ระบบปัญญาประดิษฐ์

ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence) หรือเอไอ (AI) หมายถึงความฉลาดที่สร้างขึ้นให้กับสิ่งที่ไม่มีชีวิตปัญญาประดิษฐ์เป็นสาขาหนึ่งในด้านบนคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมเป็นหลัก แต่ยังรวมถึงศาสตร์ในด้านอื่น ๆ อย่างเช่น หรือการเรียนการสอนซึ่งทำให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับแนวทางการคิดหรือการกระทำของผู้เรียนระดับสูงตามเดิมเป็นสาขาหลักในคอมพิวเตอร์ แต่ให้ความรู้เกี่ยวกับหลักการนี้ได้ มาจากการฝึกอบรมจากศาสตร์อื่น ๆ เช่น


การเรียนรู้ของเครื่องนั้นมีเทคนิคการเรียนรู้ที่เรียกว่าการเรียนรู้ต้นไม้ซึ่งสอนเอาอุปกรณ์ฝึกซ้อมการฝึกซ้อมของจอห์นสจวร์ตมิลนักปรัชญาชื่อ ดังของอังกฤษมาใช้

เครือข่ายประสาทเทียมก็นำเอาการทำงานของการทำงานของโครงสร้างของมนุษย์มาใช้ในการแก้ปัญหาการแบ่งประเภทข้อมูลและปัญหาอื่น ๆ ทางสถิติเช่นการวิเคราะห์ความถดถอยหรือการปรับแนวโค้ง

นิยามของปัญญาประดิษฐ์

มีคำนิยามของปัญญาประดิษฐ์มากมาย ซึ่งสามารถจัดแบ่งออกเป็น 4 ประเภทโดยมองใน 2 มิติ ได้แก่
ระหว่าง นิยามที่เน้นระบบที่เลียนแบบมนุษย์ กับ นิยามที่เน้นระบบที่ระบบที่มีเหตุผล (แต่ไม่จำเป็นต้องเหมือนมนุษย์)

ระหว่าง นิยามที่เน้นความคิดเป็นหลัก กับ นิยามที่เน้นการกระทำเป็นหลัก

ปัจจุบันงานวิจัยหลักๆ ของ AI จะมีแนวคิดในรูปที่เน้นเหตุผลเป็นหลัก เนื่องจากการนำ AI ไปประยุกต์ใช้แก้ปัญหา ไม่จำเป็นต้องอาศัยอารมณ์หรือความรู้สึกของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม

นิยามทั้ง 4 ไม่ได้ต่างกันโดยสมบูรณ์ นิยามทั้ง 4 ต่างก็มีส่วนร่วมที่คาบเกี่ยวกันอยู่

ระบบที่คิดเหมือนมนุษย์ (Systems that think like humans)

1. [AI คือ] ความพยายามใหม่อันน่าตื่นเต้นที่จะทำให้คอมพิวเตอร์คิดได้ ... เครื่องจักรที่มีสติปัญญาอย่างครบถ้วนและแท้จริง ("The exciting new effort to make computers think ... machines with minds, in the full and literal sense." [Haugeland, 1985])

2. [AI คือ กลไกของ]กิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับความคิดมนุษย์ เช่น การตัดสินใจ การแก้ปัญหา การเรียนรู้ ("[The automation of] activities that we associate with human thinking, activities such as decision-making, problem solving, learning." [Bellman, 1978])

ระบบที่กระทำเหมือนมนุษย์ (Systems that act like humans)

1. [AI คือ] วิชาของการสร้างเครื่องจักรที่ทำงานในสิ่งซึ่งอาศัยปัญญาเมื่อกระทำโดยมนุษย์ ("The art of creating machines that perform functions that requires intelligence when performed by people." [Kurzweil, 1990])

2. [AI คือ] การศึกษาวิธีทำให้คอมพิวเตอร์กระทำในสิ่งที่มนุษย์ทำได้ดีกว่าในขณะนั้น ("The study of how to make computers do things at which, at the moment, people are better." [Rich and Knight, 1991])

ระบบที่กระทำอย่างมีเหตุผล (Systems that act rationally)

1.ปัญญาประดิษฐ์คือการศึกษาเพื่อออกแบบเอเจนต์ที่มีปัญญา ("Computational Intelligence is the study of the design of intelligent agents" [Poole et al., 1998])
2. AI เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมที่แสดงปัญญาในสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น ("AI ... is concerned with intelligent behavior in artifacts" [Nilsson, 1998])

หมายเหตุ กระทำอย่างมีเหตุผล เช่น เอเจนต์ (โปรแกรมที่มีความสามารถในการกระทำ หรือเป็นตัวแทนในระบบอัตโนมัติต่าง ๆ) สามารถกระทำอย่างมีเหตุผลเพื่อบรรลุเป้าหมายที่ได้ตั้งไว้ เช่น เอเจนต์ในระบบขับรถอัตโนมัติ ที่มีเป้าหมายว่าต้องไปถึงเป้าหมายในระยะทางที่สั้นที่สุด ต้องเลือกเส้นทางที่ไปยังเป้าหมายที่สั้นที่สุดที่เป็นไปได้ จึงจะเรียกได้ว่า เอเจนต์กระทำอย่างมีเหตุผล อีกตัวอย่างเช่น เอเจนต์ในเกมหมากรุก ที่มีเป้าหมายว่าต้องเอาชนะคู่ต่อสู้ ก็ต้องเลือกเดินหมากที่จะทำให้คู่ต่อสู้แพ้ให้ได้ เป็นต้น

องค์ประกอบของระบบปัญญาประดิษฐ์

ความแตกต่างระหว่างAIกับระบบสารสนเทศปกติ

หัวใจของปัญญาประดิษฐ์

คอมพิวเตอร์วิทัศน์ (Computer vision)
เป็นการศึกษาเรื่องการมองเห็น การรู้จำภาพ มีสาขาย่อยเช่น การประมวลผลภาพ (image processing)

การประมวลผลภาษาธรรมชาติ (Natural language processing)

เป็นการศึกษาการแปลความหมายจากภาษามนุษย์ มาเป็นความรู้ที่เครื่องจักรเข้าใจได้ สาขานี้เกี่ยวข้องใกล้ชิดกับ ภาษาศาสตร์เชิงคำนวณ (computational linguistics)

การแทนความรู้ (Knowledge representation)
เป็นการศึกษาด้านเก็บความรู้ (knowledge) ไว้ในเครื่องจักร โดยมีประเด็นสำคัญคือ

การเรียนรู้ของเครื่อง (Machine learning)

เป็นการศึกษากระบวนการเรียนรู้ เพื่อให้เครื่องจักรสามารถเรียนรู้สิ่งใหม่ ๆ ได้คล้ายมนุษย์ มีสาขาย่อยมากมาย เช่น การสังเคราะห์โปรแกรม (program synthesis)

การคิดให้เหตุผล (Inference หรือ automated reasoning)

เป็นการคิดให้เหตุผลเพื่อแก้ปัญหาต่าง ๆ อย่างอัตโนมัติจากความรู้ที่มีอยู่ในเครื่อง การให้เหตุผลด้วยวิธีใดนั้นขึ้นอยู่กับการแทนความรู้ของเครื่อง (knowledge representation) โดยตรง เทคนิคที่นิยมใช้กันมากก็คือ การเขียนโปรแกรมเชิงตรรกะ (Logic programming) เมื่อเราแทนความรู้ของเครื่องด้วย first-order logic และ bayesian inference เมื่อเราแทนความรู้ของเครื่องด้วย bayesian networks

การค้นหาเชิงการจัด (Combinatorial search)

เนื่องจากเวลาเราพยายามแก้ปัญหาในงานวิจัยด้านปัญญาประดิษฐ์ วิธีมาตรฐานอย่างหนึ่งคือ พยายามมองปัญหาให้อยู่ในรูปปัญหาของการค้นหา การค้นหาจึงเป็นพื้นฐานของการโปรแกรมปัญญาประดิษฐ์แทบทุกประเภท

ระบบผู้เชี่ยวชาญ (Expert system)

เป็นการศึกษาเรื่องสร้างระบบความรู้ของปัญหาเฉพาะอย่าง เช่น การแพทย์หรือวิทยาศาสตร์ จุดประสงค์ของระบบนี้คือ ทำให้เสมือนมีมนุษย์ผู้เชี่ยวชาญคอยให้คำปรึกษา และคำตอบเกี่ยวกับปัญหาต่าง ๆ
งานวิจัยด้านนี้มีจุดประสงค์หลักว่า เราไม่ต้องพึ่งมนุษย์ในการแก้ปัญหา แต่อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติแล้ว ระบบผู้เชี่ยวชาญยังต้องพึ่งมนุษย์เพื่อให้ความรู้พื้นฐานในช่วงแรก

การจะทำงานวิจัยเรื่องนี้ต้องอาศัยความรู้พื้นฐานหลายเรื่อง ไม่ว่าจะเป็น การแทนความรู้, การให้เหตุผล และ การเรียนรู้ของเครื่อง

สาขาอื่นที่สำคัญและมีบทบาทมากในปัจจุบัน

วิทยาการหุ่นยนต์ (Robotics)
การจะสร้างหุ่นยนต์ที่อาศัยอยู่กับมนุษย์ได้จริง ต้องใช้ความรู้ทางปัญญาประดิษฐ์ทั้งหมด นอกจากนั้นยังต้องใช้ความรู้อื่น ๆ ทางเครื่องกล เพื่อสร้างสรีระให้หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนไหวได้เช่นเดียวกับมนุษย์
ในวงการวิทยการหุ่นยนต์ เขาก็ถือว่าปัญญาประดิษฐ์เป็นสาขาของเขาเช่นกัน

ขั้นตอนวิธีเชิงพันธุกรรม (Genetic_algorithm)

เป็นการประยุกต์นำแนวความคิดทางด้านการวิวัฒนาการที่มีอยู่ในธรรมชาติ มาใช้ในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์และคอมพิวเตอร์
เป็นอัลกอริทึมเชิงสุ่ม (stochastic) (ไม่ได้คำตอบเดิมทุกครั้งที่แก้ปัญหาเดิม)

มักประยุกต์ใช้ในปัญหาการหาค่าที่เหมาะสมที่สุด (optimization) ที่ไม่สามารถแก้ได้ด้วยวิธีมาตรฐานทางคณิตศาสตร์อย่างมีประสิทธิภาพ

แนวคิดที่นำเอาหลักการวิวัฒนาการมาใช้นี้ มีรูปแบบอื่นอีกหลายรูปแบบ เช่น การโปรแกรมเชิงพันธุกรรม (genetic programming) และ evolution strategy อย่างไรก็ตามเทคนิคเหล่านี้มีแนวความคิดหลักเหมือนกัน ต่างกันในรายละเอียดปลีกย่อยเท่านั้น

ข่ายงานประสาทเทียม (Neural_network)

ชีวิตประดิษฐ์ (Artificial_life)
เป็นการศึกษาพฤติกรรมของชีวิตเทียมที่เราออกแบบและสร้างขึ้น

ปัญญาประดิษฐ์แบบกระจาย (Distributed Artificial Intelligence)
สาขาอื่นที่ยังไม่มีบทบาทมากนัก
- Swarm Intelligence
-Artificial being