مسیر و ترافیک داخل شهر بود، سعید و سعیده با نرم‌افزار مسیریاب کوتاه‌ترین و خلوت‌ترین مسیر را به پدر نشان دادند، پدر خنده‌کنان گفت: «جداً علم چه پیشرفت‌هایی کرده است!!»

یکی دیگر از کاربردهای هوش مصنوعی در انتقال مرسولات است. در مراکز پستی، الگوریتم‌های هوش مصنوعی با مدیریت فرایند تحویل بسته‌ها کمک می‌کنند تا مرسوله‌ها در کوتاه‌ترین زمان ممکن به مقصد برسند.

کنجکاوی (صفحه 28 کتاب درسی)

 

1- اگر وسایل نقلیه بدون راننده در شهرها فعال شوند، چه فرصت‌ها و چالش‌هایی ایجاد خواهد شد؟

2- استفاده از اپلیکیشن‌های مسیریاب در کلان شهرها چگونه به کاهش مصرف سوخت، مدیریت زمان و بهبود برنامه‌ریزی‌ها کمک می‌کند.

3- یک کاربرد هوش مصنوعی برای کاهش ترافیک طراحی کنید و مزایای آن را شرح دهید.

کاربرد هوش مصنوعی در امنیت

هوش مصنوعی در حوزه امنیت، امکان نظارت دقیق‌تر و واکنش سریع‌تر را فراهم کرده است. دوربین‌های مجهز به این فناوری می‌توانند در صورت مشاهده افراد ناشناس یا رفتارهای غیرعادی، بلافاصله هشدار ارسال کنند.

در فرودگاه‌ها، ماشین‌های هوشمند چمدان‌ها را اسکن کرده و در صورت شناسایی اشیای مشکوک، گزارش فوری صادر می‌کنند. برخی سامانه‌ها نیز با تشخیص صدا یا اثر چهره، فقط به افراد مجاز اجازه ورود می‌دهند. در ساختمان‌های بزرگ و مکان‌های عمومی، این فناوری می‌تواند حرکات غیرعادی را در هر ساعت از شبانه‌روز شناسایی کند و از طریق پیام یا هشدار، مأموران امنیتی را آگاه سازد.

کنجکاوی (صفحهٔ 28 کتاب درسی)

 

1- آیا می‌توان به‌طور کامل به دوربین‌های هوشمند برای شناسایی افراد اعتماد کرد؟ چه خطاهایی ممکن است رخ دهد و چگونه باید آن‌ها را کنترل کرد؟

2- اگر در سامانه‌های مسیریاب اختلال ایجاد شود، امکان ایجاد ترافیک وجود دارد؟

کاربرد هوش مصنوعی در انرژی

معلم در یکی از جلسات کلاسی، توضیح داد که هنرستان از ابتدای سال تحصیلی جدید به یک سامانه هوشمند مدیریت مصرف انرژی مجهز شده است. این سامانه در صورت خالی بودن کلاس‌ها، چراغ‌ها و ماشین‌های سرمایشی یا گرمایشی را به‌طور خودکار خاموش می‌کند.

در بسیاری از ساختمان‌های آموزشی و اداری، حسگرهای هوشمند با تشخیص حضور افراد، نور و دمای محیط را تنظیم می‌کنند تا از هدر رفت انرژی جلوگیری شود. این سامانه‌ها بر اساس داده‌های محیطی تصمیم می‌گیرند و بهینه‌ترین شرایط را ایجاد می‌کنند. در نیروگاه‌های برق نیز، الگوریتم‌های هوش مصنوعی میزان تولید را با مصرف واقعی هماهنگ می‌کنند و در صورت افزایش تقاضا، برنامه تولید را به‌روزرسانی می‌کنند. حتی در منازل، حسگرهای دمای هوشمند با توجه به ساعت ورود و خروج افراد، دمای آب یا فضای خانه را تنظیم می‌کنند.

مدیریت هوشمند انرژی

شبکه‌های برق با کمک هوش مصنوعی می‌توانند نقاط دارای مصرف غیرعادی یا نقص فنی را سریع‌تر شناسایی کنند و پیش از بروز مشکل، اقدام اصلاحی انجام دهند.

کاربرد این فناوری در بخش انرژی، علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف و کاهش هزینه‌ها، به کاهش آلودگی و افزایش پایداری منابع نیز کمک می‌کند.

فعالیت (صفحهٔ 29 کتاب درسی)

 

یک نمونه دیگر از کاربرد هوش مصنوعی در صرفه‌جویی انرژی پیدا کنید و توضیح دهید چگونه باعث کاهش مصرف و هزینه می‌شود.

کاربرد هوش مصنوعی در صنعت و تولید

هنرآموز هنرستان یک روز هنرجویان را برای بازدید از یک کارخانه در شهرک صنعتی شهر همراهی کرد. در این کارخانه ماشین‌ها و ربات‌های هوشمند به‌طور مداوم در حال کار بودند. راهنمای کارخانه توضیح داد که بیشتر عملیات تولید توسط ربات‌های مجهز به هوش مصنوعی انجام می‌شود. این ربات‌ها علاوه بر مونتاژ قطعات، قادرند نقص‌ها را شناسایی و اقدامات لازم را انجام دهند. این فرایند اصطلاحاً اتوماسیون صنعتی نامیده می‌شود.

هوش مصنوعی در حوزه صنعت، یکی از ابزارهای کلیدی در تولید هوشمند به حساب می‌آید. ترکیب سامانه‌های رباتیک و الگوریتم‌های هوش مصنوعی، خطوط تولید را به‌طور خودکار، دقیق و سریع اداره می‌کند.

ماشین‌آلات هوشمند در کارخانه‌ها محصولات را با دقت بالا تولید می‌کنند. بازوهای رباتیک قطعات را در محل مناسب قرار می‌دهند و حتی کوچک‌ترین ایرادها را شناسایی می‌کنند. در خطوط مونتاژ، حسگرهای پیشرفته با مشاهده مشکل، ماشین را متوقف می‌کنند تا از ورود محصول معیوب به بازار جلوگیری شود.

برنامه‌ریزی زمان کار ماشین‌آلات نیز به گونه‌ای انجام می‌شود که زمان توقف کاهش یافته و روند تولید با حداکثر سرعت ادامه پیدا کند. استفاده از هوش مصنوعی در صنعت، باعث کاهش خطا، افزایش کیفیت، بهبود ایمنی و بهره‌وری بالاتر از منابع شده است.

استفاده از اتوماسیون صنعتی و هوش مصنوعی در صنعت

فعالیت (صفحهٔ 30 کتاب درسی)

 

یک فیلم درباره کاربرد هوش مصنوعی در صنعت دانلود کنید و گزارش کوتاهی (5 تا 7 خط) از مهم‌ترین کاربردها و مزایای آن تهیه کنید.

کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی

سعیده در یکی از جلسات گروهی، اشاره کرد که دایی او کشاورز است و همواره از کمبود آب و خسارت زودهنگام محصولات توسط آفت‌ها گلایه دارد. این موضوع باعث شد او و سعید جست‌وجویی کنند که چگونه می‌توان از هوش مصنوعی در مدیریت بهتر فناوری‌های کشاورزی نیز بهره گرفت.

کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی

امروزه، هوش مصنوعی به شکل گسترده در کشاورزی به کار گرفته می‌شود. در گذشته، تمام تصمیم‌های کشاورزی بر پایه تجربه و حضور مستقیم کشاورز در مزرعه انجام می‌گرفت. اکنون، با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای، حسگرهای پیشرفته و الگوریتم‌های هوشمند، بسیاری از این تصمیم‌ها به‌صورت دقیق و خودکار انجام می‌شود.

در مزارع بزرگ، سنسورهای هوشمند وضعیت خاک، رطوبت و نیازهای گیاه را بررسی کرده و مقدار دقیق آب یا کود موردنیاز را پیشنهاد می‌کنند. پهپادهای مجهز به هوش مصنوعی نیز با شناسایی آفت‌ها و علف‌های هرز، کشاورز را آگاه می‌کنند تا پیش از گسترش آسیب، اقدام لازم انجام شود.

پهباد استفاده شده در کشاورزی

برخی کشاورزی مجهز به سامانه هوش مصنوعی، هنگام سمپاشی با تشخیص میوه و گیاه موردنظر فقط نقاط خاصی را توسط نازل، سمپاشی می‌کند. سامانه Rippa یک نمونه از این سامانه‌های هوشمند است.

مطالعه منطقه کشاورزی

کنجکاوی (صفحهٔ 31 کتاب درسی)

 

1- درباره یک ماشین کشاورزی هوشمند (مانند ربات آبیاری خودکار یا پهپاد سمپاش) تحقیق کرده و گزارشی کوتاه تهیه کنید.

2- بررسی کنید در منطقه محل زندگی آن‌ها کشاورزی تا چه اندازه با فناوری انجام می‌شود و چگونه می‌توان با یک ابزار هوشمند ساده به کشاورزان کمک کرد.

کاربرد هوش مصنوعی در معدن

یکی از کارگروه‌های هنرستان، در حال تحقیق درباره مشاغل پرخطر بودند. آن‌ها دریافتند که فعالیت در معادن یکی از خطرناک‌ترین فعالیت‌هاست و امروزه برخی ماشین‌ها بدون حضور مستقیم انسان و با کمک هوش مصنوعی در معادن نمونه‌ها را دریافت و کنترل می‌کنند.

استفاده از هوش مصنوعی در حوزه معدن، باعث افزایش ایمنی و بهره‌وری شده است. ربات‌های هوشمند می‌توانند تجهیزات سنگین را از راه دور هدایت کنند و در محیط‌هایی کار کنند که برای انسان بسیار خطرناک است.

حسگرهای پیشرفته در این حوزه قادرند تغییرات دما یا وجود گازهای سمی را شناسایی کرده و هشدار فوری به کارگران بدهند. معادن زغال سنگ یکی از انواع معادن است که تشخیص به موقع گاز در آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. همچنین، الگوریتم‌های هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های زمین‌شناسی، بهترین نقطه برای استخراج مواد معدنی را پیشبینی می‌کنند تا عملیات برداشت دقیق‌تر و ایمن‌تر انجام شود.

هوش مصنوعی در معادن

ارتباطات و اینترنت آینده با هوش مصنوعی

سعیده که به فناوری‌های جدید خیلی علاقه دارد، هنگام استفاده از یک سامانه پاسخگوی هوشمند متوجه شد که این سامانه دقیقاً موضوع پرسش او را تشخیص داده و پاسخ مناسب ارائه می‌دهد. برادر او توضیح داد که این عملکرد نیز حاصل استفاده از هوش مصنوعی است.

هوش مصنوعی در حوزه ارتباطات و اینترنت، تحولی اساسی ایجاد کرده است. در مراکز تماس و شرکت‌ها، سامانه‌های پاسخگوی هوشمند می‌توانند به پرسش‌های مشتریان پاسخ دهند، بدون آنکه نیازی به اپراتور انسانی باشد.

اپراتورهای هوشمند

نرم‌افزارهای هوشمند قادرند پیام‌های مهم را در میان حجم بالای ایمیل‌ها شناسایی و به افراد مرتبط ارسال کنند. در شبکه‌های اینترنتی، این فناوری اختلال‌ها را سریع شناسایی کرده و مسیرهای پشتیبان را فعال می‌کند تا ارتباط کاربران بدون مشکل ادامه یابد.

همچنین، هوش مصنوعی با شناسایی و مقابله سریع با حملات سایبری، امنیت شبکه را افزایش می‌دهد. در زندگی روزمره نیز، دستیارهای مجازی و چت‌بات‌ها وظایفی مانند پاسخ به پرسش‌ها، جست‌وجوی اطلاعات و ارائه راهنمایی در خدمات مختلف را بر عهده دارند. این فناوری موجب مدیریت بهتر اطلاعات، امنیت بیشتر و دسترسی سریع‌تر به خدمات شده است.

فعالیت (صفحهٔ 32 کتاب درسی)

 

یک نمونه از کاربرد هوش مصنوعی در بهبود ارتباطات آنلاین را انتخاب کرده و توضیح دهید این فناوری چگونه باعث صرفه‌جویی در زمان یا افزایش امنیت شده است.

ربات‌ها و کاوشگران فضایی

در کاوش‌های فضایی، هوش مصنوعی نقش مهمی دارد. ربات‌های هوشمند می‌توانند روی سطح سیارات حرکت کنند، نمونه‌برداری انجام دهند و شرایط محیطی را تجزیه و تحلیل کنند. ماهواره‌های پیشرفته نیز با استفاده از این فناوری، مسیر خود را تنظیم کرده و از برخورد با موانع فضایی جلوگیری می‌کنند.

این پیشرفت‌ها باعث شده است که کاوش‌های فضایی دقیق‌تر، سریع‌تر و ایمن‌تر انجام شوند و اطلاعات ارزشمندی از محیط‌های ناشناخته به‌دست آید.

ربات‌های فضانورد

کنجکاوی (صفحهٔ 32 کتاب درسی)

 

یک نمونه از ربات‌های فضایی یا ماهواره‌های مجهز به هوش مصنوعی را معرفی کرده و توضیح دهید چه مأموریتی انجام داده است؟

کاربرد هوش مصنوعی در ورزش

مربی ورزشی در یک برنامه تلویزیونی فیلمی از عملکرد بازیکنان را نشان داد و با استفاده از یک نرم‌افزار مجهز به هوش مصنوعی، نقاط ضعف و میزان خستگی هر بازیکن را معرفی کرد. هنرجویان رشته تربیت بدنی با دیدن نتایج این تحلیل دریافتند که هوش مصنوعی حتی در ورزش‌های روزمره نیز کاربرد دارد.

کاربرد هوش مصنوعی در ورزش

هوش مصنوعی در ورزش حرفه‌ای، همچون یک مربی دقیق و همیشه فعال عمل می‌کند. این فناوری با تحلیل فیلم مسابقات، نقاط قوت و ضعف بازیکنان را مشخص می‌کند و اطلاعاتی مانند سرعت دویدن، میزان خستگی و حتی تعداد ضربان قلب را ثبت می‌کند.

سامانه‌های هوشمند در ورزش‌های گروهی، الگوهای بازی را بررسی کرده و پیشنهادهای راهبردی برای مسابقات آینده ارائه می‌دهند. در فعالیت‌ها، ماشین‌های هوشمند حرکات اشتباه را شناسایی کرده و فعالیت‌های اصلاحی پیشنهاد می‌دهند. در ورزش‌های انفرادی مانند پرش طول یا پرتاب نیزه، سامانه‌های مجهز به هوش مصنوعی، زاویه حرکت، سرعت و قدرت را بررسی کرده و روش‌های بهبود عملکرد را ارائه می‌دهند.

تجزیه و تحلیل ورزشی با هوش مصنوعی

فعالیت (صفحهٔ 33 کتاب درسی)

 

یک تیم ورزشی انتخاب کنید و بررسی کنید برای بهبود عملکرد تیم از چه فناوری‌هایی می‌توانند استفاده کنند.

کنجکاوی (صفحهٔ 33 کتاب درسی)

 

یک نمونه از کاربرد هوش مصنوعی در عملیات امدادی یا نظامی را معرفی کرده و توضیح دهید چگونه باعث افزایش ایمنی و کارایی شده است.

هوش مصنوعی، قانون و دنیای انسانی

هنرآموز رشته رایانه در کلاس درس به هنرجویان گفت: آیا می‌دانستید هوش مصنوعی تنها یک ابزار فنی نیست و اکنون در حوزه‌های اجتماعی، حقوقی و علوم انسانی نیز کاربرد دارد؟ او سپس ادامه داد:

سامانه‌های هوشمند در دادگاه‌ها، مدارک حقوقی را بررسی کرده و با یافتن پرونده‌های مشابه، به قاضی در تصمیم‌گیری کمک می‌کنند. در ادارات، این فناوری بر اجرای قوانین نظارت کرده و مانع از بروز خطا یا بی‌عدالتی می‌شود. برخی سامانه‌ها نیز درخواست‌های مردمی را به‌طور خودکار دسته‌بندی و پیگیری می‌کنند تا حقوق افراد حفظ شود.

البته رعایت حریم خصوصی و امنیت اطلاعات، اهمیت فراوانی دارد. سامانه‌های هوشمند باید از دسترسی غیرمجاز جلوگیری کرده و اطلاعات افراد را محرمانه نگه دارند.

در مجموع، هوش مصنوعی وارد حوزه‌هایی شده است که علاوه بر منطق و قواعد، به احساسات، عدالت و حقوق مردم نیز مرتبط است؛ به‌همین دلیل، استفاده درست و مسئولانه از آن ضروری است.

کاربرد هوش مصنوعی در قضاوت

فعالیت (صفحهٔ 34 کتاب درسی)

 

ضمن مشورت با یک وکیل دادگستری یک نمونه از کاربرد هوش مصنوعی در سامانه‌های حقوقی یا اداری پیدا کنید و بررسی کنید چه مزایا و چه چالش‌هایی دارد.

کاربرد هوش مصنوعی در خدمات عمومی و فروشگاه‌ها

بعضی از فروشگاه‌های بزرگ در دنیای فناوری امروز فاقد صندوق‌دار است و تمام فرایند ثبت خرید و محاسبه هزینه با استفاده از هوش مصنوعی انجام می‌شود.

در این نوع فروشگاه‌های هوشمند، دوربین‌های متصل به سامانه هوش مصنوعی حرکات مشتریان را تحلیل می‌کنند و اقلام برداشته شده را به‌طور دقیق شناسایی می‌کنند. پس از تکمیل خرید، فاکتور به‌صورت خودکار بر روی تلفن همراه مشتری ارسال می‌شود و پرداخت به شکل الکترونیکی انجام می‌گیرد.

فروشگاه مجهز به هوش مصنوعی

کاربرد هوش مصنوعی در حوزه خدمات و تجارت بسیار گسترده است. در فروشگاه‌های اینترنتی، سامانه‌های هوشمند با تحلیل سوابق خرید مشتری، پیشنهادهای شخصی‌سازی شده ارائه می‌دهند و تجربه خرید را سریع‌تر و رضایت‌ بخش‌تر می‌سازند.

این فناوری موجب کاهش نیاز به نیروی انسانی در برخی بخش‌ها، افزایش سرعت خدمات‌رسانی و بهبود دقت در ثبت و پردازش سفارش‌ها می‌شود.

فعالیت (صفحهٔ 34 کتاب درسی)

 

در مورد کاربردهای دیگر هوش مصنوعی در فرایندهای خرید و فروش و تجارت الکترونیکی در کلاس بحث کنید.

هوش مصنوعی امروز تنها یک فناوری پیشرفته نیست، بلکه ابزاری است که در هنر، آموزش، سلامت، حمل‌ونقل، امنیت، صنعت، کشاورزی، فضا، ورزش، قانون و بسیاری حوزه‌های دیگر تأثیرگذار شده است. این فناوری با توانایی تحلیل داده‌ها، یادگیری از تجربه‌ها و تصمیم‌گیری هوشمندانه، کارها را دقیق‌تر، سریع‌تر و کارآمدتر انجام می‌دهد.

با این حال، استفاده از هوش مصنوعی نیازمند آگاهی، مسئولیت‌پذیری و رعایت اصول اخلاقی است تا هم مزایای آن به حداکثر برسد و هم از بروز خطا یا سوء استفاده جلوگیری شود. آینده‌ای که هوش مصنوعی می‌سازد، بستگی به انتخاب‌ها و شیوه استفاده ما دارد.

فعالیت (صفحهٔ 35 کتاب درسی)

 

سعید و سعیده بعد از مشورت با افراد متخصص در زمینه هوش مصنوعی، تصمیم گرفتند به کمک هوش مصنوعی مشکلات شهر خود را بررسی کنند. جدول زیر برخی از مشکلات شهر و چند نمونه از کاربردهای هوش مصنوعی را دسته‌بندی کرده است. جدول را تکمیل کنید.

بررسی مشکلات کاربرد هوش مصنوعی
نمونه کاربرد هوش مصنوعی مشکل
سنسورهای هوشمند آبیاری، پیش‌بینی بارش، تحلیل رطوبت خاک ترافیک و تصادف
  قطعی برق
شبکه‌های فروش آنلاین با الگوریتم پیشنهادگر، شناسایی محصولات سالم با تصاویر فروش محصولات کشاورزی
دستیار هوشمند، ترجمه ماشینی (گوگل ترنسلیت)، جستجوگر حرفه‌ای  

مقایسه و تحلیل اثرات فناوری‌های هوشمند با روش‌های سنتی

فناوری‌های هوشمند شیوه انجام کارها را دگرگون کرده‌اند. در روش‌های سنتی، بیشتر تصمیم‌ها بر پایه تجربه فردی و کار دستی گرفته می‌شد. این کار گاهی زمان‌بر بود و دقت بالایی نداشت.

امروز، سامانه‌های هوشمند می‌توانند با پردازش حجم زیادی از داده‌ها، بهترین تصمیم را در کوتاه‌ترین زمان بگیرند، مثلاً حسگرهای کشاورزی زمان دقیق آبیاری را اعلام می‌کنند، نرم‌افزارهای آموزشی مسیر یادگیری هر دانش‌آموز را شخصی‌سازی می‌کنند و سامانه‌های تجاری رفتار مشتری را تحلیل کرده و پیشنهادهای دقیق می‌دهند.

تفاوت اصلی این است که فناوری‌های هوشمند سرعت، دقت و بهره‌وری را افزایش می‌دهند، اما همچنان به نظارت و قضاوت انسان نیاز دارند تا به شکلی درست و مسئولانه به کار گرفته شوند.

فعالیت (صفحهٔ 36 کتاب درسی)

 

روش‌های سنتی دریافت نوبت در مراکز درمانی را با نوبت‌دهی آنلاین مقایسه کنید.

ابزارهای کاربردی مبتنی بر هوش مصنوعی

سعید و سعیده پس از آشنایی با طیف وسیعی از کاربردهای هوش مصنوعی، متوجه شدند که بسیاری از نرم‌افزارها و خدماتی که به صورت روزمره از آن‌ها استفاده می‌کنند، از این فناوری بهره می‌برند. سعید به خاطر آورد که برای استفاده از برخی از این خدمات، نیاز به داشتن یک حساب کاربری گوگل دارد. او بعداً به هنرآموز خود پیشنهاد داد که با هم این فرایند را انجام دهند و سپس از چند ابزار کاربردی گوگل که مبتنی بر هوش مصنوعی بودند، استفاده کنند.

ایجاد یک حساب کاربری گوگل، امکانات متنوعی را در اختیار کاربران قرار می‌دهد. از جمله این امکانات می‌توان به همگام‌سازی اطلاعات در ماشین‌های مختلف، بهره‌مندی از فضای ذخیره‌سازی ابری گوگل درایو و دسترسی به سرویس‌هایی نظیر Gmail و Translate Google و بسیاری خدمات دیگر اشاره کرد.

تکمیل اطلاعات شخصی در حساب کاربری

ایجاد حساب کاربری گوگل

هدف: ساخت حساب کاربری، حساب کاربری امکان دسترسی‌های متنوع برای کاربران ایجاد می‌کند. برای ایجاد حساب کاربری این مراحل را دنبال کنید.

1- مرورگر وب خود را باز کرده و آدرس www.google.com را وارد کنید.

2- در صفحه اصلی گوگل، در گوشه بالا سمت راست صفحه، معمولاً گزینه‌ای با عنوان «Sign in» (ورود) یا آیکونی شبیه به پروفایل کاربری وجود دارد. روی آن کلیک کنید.

3- انتخاب گزینه ساخت حساب: پس از کلیک بر روی «Sign in»، پنجرهای برای ورود به حساب کاربری موجود نمایش داده می‌شود. در این پنجره، به دنبال گزینه‌ای مانند «Create account» (ساخت حساب کاربری) یا «Create an account» بگردید و آن را انتخاب نمایید. معمولاً این گزینه در زیر فیلدهای ورود نام کاربری و رمز عبور قرار دارد.

4- انتخاب نوع حساب: برای انتخاب نوع از آن‌ها پرسیده می‌شود که حساب را برای چه منظوری ایجاد می‌کنید: «For myself» (برای خودم)، «For my child» (برای فرزندم) یا «To manage my busines» (برای مدیریت کسب‌وکارم). گزینه «For myself» را انتخاب کنید.

5- تکمیل اطلاعات شخصی: در این مرحله، باید اطلاعات اولیه خود را وارد کنید. (شکل بالا) این اطلاعات شامل موارد زیر است:

نام (First name): نام خود را وارد کنید.

نام خانوادگی (Last name): نام خانوادگی خود را وارد کنید.

نام کاربری (Username): این همان آدرس ایمیل آن‌ها در Gmail خواهد بود (مثلاً yourname@gmail.com) باید یک نام کاربری منحصر به فرد انتخاب کنید. گوگل پیشنهاداتی نیز بر اساس نام آن‌ها ارائه می‌دهد. 

رمز عبور (Password): یک رمز عبور قوی و ایمن برای حساب خود انتخاب کنید. توصیه می‌شود رمز عبور شامل ترکیبی از حروف بزرگ و کوچک، اعداد و نمادها باشد. برای امنیت بیشتر، دو بار رمز عبور را وارد کنید تا از صحت آن مطمئن شوید.

6- اطلاعات اضافی و تأیید:

شماره تلفن (Phone number): وارد کردن شماره تلفن اختیاری است، اما برای بازیابی حساب در صورت فراموشی رمز عبور و افزایش امنیت (مانند احراز هویت دو مرحله‌ای) بسیار توصیه می‌شود.

آدرس ایمیل بازیابی (Recovery email address): وارد کردن یک آدرس ایمیل دیگر (اگر دارید) به بازیابی حساب در صورت بروز مشکل کمک می‌کند.

تاریخ تولد (Date of birth): تاریخ تولد خود را وارد کنید. این اطلاعات برای تأیید سن و امنیت حساب آن‌ها استفاده می‌شود.

جنسیت (Gender): انتخاب جنسیت نیز معمولاً در این بخش خواسته می‌شود.

7- پذیرش قوانین و مقررات: در نهایت، باید «Privacy Policy» (سیاست حفظ حریم خصوصی) و «Terms of Service» (شرایط خدمات) گوگل را مطالعه کرده و با کلیک بر روی دکمه «I agree» یا مشابه آن، آن‌ها را بپذیرید.

8- ساخته شدن حساب: پس از تکمیل این مراحل و تأیید اطلاعات، حساب کاربری گوگل آن‌ها ایجاد می‌شود. آن‌ها اکنون می‌توانید با استفاده از نام کاربری و رمز عبور خود، وارد سرویس‌های مختلف گوگل شوید.

فعالیت (صفحهٔ 37 کتاب درسی)

 

حساب کاربری گوگل با استفاده از رایانه ایجاد نمایید، در قسمت تقویم (calendar) برنامه‌های رایج هفتگی و ماهانه نظیر برنامه روتین آموزشی و ورزشی، جلسات، پرداخت اقساط و نظایر آن را در یک بازه یک ساله بارگذاری کنید و آلارم هشدار را فعال کنید، اینک به کمک تلفن همراه هوشمند این داده‌ها را فراخوانی کنید و با یکدیگر چک کنید. بررسی کنید هشدار روزانه توسط هر دو دستگاه دریافت نمایید. این فناوری چه مزایایی دارد؟

معرفی ابزارها و فناوری‌های مبتنی بر هوش مصنوعی

چند نمونه از ابزارهای پرکاربرد که بر پایه هوش مصنوعی طراحی شده‌اند معرفی می‌شود. این ابزارها در زندگی روزمره کاربرد فراوانی دارند و به ساده‌سازی بسیاری از فعالیت‌ها کمک می‌کنند.

Google Translate

این ابزار کاربردی با بهره‌گیری از هوش مصنوعی، به‌ویژه فناوری‌هایی مانند شبکه‌های عصبی و یادگیری ماشین، ترجمۀ دقیق و سریع متون، گفتار و حتی تصاویر را بین زبان‌های مختلف امکان‌پذیر می‌سازد.

ابزار ترجمه متون

قابلیت‌های اصلی این ابزار شامل این موارد است:

ترجمه متنی: ترجمۀ سریع کلمات، جملات و پاراگراف‌ها بین ده‌ها زبان زنده دنیا با دقت بالا و ساختار طبیعی.

ترجمه صوتی: تبدیل مکالمات زنده بین دو نفر که به زبان‌های متفاوت صحبت می‌کنند، به گفتاری قابل فهم برای هر دو طرف.

ترجمه تصویری: با استفاده از دوربین تلفن همراه، کاربر می‌تواند متنی را که بر روی تابلو، منو، یا اسناد چاپی قرار دارد به‌صورت زنده ترجمه کند. همچنین، امکان ترجمه از عکس‌های ذخیره‌شده در گالری نیز وجود دارد.

ترجمه آفلاین: این برنامه اجازه می‌دهد تا بسته‌های زبانی مختلف دانلود شوند و حتی در شرایط بدون اینترنت نیز خدمات ترجمه ارائه گردد.

ترجمه تصویر با Google Translate

فرض کنید در سفر به کشوری خارجی هستید و با یک منوی رستوران یا تابلوی خیابان به زبانی ناشناس مواجه می‌شوید. با استفاده از Google Translate می‌توانید به راحتی آن را درک کنید:

1- پلیکیشن Google Translate را نصب و باز کنید. زبان مبدأ (زبانی که متن به آن نوشته شده) و زبان مقصد (زبانی که می‌خواهید ترجمه را ببینید) را انتخاب کنید.

2- در پایین صفحه، گزینه‌ای با عنوان «Camera» (دوربین) وجود دارد. روی آن ضربه بزنید.

3- با انتخاب گزینه «Instant» (فوری)، دوربین گوشی را رو به نوشته‌ای که می‌خواهید ترجمه کنید، بگیرید. هوش مصنوعی گوگل به صورت زنده متن را تشخیص داده و ترجمه را مستقیماً روی صفحه گوشی آن‌ها، روی متن اصلی نمایش می‌دهد.

4- همچنین می‌توانید از گزینه‌های دیگر مانند «Scan» (اسکن) برای گرفتن عکس از متن و سپس انتخاب قسمتی که می‌خواهید ترجمه شود، یا «Import» (وارد کردن) برای ترجمه متنی از عکس‌های گالری خود استفاده کنید.

ترجمه از طریق اسکن تصویر

Google Lens

این ابزار هوشمند با بهره‌گیری از هوش مصنوعی، به‌ویژه درک تصویری و تحلیل بصری، امکان تعامل مستقیم با دنیای اطراف را فراهم می‌سازد. Google Lens از طریق دوربین تلفن همراه، تصاویر را بررسی می‌کند و اطلاعات مفیدی در اختیار کاربر قرار می‌دهد.

جست‌وجوی تصویری

قابلیت‌های کلیدی این ابزار عبارت‌اند از:

شناسایی اشیا: با قرار دادن دوربین روی گل، حیوان یا یک شیء خاص، اطلاعاتی مانند نام علمی، ویژگی‌ها و محل‌های فروش آن به کاربر نمایش داده می‌شود.

خواندن و ترجمه متن: با گرفتن دوربین روی نوشته‌هایی مانند تابلوها، منوها یا اسناد، امکان کپی، ترجمه و جستجوی سریع آن متن فراهم می‌گردد.

حل مسائل ریاضی: با اسکن یک مسئله ریاضی، این ابزار می‌تواند پاسخ را همراه با مراحل حل، به‌صورت مرحله‌ به‌ مرحله نمایش دهد.

حل مسائل ریاضی

یافتن محصولات مشابه: در صورت مشاهده یک لباس، وسیله یا محصول مورد علاقه، Google Lens می‌تواند نمونه‌های مشابه را در فروشگاه‌های آنلاین جستجو کرده و نمایش دهد.

یافتن یک محصول در فروشگاه آنلاین

چگونگی یافتن یک محصول دلخواه در فروشگاه‌های آنلاین با استفاده از هوش مصنوعی Google Lens:

انتخاب یک محصول در محیط اطراف یا در یک فروشگاه آنلاین.

1- برنامه Google Lens را درتلفن همراه یا تبلت خود باز کنید.
2- دوربین گوشی خود را به سمت محصول مورد نظر بگیرید و یک عکس واضح از آن بگیرید.

خرید الکترونیکی و اینترنتی هوشمند

3- پس از گرفتن عکس، Lens به‌طور خودکار شروع به جستجو می‌کند و محصولات مشابه را نمایش می‌دهد.
4- چند مورد از محصولات پیشنهادی متفاوت را مشاهده و بررسی کنید.
5- قیمت، رنگ و برند محصولات را با محصول خود مقایسه کنید.
6- از نتایج جستجوی خود اسکرین‌شات بگیرید یا نام محصولات و فروشگاه‌ها را یادداشت کنید.

پودمان 1: آشنایی با هوش مصنوعی