شرح النظم الخبيرة expert systems في الذكاء الاصطناعي 2024

إذا كنت ترغب في التعرف على النظم الخبيرة بكافة معلوماتها فإليك هذا الدليل الشامل، لكن كل هذا قبل هذه المقدمة الرائعة.

هل تساءلت يوميا كيف يمكن للحاسوب أن يحاكي ذكاء البشر ؟ حسنا النظم الخبيرة هي نوع من تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي قادرة على حل التحديات بسرعة ودقة واتخاذ القرارات واستنادا إلى خبرة مقدمة مما يجعلها لا غنى عنها في مجموعة متنوعة من المجالات.

فإذا كنت مهتما بالنظم الخبيرة في هذا المقال سنكتشف معاً أنا وأنت مفهوم النظم الخبيرة و طريقة عملها وخصائصها وعيوبها و مكوناتها وغيرها من المعلومات.

ماهي النظم الخبيرة Expert Systems ؟


الانظمة الخبيرة (بالإنجليزية Expert Systems) هى برامج كمبيوتر مصممة لإنتاج و محاكاة الخبرة البشرية عن طريق التفكير ﻤﻥ خلال نظام قائم على المعرفة. والتي تٌمثل بشكل أساسي على أنها قواعد if-then بدلاً من الكود الإجرائي التقليدي.
 
يمكن تعريف النظم الخبيرة أيضا بأنها فرع من فروع الذكاء الاصطناعي تهدف إلى توفير قدرات صنع القرار المحوسبة المشابهة للخبراء البشريون في مجال معين يتطلب خبرة بشرية، فعلى سبيل المثال يمكنه تقديم مشورة متخصصة أو صناعة القرار في التمويل والهندسة.

يمكن إرجاع تاريخ هذه النظم في الأول إلى خمسينيات القرن العشرين عندما بدأ رواد مثل: هربرت سيمون وألين نيويل لتطوير برامج الحاسوب التي يمكن أن تحاكي التفكير البشرى. حيث ابتكر مع ألين نظرية المنطق آلة سنة 1956 و برنامج لحل المشكلات عامة (GPS).

أول نظام خبير والذي يدعى دندرال DENDRAL (اختصار لمصطلح "DENDRitic ALgorithm") يحلل المركبات الكيميائية.

تم تطويره خلال فترة الستينيات في مجال الذكاء االصطناعي (Artificial Intelligence) بجامعة ستانفورد بالولايات المتحدة في عام 1965 بواسطة وجوشوا ليدربيرج و إدوارد فايجينباوم.


أمثلة على النظم الخبيرة


فيما يلي أهم الأمثلة عن ﺑﻌﺾ النظم Expert:

- MYCIN: يستخدم لتشخيص وعلاج الأمراض المعدية.
- PROSPECTOR: يهدف لاستكشاف الموارد المعدنية. 
- R1 / XCON: هدفه القيام بتكوين أنظمة الكمبيوتر.
- LUNAR: يفسر بيانات الصخور القمرية.

مكونات النظم الخبيرة


النظم الخبيرة تتكون عادة من 4 مكونات رئيسية وهما كالتالي:

1. قاعدة المعرفة (Knowledge Base): وتحتوي على الكثير من القواعد التي يستخدمها النظام Expert للتفكير في مشكلات.

2. محرك الاستدلال: هو عنصر في النظام الخبير فهو مسؤول عن تفسير الحقائق التي توجد في قاعدة المعرفة لاستخلاص النتائج واتخاذ ﻘرارات.

3. واجهة المستخدم: تتفاعل النظم الخبيرة مع المستخدمين ويأخذ الاستعلامات كمدخل بتنسيق قابل للقراءة ويمررها إﻟﯽ محرك استدلال. وبعد الحصول على الاستجابة فإنه يعرض الإخراج للمستخدم.

بمفهوم آخر وهى واجهة تساعد مستخدم غير الخبير على التواصل مع النظام الخبير لإيجاد حل.

4. وحدة الشرح: تشرح وحدة الشرح كيف توصل اﻟﻨظﺎم اﻟﺨﺒﻴر إلى استنتاج أو توصية.

خصائص النظم الخبيرة


فيما يلي المميزات الأساسية لـ Expert Systems:

  • استعمال النظم الخبيرة في الأماكن الخطرة حيث لا يكون الوجود البشري آمنا.

  • تتميز النظم الخبيرة بالخبرة عالية الأداء التي تقدمها أثناء حل أي مشكلة بطريقة فعالة ودقيقة.

  • يمكن استخدامه بسهولة من قبل المستخدمين غير الخبراء.

  • النظم الخبيرة قادرة على تدريب الموظفين وذلك بسبب قاعدتها المعرفية الواسعة.

  • يمكن ﺍﻟﻨﻅﻡ ﺍﻟﺨﺒﻴﺭﺓ شرح عملية التفكير الخاصة بها للمستخدمين واستكشاف المشاكل وإصلاحها.

  • يتميز بالموثوقية في استخدامه وفي توصياته.

  • يتفاعل مع المستخدمين ويساعدهم في صناعة قراراتهم.


عيوب النظم الخبيرة


لكل مميزات عيوب منها:

  • صعوبة التحقق ﻤن صحة الإجابات التي يقدمها النظام الخبير.

  • ﻨظم الخبيرة تعمل بشكل جيد في حل مشاكل محدودة فقط في مجالات معينة فقط.

  • يفتقر Expert Systems إلى المرونة للتعامل مع بيئات جديدة.

  • يتطلب تطوير وصيانة نظام الخبير جهوداً كبيرة ومكلفة للغاية.

  • صعوبة تفسير النتائح لغير المتخصصين في حقل ﺍﻟﺨﺒﺭﺓ.

  • يعمل بشكل جيد فقط مع أنواع معينة من المهام التشغيلية والتحليلية.

ما هي انواع النظم الخبيرة ؟


يوجد أنواع مختلفة من النظم Expert Systems بنقاط قوتها وضعفها الفريدة وهي كالتالي:

1. النظم الخبيرة القائمة على القواعد


تعتبر هذه النظم إحدى أنواع الأنظمة الخبيرة شيوعا. بحيث تستخدم العديد من القواعد التي يتم إنشاؤها من طرف خبراء بشريين لتقديم حلول أو توصيات لمشاكل ما.

2. النظم المبنية على الإطار


وتعتبر النظم المنية على الإطار تستعمل تقنية تمثيل المعرفة المعروفة باسم الإطارات أو البرامج النصية. يقوم بهيكلتها بشكل هرمي ويسمح بالتفكير في بيانات المعقدة والمنظمة.

3. أنظمة المنطق الضبابي الخبيرة


المنطق الضبابي يتعامل مع عدم اليقين والبيانات الغير الدقيقة فهو عبارة عن إطار رياضي يسمح بدرجات من الحقيقة بدلا من النهج الثنائي التقليدي ويمكنهم صناعة قرار على حسب معلومات غامضة.

4. النظم الخبيرة للشبكات العصبية


تم تصميم أنظمة خبراء الشبكات العصبية للتعلم من البيانات من خلال ضبط أوزان اتصالاتها بين الخلايا العصبية. وتستخدم للتعرف على الكلام والأنماط وتصنيف الصور وتطبيقات معالجة اللغة الطبيعية.

ما هي تطبيقات النظم الخبيرة ؟


النظم الخبيرة تتوفر على عددا من التطبيقات في مختلف الصناعات والمجالات ومنها:

1. المجالات الطبية

يمكن للنظام الخبير مساعدة المهنيين الطبيين في تشخيص الأمراض وتحليل الأعراض وإجراء العمليات الطبية. إضافة إلى توفير خيارات العلاج.

وذلك بناء على التاريخ الطبي والأعراض ونتائج الاختبار من أجل تقديم تشخيصات دقيقة واقتراح العلاجات المناسبة. فعلى سبيل المثال MYCIN هو نظام خبير لتشخيص الالتهابات البكتيرية.

2. خدمات المالية

تساعد النظم الخبيرة (Expert Systems) في اتخاذ قرارات وإدارة الأصول للتنبؤ بسلوك الأسواق المختلفة والمؤشرات المالية وتحليل بيانات السوق والاتجاهات المالية.

كما تساهم في التخطيط المالي مثل: استراتيجية الاستثمار وتخطيط التقاعد والتخطيط الضريبي بحسب على الوضع المالي للمستخدم وأهدافه.

3. الهندسة

يمكن استخدام النظم الخبيرة لتصميم المنتجات وتخطيط المشاريع واستكشاف مشاكل وإصلاحها.

4. الزراعة

النظم الخبيرة تساعد المزارعين على إدارة المحاصيل ومكافحة الآفات والري. مع أخذ بعين الاعتبار الظروف الجوية وبيانات التربة ومراحل نمو المحاصيل.

5. القانون

في السياقات القانونية والتنظيمية يساعد المحامين ومسؤولي الامتثال في تفسير القوانين واللوائح وإجراء تقييمات للقضايا المدنية.

كيف يعمل النظام الخبير ؟


بالنسبة لطريقة عمل نظم الخبيرة الحديثة فهي تقوم باستخدام تقنيات التعلم الآلي و أساليب الذكاء الصناعي لتحليل المعلومات واستنتاج الحلول كما يمكن ل نظام Expert تحسين أدائه بمرور الوقت لذا تكتسب المزيد من الخبرة تماما كما يفعل بشر.

ما أهمية النظم الخبيرة ؟


النظم الخبيرة مهمة لأنها توفر الكثير من المزايا مثل: الدقة والسرعة والاتساق والموثوقية والحفاظ على الفعالية من حيث إيجاد حلول للمشكلات المعقدة التي سيكون من الصعب ﻋﻠﻰ الإنسان حلها بمفردهم. كما يمكن استخدامها أيضا لتقديم مساعدة قيمة للمستخدمين ﻓﻲ مهاماً متنوعة.

ما هو الفرق بين الذكاء الإصطناعي والانظمة الخبيرة ؟


الفرق بين النظم الخبيرة و الذكاء الاصطناعى هو أن أنظمة الخبيرة هى نوع من تطبيقات الذكاء الاصطناعي لينفد مهام متعلقة بالخبرات مثل: نظم التحليل الكيميائي، والنظم المرتبطة باستكشاف الموارد المعدنية. 

بينما الذكاء الصناعى يعتبر مجال واسع يتضمن إنشاء أنظمة ذكية قادر على أن يحاكي قدرة البشر والتصرف بشكل مستقل مثل: محركات البحث، الترجمة الآلية، والتعرف على الوجوه، والروبوتات.

ما الفرق بين النظم الخبيرة ونظم الاستنتاج المعرفي؟


يمكن التمييز بين النظام الخبير والاستنتاج المعرفي استنادًا إلى المعايير التالية:

1. مصدر المعرفة: النظم الخبيرة هي نظم ذكية تحاكي معرفة الخبراء بينما نظم الاستنتاج المعرفي تستعمل مصادر أخرى للمعرفة مثل النماذج.

2. نوع استدلال: تستعمل النظم الخبيرة استدلال الاستقرائي لاستنتاج حقائق بينما الأخرى تستعمل استدلال الاستقرائي أو التفسيري أو التشابهي يعني أنها تستنتج القواعد العامة من حقائق محددة.

3. مستوى التعميم: هذا النظام مصمم عادة لمجال ضيق ومحدد، بينما الاستنتاج المعرفي يعد أكثر عمومية وقابلية للتكيف مع مختلف المجالات.


كيف يتم انشاء النظم الخبيره؟


لإنشاء النظم الخبيرة يتبع المطورون خطوات وأدوار مختلفة. وهي كالتالي:

1. تحديد مجال المشكلة الذي سيتم إنشاء النظام الخبير من أجله.

2. اكتساب المعرفة من خبراء البشريين من المجال المختار.

3. تمثيل المعرفة بلغة رسمية يمكن للنظام Expert فهمها وترميزها في قاعدة تحتوي على حقائق.

4. تطوير محرك استدلال يستطيع تطبيق القواعد لتقديم التوصيات.

5. تصميم واجهة مستخدم تسمح للمستخدمين التفاعل مع النظام الخبير.

6. اختبار وتحقق من صحته للتأكد من أنه يوفر نتائج دقيقة وموثوقة.

7. صيانة وتحديث النظام الخبير بانتظام حسب الحاجة.

خاتمة

في ختام موضوع اليوم لقد أصبحت النظم الخبيرة جزءا لا يتجزأ من العديد من الصناعات لأنها توفر أتمتة سريعة ودقيقة ومتسقة مع سهولة استخدامها ومرونتها تجعلها في متناول غير الخبراء أيضاً.