توسط : علوم شناختی یک شاخه میان رشته‌ای است که از ترکیب رشته‌های مختلفی مانند روان شناسی، عصب شناسی، فلسفه ذهن، انسان شناسی، زبان شناسی، علوم رایانه و هوش مصنوعی تشکیل شده است. هدف این علم بررسی و پژوهش در حوزه‌هایی مانند ادراک ذهنی، حافظه و یادگیری، ادراک، تفکر، زبان، برنامه ریزی، تصمیم گیری و دیگر موارد است.
هوش مصنوعی نیز از رشته‌های مختلف از جمله رایانه، ریاضیات، روان شناسی، زبان شناسی، علوم اعصاب و غیره استفاده می‌کند. همان طور که مشاهده می‌کنید نقاط مشترک زیادی بین آنها وجود دارد و هر دو بر یکدیگر تاثیر گذاشته و سبب تسهیل در توسعه و پیشرفت یکدیگر شده‌اند. به همین دلیل در ادامه قصد داریم به بررسی کاربرد هوش مصنوعی در علوم شناختی و همچنین چگونگی تاثیرپذیری روش‌ها و ابزارهای هوش مصنوعی از علوم شناختی بپردازیم.
تعریف علوم شناختی و هوش مصنوعی
علوم شناختی
علوم شناختی (Cognitive science) یک دانش بین رشته‌ای است که به مطالعه علمی روش استدلال، احساسات، زبان، ادراک، حواس و حافظه انسان می‌پردازد. علوم شناختی تعریفی از فعالیت و عملکردهای ذهن یا مغز است که رشته‌هایی مانند روان شناسی، فلسفه ذهن، عصب شناسی، زبان شناسی، علوم رایانه، هوش مصنوعی و دیگر موارد را شامل می‌شود.
هر کدام از این شاخه‌های علمی به نحوی عملکرد ذهن را تحلیل می‌کنند. به این معنی که فعالیت‌های ذهنی یا تفکر از روابط و گراف‌هایی تشکیل شده‌اند که سبب ایجاد نتایج متفاوتی می‌شوند. بررسی و کاوش فعالیت‌های ذهنی در علوم مختلف منجر به کشف ماهیت فکر می‌شود.
[box type=”shadow” align=”” class=”” width=””]فکر چه اجزا و بخش‌هایی دارد و فعالیت‌های فکری چگونه در تبادلات ذهن و مغز صورت می‌گیرد؟
تفکر، توجه، استدلال،حافظه، یادگیری و سایر عملکردهای ذهن و مغز در علم هوش مصنوعی پردازش می‌شوند و این پردازش فکر در پزشکی، کامپیوتر ، تجارت و اقتصاد و سایر صنعت‌ها به شیوه‌های مختلف تاثیر می‌گذارد یعنی با دخالت هوش مصنوعی این فرآیندها دچار تحول و تغییر می‌شوند و با شناخت و درک علوم شناختی و روابط زیر شاخه‌های این علم با یکدیگر می‌توان هوش مصنوعی را بهتر درک کرده و تعریف و بیانی درست‌تر و کامل‌تر از هوش مصنوعی در علوم مختلف ارایه داد.[/box]
البته محاسبات شناختی (Cognitive computing) دارای دامنه گسترده‌ای است که جنبه‌های مختلف شناخت را در بر می‌گیرد.
هوش مصنوعی
هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) یا به اختصار AI هوشی است که توسط ماشین‌ها به نمایش گذاشته می‌شود. هوش مصنوعی به دنبال روشی برای طراحی رایانه‌ها و نرم افزارهایی است که رفتار هوشمندانه‌ای داشته باشند. در دانش رایانه، یک ماشین آرمانی هوشمند یک عامل منطقی انعطاف‌پذیر است که می‌تواند محیط خود را درک کند و اقداماتی انجام دهد که احتمال موفقیت را برای دستیابی به هدف مورد نظر خود، بیشینه کند.
به بیان ساده، اصطلاح هوش مصنوعی هنگامی به ماشینی اطلاق می‌شود که بتواند عملکردهای شناختی مانند یادگیری و حل مسئله را تقلید کند.
در حالی که توانایی ماشین‌ها به طور فزاینده‌ای در حال افزایش است، کارهایی که زمانی تصور می‌شد نیاز به هوش دارند از این تعریف حذف می‌شوند. به عنوان مثال، نویسه خوان نوری (Optical character recognition) دیگر به عنوان نمونه‌ای از هوش مصنوعی شناخته نمی‌شود و یک فناوری معمول تبدیل شده است.
نویسه خوان نوری عبارت است از تشخیص خودکار متون موجود در تصاویر اسناد و تبدیل آنها به متون قابل جستجو و ویرایش توسط رایانه. قابلیت‌هایی که هنوز به عنوان هوش مصنوعی طبقه بندی می‌شوند شامل سیستم‌های پیشرفته بازی گو یا وی چی (Go)، شطرنج و اتومبیل‌های خودران هستند.
بازی گو که به صورت دو نفره انجام می‌شود به این صورت است که دو بازیکن به نوبت مهره‌های سیاه و سفید خود را در خانه‌های صفحه بازی که یک شبکه ۱۹ در ۱۹ مربعی است، قرار می‌دهند. وقتی مهره‌های روی صفحه قرار گرفت، نمی‌توان آن را حرکت داد مگر اینکه با مهره‌های رنگ مخالف به‌طور کامل محاصره شود. هدف بازی تصاحب سطح بیشتر از زمین بازی توسط مهره‌ها است. با اینکه بازی گو قوانین ساده‌ای دارد اما به استراتژی‌های پیچیده‌ای نیاز دارد.
سطوح تجزیه و تحلیل در علوم شناختی
یکی از مهم‌ترین اصول علوم شناختی این است که نمی‌توان درک کاملی از ذهن یا مغز را تنها با مطالعه یک سطح واحد به دست آورد. به عنوان مثال، می‌توان مشکل به خاطر سپردن شماره تلفن و بعدا به خاطر آوردن آن را نام برد.
یک رویکرد برای درک این فرایند، مطالعه رفتار از طریق مشاهده مستقیم یا مشاهده طبیعی است. می توان یک شماره تلفن به شخص ارائه داد و پس از مدتی از او خواست که آن را به خاطر بیاورد و سپس دقت پاسخ را اندازه گیری کرد.
روش دیگر برای سنجش مهارت‌های شناختی، مطالعه وضعیت سلول‌های عصبی در هنگامی است که فرد در تلاش است شماره تلفن را به خاطر بسپارد. هیچ یک از این آزمایش‌ها به طور کامل نحوه عملکرد فرایند یادآوری شماره تلفن را توضیح نمی‌دهد.
حتی اگر فناوری نگاشت هر نورون مغز در زمان واقعی در دسترس باشد و زمانی که هر نورون آتش می‌کند، مشخص باشد، باز هم نمی‌توان فهمید که چگونه آتش کردن خاص نورون به رفتار مشاهده شده تبدیل می‌شود.
بنابراین، درک چگونگی ارتباط این دو سطح با یکدیگر ضروری است. بنابراین روش‌های جدید شناخت ذهن باید افق دید خود را گسترش دهند تا هم تجربه انسان زیست شده و هم امکان تغییر و تحول ذاتی تجربه بشری را در بر بگیرد. مطالعه یک پدیده خاص از چند سطح، درک بهتری از فرآیندهای تولید شده در مغز برای ایجاد یک رفتار خاص ایجاد می‌کند.
هوش مصنوعی چه کاربردی در علوم شناختی دارد
تحقیقات هوش مصنوعی شامل بخش‌های مختلفی است که بر مسائل خاص یا رویکردهای خاص تمرکز دارند که برای هر یک از آنها از ابزار ویژه‌ای استفاده می‌شود.
برنامه ریزی، یادگیری، استدلال، پردازش زبان طبیعی و توانایی حرکت و دستکاری اشیا از مسائل اصلی هوش مصنوعی است. رویکردها شامل روش‌های آماری، هوش محاسباتی و یادگیری ماشین است. الگوریتم‌های جستجو، روش‌های بهینه سازی و روش های مبتنی بر احتمال برخی از ابزارهای هوش مصنوعی هستند.
دانشمندان علوم شناختی کوشش می‌کنند تا راهی برای درک ذهن و چگونگی تعاملات آن با جهان پیرامون پیدا کنند. برای این منظور از روش‌های علمی، شبیه سازی و مدل سازی استفاده می‌کنند و معمولا نتایج خروجی مدل‌ها را با جنبه‌های شناختی انسان مقایسه می‌کنند. بسیاری از دانشمندان علوم شناختی، دیدگاهی کارکرد گرایانه نسبت به ذهن دارند. به این معنی که حالات و فرایندهای ذهنی باید توسط عملکرد آنها توضیح داده شود.
با توجه به این دیدگاه، حتی سیستم‌های غیر انسانی مانند ربات‌ها و رایانه‌ها را نیز می‌توان دارای شناخت دانست. استفاده از هوش مصنوعی در علوم شناختی باعث می‌شود تا درک عمیقی از شناخت انسان و به ویژه هوش انسانی و ارتباطات ایجاد شود.
همچنین توانایی‌های تخیلی و فنی این دانش، در راه‌حل‌ها و کاربردهای هوش مصنوعی در روان شناسی مهندسی، به کار می‌رود. این رشته بر این پایه ایجاد شده است که هوش انسانی را می‌توان به قدری دقیق توصیف کرد که بتوان ماشینی برای شبیه سازی آن تولید کرد.
با پیشرفت‌هایی که در زمینه هوش مصنوعی و تولید سامانه‌های هوشمند حاصل شده، می‌توان بین شناخت طبیعی و شناخت مصنوعی پیوند برقرار کرد. به عنوان مثال، رایانه‌هایی تولید شده است که افراد معلول و کم توان می‌توانند از طریق امواج مغزی خود آنها را کنترل کنند و افکار موجود در ذهنشان را بدون استفاده از دست در صفحه نمایش آن نشان دهند.
امروز ما شاهد به‌کارگیری چارچوب‌های اتوماتیک کنترل‌شده توسط انسان مانند سیستم مدیریت پرواز برای کنترل هواپیما هستیم و به سمت ساخت سامانه‌های خودمختار بیشتر و پیشرفته‌تر پیش می‌رویم، به این دلیل که انسان‌ها به صورت کامل قابل پیش بینی یا قابل اعتماد نیستند.
وقتی اپلیکیشن گوگل مپ را اجرا می‌کنید تا وضعیت ترافیک را بررسی کنید، برنامه به داده‌های موقعیت مکانی بستگی دارد و با توجه به آن حرکت ترافیک را آنالیز می‌کند. این هوش مصنوعی است که شما را به سمت یک مسیر هدایت می‌کند.
در این زمینه، دستیارهای صوتی مانند الکسا و سیری کمک زیادی به شما می‌کنند. هنگامی‌که در شبکه‌های اجتماعی یک عکس آپلود می‌کنید، هوش مصنوعی چهره‌ها و درخواست‌هایی را که تگ می‌کنید متمایز کرده و تشخیص می‌دهد.
وسایل نقلیه خودران، هواپیماهای بدون سرنشین، سامانه‌های خودکار، تجهیزات پزشکی خودکار، ربات‌ها و دیگر موارد مشابه بر پایه محاسبات مشترک با علوم شناختی ایجاد شده‌اند.
بیشتر بخوانید: با کاربردهای هوش مصنوعی در علوم انسانی آشنا شوید
علوم شناختی چه کاربردی در هوش مصنوعی دارد
ورود هوش مصنوعی به جنبه‌های مختلف زندگی، سبب بروز تحولات زیادی شده است که به صورت روز افزون در حال گسترش آن می‌باشیم. در این خصوص، علوم شناختی دانش لازم برای پیشرفت و توسعه فناوری‌های هوش مصنوعی را در اختیار فعالان این حوزه قرار می‌دهد.
مطالعه مغز و روش تفکر او در حوزه‌های مختلف هوش مصنوعی مانند آموزش، پزشکی و غیره اهمیت دارد. نهادهای آموزشی برای آموزش بهتر از نوآوری استقبال می‌کنند و اگر هوش مصنوعی بتواند ضروریات دانش‌آموزان را بهتر درک کند، از آن استقبال می‌کنند. دستگاه‌ها و ابزارهای پزشکی و مهندسی باید به گونه‌ای طراحی و تولید شوند تا بیشترین سازگاری را با مغز انسان داشته باشند.
به عنوان مثال، اتومبیل‌های خودران باید به شکلی ساخته شوند که بتوانند به خوبی با عوامل انسانی تعامل داشته باشند. شرکت‌هایی که در زمینه تولید نرم افزارها و تجهیزات خودکار بانکی فعالیت می‌کنند، نیاز به درک بالایی از طرز تفکر انسان دارند تا استفاده از تجهیزات مجهز به هوش مصنوعی که توسط آنها تولید شده است، برای افراد مختلف آسان باشد.
در خصوص شبکه‌های اجتماعی نیز باید به تمایلات کاربران و چگونگی روابط انسانی توجه شود. بنابراین، به طور کلی در هر حوزه‌ای که نیاز به تعامل با انسان وجود داشته باشد، باید درک درستی از طرز تفکر، حالات روحی و عاطفی او داشته باشید.
با توجه به اینکه هوش مصنوعی در رشته‌های مختلف و جنبه‌های گوناگون زندگی ما وارد شده است، استفاده از علوم شناختی بسیار مهم است. برای موفقیت آمیز بودن کاربرد هوش مصنوعی در هر صنعت، باید فهمید که چه چیزی برای مغز انسان نتیجه می‌دهد و می‌بایست بر اساس چه استانداردهایی عمل کرد.
کاربرد علوم شناختی و هوش مصنوعی در روان شناسی مهندسی
ادغام علوم شناختی و هوش مصنوعی یک شناخت عمیق از روش‌های شناختی و ارتباطی انسان ارائه می‌دهد. همچنین، در روش‌های خلاقانه و مهارت‌های فنی از راه حل‌ها و اپلیکیشن‌های مبتنی بر هوش مصنوعی در روان شناسی مهندسی (Engineering psychology) استفاده می‌کنند. این موضوع به ویژه به ایجاد ارتباط بین علوم شناختی و هوش مصنوعی می‌پردازد که جهت بررسی عملکرد انسان و طراحی روانشناسی مهندسی استفاده می‌شود.
روانشناسی مهندسی که گاه به آن، مهندسی عوامل انسانی نیز گفته می‌شود، در پی بهبود ارتباط افراد با وسایل مکانیکی است. به عنوان مثال، آنها جهت بهبود تعامل انسان و ماشین می‌کوشند ماشین‌هایی طراحی کنند که بخش‌های مختلف کار با آنها در بهترین محل قرار گرفته باشد تا به این ترتیب عملکرد، امنیت و راحتی آنها در بهترین حالت ممکن باشد.
در سال‌های گذشته، روش‌ها و الگوریتم‌های قدرتمندی ایجاد شده که با شناخت بیشتر انسان منجر به ساخت سیستم‌های هوش مصنوعی منطبق با عملکرد بهتر انسان شده است. بنابراین، همگرایی علوم شناختی و اصول و روش‌های هوش مصنوعی برای بهبود مهارت تفکر انسانی در روانشناسی مهندسی مفید خواهد بود.
منیع:psu.pb.unizin.org
