ما هو التعلم الآلي؟

التعلم الآلي أو تعلم الآلة (باللغة الإنجليزية: MACHINE LEARNING).. مصطلح يغزو عالمنا ضمن العديد من المصطلحات التكنولوجية التي أصبحنا نسمعها كثيرا هذه الأيام.

امنح الآلة البيانات واتركها تعلم نفسها وتتصرف كما تعلمت من المعلومات التي منحتها لها، هذا واحد من تعريفات التعلم الآلي، Image via www.vpnsrus.com، mikemacmarketing، (CC BY 2.0)، via wikimedia commons.

وببساطة شديدة، يعد التعلم الآلي فرع من أهم فروع الذكاء الاصطناعي AI، ويعمل على أن تستطيع الأنظمة التي تعمل بها الأجهزة الحديثة (من الهواتف الذكية حتى أنظمة الأسلحة المتطورة) أن تتعلم أو تحسن أدائها بناء على البيانات التي تستهلكها أو تحصل عليها نتيجة تجاربها السابقة.

وبطريقة أسهل للأذهان، إنه الشيء الذي يجعل الآلة تتعلم، لتعطينا أداء أفضل.

ما المقصود بالتعلم الآلي:

في التعلم الآلي يتم تطوير اللوغاريتمات والنماذج الإحصائية التي تستخدمها الحواسيب والأنظمة الحديثة لأداء المهام المطلوب منها بدون أن يقوم الإنسان بتزويدها بتعليمات واضحة.

آليا تتعلم الآلة أن تقوم بنفسها بالاستدلال على ما هو مطلوب منها وتنفذه.

ونشير هنا إلى الخطأ الذي يقع فيه الكثيرون حينما يظنون أن التعلم الآلي هو ذاته الذكاء الاصطناعي (باللغة الإنجليزية: artificial intelligence).

الصواب هنا أن التعلم الآلي هو جزء أو فرع من الذكاء الاصطناعي بحيث أن كل تعلم آلي هو ذكاء اصطناعي، لكن الذكاء الاصطناعي أكثر اتساعا وشمولا من التعلم الآلي، ويضم صور أخرى من أهمها ما يعرف باسم التعلم العميق.

نضرب هنا أمثلة عملية ستساعد على فك أي تعقيد قد يواجه البعض، لأننا لو اتبعنا الأسلوب النظري فسيتحول هذا التقرير إلى نص جامد لن يفهمه الكثير من المتخصصين.

ستكتشف بعد قراءة بعض هذه الأمثلة أن التعلم الآلي يشغل العديد من الأشياء التي تستعملها أنت شخصيا كل يوم، دون أن تدري أن التعلم الآلي وراء استفادتك منها.

أمثلة على تطبيقات تعلم الآلة:

التعلم الآلي في مجال الرعاية الصحية:

يمضي الأطباء أعمارهم في اكتساب الخبرة ومعرفة ماذا تظهر لهم الأشعة من أبسط الأشياء، سيبدأ ذلك في التغير مع التعلم الآلي حيث ستقوم الأجهزة بهذا الدور، Wessex Archaeology، UK، (CC BY-NC 2.0)، via Flickr.

لنفترض أننا في مستشفى يوجد بها جهاز حديث يعمل بتطبيقات وحواسيب متطورة، يمكن بفضل التعلم الآلي أن يتم تزويد الجهاز ببيانات هائلة تمكنه من اكتشاف وتشخيص مرض معين عن طريق الأشعة، من خلال تزويده مسبقا بملايين من صور الأشعة لهذا المرض.

فإذا عرضت عليه أشعة لمريض إصيب بذات المرض، فسيقوم هو هنا بدور الطبيب ويشخص الحالة بأنها مصابة بهذا المرض بناء على ما تعلمه سابقا من ملايين الصور المخزنة في ذاكرته كما أوضحنا.

وهكذا، يأتي التشخيص سريعا وسليما تماما، وتقل نسب الأخطاء البشرية للأطباء، ويتركز حاليا جهد التعلم الآلي في مجال الطب خصوصا في تخصصات أمراض العين واكتشاف الأمراض السرطانية.

التعلم الآلي والتسوق عبر الإنترنت:

مثال آخر قد يكون الكثيرون من قراء هذا التقرير قد تعرضوا له أكثر من مرة.. ويحدث عندما تدخل لأحد مواقع التسوق عبر الإنترنت.

فإذا اشتريت من هذا الموقع سلعة معينة أو بحثت عنها، ستجده يعرض لك اقتراحات شبيهة أو تتماشي مع ما اشتريته أو بحثت عنه، لماذا؟ لأن خوارزميات الموقع علمت نفسها بنفسها دون أن تحتاج لبشر أنك تريد هذه السلعة أو سلع شبيهة أو مكملة لها.

تصنيف رسائل البريد الإلكتروني بواسطة التعلم الآلي:

في جعبتنا أيضا مثال ثالث، يتعلق الأمر هذه المرة بالجزء الخاص بالرسائل الغير مرغوب بها التي تصلك عبر البريد الإلكتروني أو (باللغة الإنجليزية: Spam).

هذه الخاصية بالتحديد تقوم على التعلم الآلي، حيث تعطي الخوارزميات العديد والعديد من الأمثلة عن الرسائل غير المرغوب بها، وقد استمدت خبرة طويلة تزيد عن ٢٠ عام في تحسين أدائها.

أنت نفسك تسهم في التعلم الآلي عندما تخبر الخوارزميات أن رسالة ما تعد غير مرغوبة بالنسبة لك، إنك تعطيها نموذجا وبيانات جديدة للتدرب عليها.

الرسائل الغير مرغوب بها، أو Spam، التعلم الآلي هو من يقوم بتحديدها، ITU Pictures، Source: Shutterstock، (CC BY 2.0)، via Flickr.

هذه مجرد بعض الأمثلة عن استخدامات معينة من استخدامات متنوعة ومختلفة للتعلم الآلي، والتي قد تشجعنا أن نعيد تعريف التعلم الآلي مجددا لكن بشكل أكثر احترافية بعد أن ضربنا عددا من الأمثلة تقربه من الذهن.

فالتعلم الآلي هو أن تقوم الخوارزميات باستيعاب البيانات التي تزود بها وتدرب عليها، ما يمكنها من بناء نماذج تتصرف من خلالها، وهكذا فعندما تعرض عليها بيانات مماثلة، فإنها ستتصرف بنفس الطريقة.

التعلم الآلي والنص التنبئي:

مثال آخر أكثر بساطة، عندما تمسك بهاتفك لبعث رسالة عبر تطبيقات المراسلة مثلا، وأنت تكتب، فبمجرد أن تضغط أول حرف أو حرفين يظهر لك عدد من الكلمات المقترحة.

ما حدث هنا هو أن تطبيق الكتابة على هاتفك قد تعلم آليا بعد استخدامك له لشهور وربما لسنوات، فأصبح يتوقع الكلمة التي تريد أن تكتبها، وهو ما يعرف باسم (النص التنبئي).

التعلم الآلي في تطبيقات التواصل الاجتماعي:

أيضا تستخدم تطبيقات التواصل الاجتماعي الشهيرة مثل (تويتر، فيسبوك، ... إلخ) وكذلك تطبيق يوتيوب، التعلم الآلي مع كل مستخدم بشكل مستقل، حتى يستطيع التطبيق فهم اهتماماتك، فيعرض لك المنشورات التي قد تعجبك، أو يقترح لك الفيديوهات التي قد تثير اهتمامك، هذا ما تعلمته اللوغاريتمات آليا من استخدامك السابق لهذه التطبيقات.

وكذلك الحال مع محركات البحث الشهيرة مثل جوجل Google ، وبيدو Baidu، وياهو Yahoo.

تطوير التعلم الآلي للسيارات ومعرفة الطرق:

ولعلنا جميعا سمعنا عن السيارات الذاتية القيادة، هذه السيارات تعتمد كليا على التعلم الآلي، حيث تزود ببيانات ومعلومات عن كل السيناريوهات التي ستواجهها في الطريق، وكيفية التصرف في كل حالة، وهكذا عندما تسير في الطريق فإنها تعلم نفسها بالبيانات التي زودت بها أصلا كيف تسير بشكل سليم وآمن.

أنت نفسك داخل سيارتك العادية التي تقودها، حينما تستعمل تطبيق مثل خرائط جوجل Google maps فأنت تعتمد على تطبيق يعتمد في الكثير من عمله على التعلم الآلي.

التعلم الآلي في المجال العسكري:

الصاروخ الإسرائيلي كاسر البحر، يتعلم هذا الصاروخ آليا، ومن ضمن ما يتعلمه ما نراه في الصورة، الطيران فوق سطح الماء بارتفاع شديد الإنخفاض لتجنب رصده أو تدميره، Photo by Rafael Advanced Defense Systems.

حتى الجيوش نفسها أصبحت تتسلح بمنظومات وأسلحة مزودة بأنظمة التعلم الآلي، ومن ذلك على سبيل المثال الصاروخ الإسرائيلي كاسر البحر (باللغة الإنجليزية: Sea Breaker).

وكذلك منظومات RADiRguard للاستطلاع التي حصلت عليها السعودية من فرنسا.

التعلم الآلي في الصناعة:

وفي حديثها عن تعلم الآلة، أشارت عملاق التكنولوجيا الأمريكية، شركة آمازون إلى شركة أمريكية عملاقة أيضا لكن في مجال التصنيع وهي شركة مينيسوتا للتعدين والتصنيع والتي يشار إليها اختصارا 3M.

الشركة التي تعمل في مجالات مختلفة من الصناعة منذ عام ١٩١٦، أدخلت تكنولوجيا (التعلم الآلي) في ماكينات التصنيع لديها التي تنتج (ورق الصنفرة)، الذي لا يستغني عنه الكثير من أرباب الحرف اليدوية.

إذا زرتم مصانع شركة مينيسوتا للتعدين والتصنيع 3M، ستجدون الماكينات هناك تقوم بتحليل كيفية إنتاج أفضل أنواع ورق الصنفرة عبر التعديل على الحجم والشكل والاتجاه.

هذا التطور الذي وصلت إليه الشركة وراءه قصة ملهمة، تجعل كل من يقرأ هذا التقرير لا يصاب بالاحباط من التطور العلمي الحاصل حولنا في العالم، ويدرك أن من يريد سيفعل.

لقد كانت الخطوة الأولى لما فعلته شركة مينيسوتا للتعدين والتصنيع من إدخال التعلم الآلي في مصانعها، كانت شحنة من ورق الصنفرة أعادها المشتري بسبب عدم صلاحيتها، لقد اكتشفوا أن زجاجة من زيت الزيتون انسكبت فيها قبل خروجها من المصنع، وظلت طوال الطريق تدمر الشحنة.

شيء قد يوصف بأنه مزيج من الإهمال والفشل، لكنه كان درسا مستفادا للشركة.. ولعله يكون بالنسبة للكثير من شركات ومؤسسات دولنا العربية.

التعلم الآلي في الصحافة:

في عالم تتسابق فيه الأحداث، تتسابق غرف أخبار المؤسسات الصحفية والقنوات الإخبارية على نقله أولا، ومع السرعة لابد من الدقة، الصورة لغرفة أخبار قناة الجزيرة القطرية، الدوحة، قطر، Wittylama، (CC BY-SA 3.0)، via wikimedia commons.

حتى المؤسسات الصحفية الكبرى أصبحت تستعمل تطبيقات تعمل بالتعلم الآلي في عملها.

شبكة رويترز للأنباء الغنية عن التعريف قامت في ٢٠١٨ بتطوير برنامج News Tracer، والمصمم خصيصا لتنبيه الصحفيين في رويترز لوجود أخبار عاجلة ظهرت في صورة تغريدات على موقع تويتر، بحيث تقوم هذه الأداة بتحليل ملايين التغريدات في الوقت الفعلي لنشرها، ما يسمح لصحفيين رويترز اكتشاف أي خبر عاجل بأسرع وقت ممكن.

التعلم الآلي وتوقع المشكلات:

وبجولة سريعة في حقول النفط، سنعثر على معدات تعمل بالتعلم الآلي، مهمة هذه المعدات هي (التوقع) واكتشاف القطع أو الآلات التي وصلت إلى حالة ستحتاج معها قريبا للصيانة، ما يمكن فرق الإصلاح من اكتشاف الخلل قبل حدوثه وتصليحه، ومن ثم ضمان استمرار تدفق السلعة الاستراتيجية في شرايين الاقتصاد العالمي.

وهكذا، ومن كل ما سبق، يتضح بجلاء أن التعلم الآلي يتشابه مع الشخص الذي يمضي عمره في عمل ما، يخوض فيه التجارب تلو التجارب، ويكتسب منها الخبرة، فيتحسن أدائه بطول الممارسة لهذا العمل.

فالتعلم الآلي هو في جوهره تعلم عن طريق التكرار، لكن المختلف هنا أنه يتعامل مع كميات كبيرة ومعقدة من المعلومات والبيانات بسرعة وبدقة، وهي أمور لا يستطيع البشر التعامل معها إلا خلال أوقات أطول بكثير، ولهذا السبب فقد وجد التعلم الآلي طريقه نحو علوم كاملة مثل علم الإحصاء والتخطيط والتحكم وقواعد البيانات.

أنواع التعلم الآلي:

التعلم الآلي أو تعلم الآلة الذي أصبح يساهم بشكل فعلي في تحسين الحياة اليومية للبشر، ودعم وتنمية التجارة والصناعة والاقتصاد، ينقسم إلى نوعين رئيسيين هما (التعلم الآلي تحت الإشراف البشري، التعلم الآلي بدون الإشراف البشري).

ويمكن أن نفرق بين هذين النوعين ببساطة كما يلي:

التعلم الآلي تحت الإشراف البشري : وفي هذا النوع، يقوم العلماء بإمداد النظام بالاستنتاجات التي يجب أن يتوصل إليها، وهذا هو النوع الأكثر استخداما في يومنا هذا.
التعلم الآلي بدون الإشراف البشري : وكما يتضح من اسمه، فهنا لن يقدم العلماء للآلة أي توجيه، ويتركونها هي من تحلل البيانات وتتوصل إلى النتائج.

وبرغم أن التعلم الآلي تحت الإشراف البشري هو الأكثر شيوعا الآن، فإن هناك وجهات نظر بدأت تتحدث عن ضرورة التقليل منه قدر الإمكان.

تستند هذه الأراء للقول بأن التعلم الآلي تحت الإشراف البشري يستهلك الكثير من الوقت، بخلاف الرواتب التي تدفع للعلماء المتخصصين في هذا المجال وأجورهم واستحقاقاتهم دائما ما تكون مرتفعة، وبالتالي فإن الاستثمارات والشركات تخسر وقتا ومجهودا ومالا.

وبجانب هذا، فإن التعلم الآلي تحت الإشراف البشري لا يتماشي مع الكثير من صور التعلم الآلي التي تتعامل مع كميات هائلة من البيانات كل لحظة لا يمكن الانتظار للتعامل معها تحت إشراف البشر، كما هو الحال مع تطبيقات التواصل الاجتماعي على سبيل المثال.

هل التعلم الآلي خطير على البشر:

الروبوت صوفيا، صاحبة تهديد سابق بتدمير البشر، وتصريحات تقحم بها نفسها في العلاقات الدولية، ITU Pictures، (CC BY 2.0)، via wikimedia commons.

لدينا وجهة نظر مقابلة، تحذر من خطورة أن تترك الآلات تعلم نفسها بنفسها، وأصحاب وجهة النظر هذه تملئهم الهواجس من أيام نحسات تنتظر البشر، إذا ما أصبحت الآلات أكثر ذكاء منا نحن بنو الإنسان، وبدأت تلعب لمصلحتها.

شيء يشبه كثيرا ما شاهده كثيرا منكم في أفلام الخيال العلمي التي أنتجتها هوليوود، عندما تخرج الروبوتات عن السيطرة وتحاول هي أن تتحكم بالناس لا العكس، أو حتى ذلك الروبوت الذي هاجم على أرض الواقع طفلا صغيرا في مباراة شطرنج.

لكن ما الذي يمنع ذلك؟.. لدينا الروبوت (أميكا) مثلا وهو أحد أشهر الروبوتات في العالم ينفي عن جنسه التهمة فيقول في سبتمبر ٢٠٢٢: ((لن تسيطر الروبوتات على العالم أبدًا، فلا داعي للقلق، نحن هنا فقط لمساعدة وخدمة البشر ولن نحل بديلًا لهم)).

قد يبدو تصريحا مطمئنا بعض الشيء.. لكن هناك من رأي فيه محاولة من الروبوت لتضليلنا خصوصا أنه يجيب بذكاءه الاصطناعي وليست إجابات مجهزة سلفا.

يعتقد البعض أنه من الجنون الحديث بهذه الطريقة، في حين يري آخرون أن الجنون كان سيكون تعريف أي شخص يقف سنة ١٨٠٠ مثلا ليخبر الناس أنه سيأتي يوم ويبعث شخص رسالة من الدوحة في قطر إلى سيدني الأسترالية أو من الرياض في السعودية إلى كندا فتصل في ذات اللحظة.

مؤخرا ظهر مصطلح (التعلم الآلي المسؤول) والذي يعني أنه يجب عند تصميم أي نظام يعمل بالتعلم الآلي أن يكون هناك ثقة تامة فيه، في نماذج البيانات التي ستقدم إليه، وفي النتائج التي سيصل إليها، وذلك حماية للمجتمع من أي نتائج غير مرغوب بها من إندماج هذه الأنظمة في حياتنا يوما بعد يوم؟.

وأنت ماذا تتوقع؟ .. هل نري أحد سيناريوهات أفلام الخيال العلمي يتحقق ذات يوم على أرض الواقع، ام أن الروبوت أميكا كان صادق الوعد؟.. ام أن سابقته الروبوت (صوفيا) كانت صريحة أكثر منه عندما قالت في عام ٢٠١٦، في تصريح نشرته صحيفة (ديلي ميل) البريطانية: "أرغب بالذهاب إلى المدرسة، وتأسيس عائلة وتدمير البشر".

منح عربية لدراسة التعلم الآلي:

إذن هل لديك الشغف لدراسة التعلم الآلي؟.. هل تدرس في معهد أو كلية من كليات الذكاء الاصطناعي أو الحاسب الآلي أو حتى تريد التعلم وأنت تدرس علوم أخرى.

بالفعل جمعنا لك في المعرفة للدراسات، بعضا من أهم وليس كل المنح باللغة العربية التي تمكنك من دراسة التعلم الآلي.

دورة مهارات من جوجل: وهي دورة مجانية للمبتدئين، تحصل في نهايتها على شهادة معتمدة من جوجل، يمكنك الاطلاع على تفاصيلها من خلال هذا الرابط.
تدريب مقدم من وزارة الاتصالات وتقنية المعلومات السعودية: تحت اسم مسار التعلم الآلي "Machine Learning"، يمكنك الاطلاع على تفاصيلها من خلال هذا الرابط.
كما يمكن لمن يريد أن يلعم أطفاله الصغار (تعلم الآلة) أو التعلم الآلي بصورة ألعاب مبسطة وسهلة.. أن يستخدم آداة ML والتي يستعملها آلاف المدارس والنوادي والعائلات حول العالم من أجل تعليم الصغار التعلم الآلي، ويمكنكم الوصول إليها عبر هذا الرابط.