ปัญญาประดิษฐ์

ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence) หรือ เอไอ (AI) หมายถึงความฉลาดเทียมที่สร้างขึ้นให้กับสิ่งที่ไม่มีชีวิต ปัญญาประดิษฐ์เป็นสาขาหนึ่งในด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ และวิศวกรรมเป็นหลัก แต่ยังรวมถึงศาสตร์ในด้านอื่นๆอย่างจิตวิทยา ปรัชญา หรือชีววิทยา ซึ่งสาขาปัญญาประดิษฐ์เป็นการเรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการการคิด การกระทำ การให้เหตุผล การปรับตัว หรือการอนุมาน และการทำงานของสมอง แม้ว่าดังเดิมนั้นเป็นสาขาหลักในวิทยาการคอมพิวเตอร์ แต่แนวคิดหลายๆ อย่างในศาสตร์นี้ได้มาจากการปรับปรุงเพิ่มเติมจากศาสตร์อื่นๆ เช่น

• การเรียนรู้ของเครื่อง นั้นมีเทคนิคการเรียนรู้ที่เรียกว่า การเรียนรู้ต้นไม้ตัดสินใจ ซึ่งประยุกต์เอาเทคนิคการอุปนัยของ จอห์น สจวร์ต มิลล์ นักปรัชญาชื่อดังของอังกฤษ มาใช้
• เครือข่ายประสาทเทียมก็นำเอาแนวคิดของการทำงานของสมองของมนุษย์ มาใช้ในการแก้ปัญหาการแบ่งประเภทของข้อมูล และแก้ปัญหาอื่นๆ ทางสถิติ เช่น การวิเคราะห์ความถดถอยหรือ การปรับเส้นโค้ง

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัจจุบันวงการปัญญาประดิษฐ์ มีการพัฒนาส่วนใหญ่โดยนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ อีกทั้งวิชาปัญญาประดิษฐ์ ก็ต้องเรียนที่ภาควิชาคอมพิวเตอร์ของคณะวิทยาศาสตร์หรือคณะวิศวกรรมศาสตร์ เราจึงถือเอาง่าย ๆ ว่า ศาสตร์นี้เป็นสาขาของวิทยาการคอมพิวเตอร์นั่นเอง

ตัวอย่างงานประยุกต์ของปัญญาประดิษฐ์

อาซิโม 

                           

อาซิโม (อังกฤษ: ASIMO) (ญี่ปุ่น: アシモ ashimo ^?) คือหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ หรือหุ่นยนต์เลียนแบบมนุษย์ของบริษัทฮอนด้า ประเทศญี่ปุ่น สร้างเสร็จเมื่อวันที่ 31 ตุลาคม พ.ศ. 2543 พัฒนาโดยทีมวิศวกรเยอรมนี โดยพัฒนาจากหุ่นยนต์ทดลองและหุ่นยนต์ต้นแบบจนทำให้มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา เทคโนโลยี i-WALK ช่วยให้อาซิโมสามารถเดินและวิ่งได้อย่างอิสระเสรี ขึ้นบันไดและเต้นรำได้ มีระบบบันทึกเสียงเพื่อตอบสนองคำสั่งของมนุษย์ สามารถจดจำใบหน้าคู่สนทนาได้อย่างแม่นยำ ซึ่งคุณสมบัติดังกล่าวถูกสร้างขึ้นเพื่อให้อาซิโมมีขีดความสามารถรอบด้าน และรองรับความต้องการของมนุษย์ในอนาคต

บริษัทฮอนด้าได้ให้คำนิยามของชื่อ ASIMO ว่าย่อมาจาก Advanced Step in Innovative Mobility หมายถึง นวัตกรรมแห่งการเคลื่อนที่อันล้ำสมัย ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับชื่อสกุลของไอแซค อสิมอฟ (アジモフ) นักวิทยาศาสตร์ด้านหุ่นยนต์ชื่อดังแต่อย่างใด แม้ว่าชื่อในภาษาญี่ปุ่นของอาซิโมและอสิมอฟจะสะกดใกล้เคียงกันมาก นอกจากนี้ยังไปพ้องเสียงกับคำว่า อะชิโมะ (ญี่ปุ่น: 脚も ashimo ^?) ที่แปลว่า "มีขาด้วย"

อาซิโมได้รับการออกแบบให้สามารถใช้งานได้อย่างง่ายดาย ไม่ว่าจะเป็นการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะหรือการควบคุมระยะไกล ทีมวิศวกรเริ่มต้นคิดค้น พัฒนาศึกษาวิจัยหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2529 โดยเริ่มจากการสร้างหุ่นยนต์ต้นแบบ พีทู (P2) ในปี พ.ศ. 2539 และต่อด้วยหุ่นยนต์ต้นแบบ พีทรี (P3) ในปี พ.ศ. 2540 จนกระทั่งมาถึงหุ่นยนต์อาซิโมในปี พ.ศ. 2543 ปัจจุบันฮอนด้าได้เปิดโอกาสให้เช่าอาซิโมเพื่อใช้งานในประเทศญี่ปุ่น

CT scan  (เครื่องมือทางการแพทย์)

256-slice multi-detector CT scan ได้รับการพัฒนาจากเครื่อง 64-slice CT scan ที่ถูกนำมาใช้ในการวินิจฉัยโรคหลอดเลือดหัวใจตีบตั้งแต่ปี 2547 แม้ว่าเครื่อง 64- slice CT scan จะสามารถใช้อย่างได้ผลและสะดวกขึ้นเมื่อเทียบกับการตรวจสวนหัวใจ ทั้งยังสามารถบอกปริมาณคราบหินปูนที่จับเกาะอยู่ในผนังหลอดเลือดโคโรนารี ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นตัวพยากรณ์ความเสี่ยงในการเกิดโรคหลอดเลือดหัวใจตีบใน อนาคตร่วมกับปัจจัยเสี่ยงอื่นๆ ได้ แต่เครื่อง 64-slice CT scan ก็ยังมีข้อจำกัดในการตรวจหาโรคหลอดเลือดหัวใจตีบในผู้ป่วยที่มีอัตราการเต้น ของหัวใจเร็วกว่า 70 ครั้งต่อนาที หรือหัวใจเต้นผิดจังหวะชนิดอื่นๆ

คอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ (อังกฤษ: computer) หรือในภาษาไทยว่า คณิตกรณ์ เป็นเครื่องจักรแบบสั่งการได้ที่ออกแบบมาเพื่อดำเนินการกับลำดับตัวดำเนินการทางตรรกศาสตร์หรือคณิตศาสตร์ โดยอนุกรมนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้เมื่อพร้อม ส่งผลให้คอมพิวเตอร์สามารถแก้ปัญหาได้มากมาย

คอมพิวเตอร์ถูกประดิษฐ์ออกมาให้ประกอบไปด้วยความจำรูปแบบต่าง ๆ เพื่อเก็บข้อมูล อย่างน้อยหนึ่งส่วนที่มีหน้าที่ดำเนินการคำนวณเกี่ยวกับตัวดำเนินการทางตรรกศาสตร์ และตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์ และส่วนควบคุมที่ใช้เปลี่ยนแปลงลำดับของตัวดำเนินการโดยยึดสารสนเทศที่ถูกเก็บไว้เป็นหลัก อุปกรณ์เหล่านี้จะยอมให้นำเข้าข้อมูลจากแหล่งภายนอก และส่งผลจากการคำนวณตัวดำเนินการออกไป

หน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์มีหน้าที่ดำเนินการกับคำสั่งต่างๆ ที่คอยสั่งให้อ่าน ประมวล และเก็บข้อมูลไว้ คำสั่งต่างๆ ที่มีเงื่อนไขจะแปลงชุดคำสั่งให้ระบบและสิ่งแวดล้อมรอบๆ เป็นฟังก์ชันที่สถานะปัจจุบัน

ระบบผู้เชี่ยวชาญ หรือ ระบบผู้ชำนาญการ (expert system) เป็นซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ที่ช่วยในการหาคำตอบ อธิบายความไม่ชัดเจน ซึ่งปกตินั้นจะใช้ผู้เชี่ยวชาญในแต่ละสาขาตอบคำถามนั้น

ระบบผู้เชี่ยวชาญเป็นส่วนหนึ่งของปัญญาประดิษฐ์โดยอาศัยระบบฐานความรู้ (knowledge-based system) และกลไกการอนุมาน (inference engine) เป็นองค์ประกอบหลักในการทำงาน

             ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานระบบผู้เชี่ยวชาญ

 ระบบผู้เชี่ยวชาญสามารถประยุกต์ใช้กับงานได้หลายสาขาเช่นด้านการแพทย์ระบบผู้เชี่ยวชาญมีกำเนิดจากความต้องการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์กับการรักษาโรค มายซิน (MYCIN) เป็นตัวอย่างระบบผู้เชี่ยวชาญ โดยระบบจะป้อนคำถามให้กับแพทย์ ที่กำลังตรวจรักษาคนไข้ เมื่อแพทย์ตอบคำถามจนเป็นที่พอใจของระบบแล้ว ระบบจะแนะนำกระบวนการรักษาการใช้ยาและการดูแลคนไข้ให้กับแพทย์ด้านอุตสาหกรรมมีการนำระบบผู้เชี่ยวชาญมาช่วยในการออกแบบผังโรงงานระบบนี้ ระบบผู้เชี่ยวชาญจะนำความรู้เกี่ยวกับการจัดวางผังต่างๆ จากผู้เชี่ยวชาญมาสะสมไว้ในฐานความรู้ เมื่อผู้ที่ต้องการวางผังโรงงานป้อนข้อมูลที่เกี่ยวกับหน้าที่การทำงานของส่วนงานต่างๆ ในโรงงานให้กับระบบแล้วระบบผู้เชี่ยวชาญนี้จะวาดต้นแบบของผังโรงงานออกมา 

ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (Geographic Information System : GIS) คือ กระบวนการทำงานเกี่ยวกับข้อมูลเชิงพื้นที่ (spatial data) ด้วยระบบคอมพิวเตอร์ โดยการกำหนดข้อมูลเชิงบรรยายหรือข้อมูลคุณลักษณะ (attribute data) และสารสนเทศ เช่น ที่อยู่ บ้านเลขที่ ที่มีความสัมพันธ์กับตำแหน่งในเชิงพื้นที่ (spatial data) เช่น ตำแหน่งบ้าน ถนน แม่น้ำ เป็นต้น ในรูปของ ตารางข้อมูล และ ฐานข้อมูล

ระบบ GIS ประกอบไปด้วยชุดของเครื่องมือที่มีความสามารถในการเก็บรวบรวม ปรับปรุงและการสืบค้นข้อมูล เพื่อจัดเตรียม ปรับแต่ง วิเคราะห์และการแสดงผลข้อมูลเชิงพื้นที่ เพื่อให้สอดคล้องตามวัตถุประสงค์การใช้งาน ซึ่งรูปแบบและความสัมพันธ์ของข้อมูลเชิงพื้นที่ทั้งหลาย จะสามารถนำมาวิเคราะห์ด้วย GIS ให้สื่อความหมายในเรื่องการเปลี่ยนแปลงที่สัมพันธ์กับช่วงเวลาได้ เช่น

• การแพร่ขยายของโรคระบาด
• การเคลื่อนย้ายถิ่นฐาน
• การบุกรุกทำลาย
• การเปลี่ยนแปลงของการใช้พื้นที่

ข้อมูลเหล่านี้ เมื่อปรากฏบนแผนที่ทำให้สามารถแปล สื่อความหมาย และนำไปใช้งานได้ง่าย

ข้อมูลใน GIS ทั้งข้อมูลเชิงพื้นที่และข้อมูลเชิงบรรยาย สามารถอ้างอิงถึงตำแหน่งที่มีอยู่จริงบนพื้นโลกได้โดยอาศัยระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์ (geocode) ซึ่งจะสามารถอ้างอิงได้ทั้งทางตรงและทางอ้อม ข้อมูลใน GIS ที่อ้างอิงกับพื้นผิวโลกโดยตรง หมายถึง ข้อมูลที่มีค่าพิกัดหรือมีตำแหน่งจริงบนพื้นโลกหรือในแผนที่ เช่น ตำแหน่งอาคาร ถนน ฯลฯ สำหรับข้อมูล GIS ที่จะอ้างอิงกับข้อมูลบนพื้นโลกได้โดยทางอ้อมได้แก่ ข้อมูลของบ้าน (รวมถึงบ้านเลขที่ ซอย เขต แขวงจังหวัด และรหัสไปรษณีย์) โดยจากข้อมูลที่อยู่ เราสามารถทราบได้ว่าบ้านหลังนี้มีตำแหน่งอยู่ ณ ที่ใดบนพื้นโลก เนื่องจากบ้านทุกหลังจะมีที่อยู่ไม่ซ้ำกัน

ตัวอย่าง ระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์ GPS

ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลกหรือ จีพีเอส (อังกฤษ: Global Positioning System: GPS) คือระบบบอกตำแหน่งบนพื้นผิวโลก โดยอาศัยการคำนวณจากความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ส่งมาจากดาวเทียมที่โคจรอยู่รอบโลกซึ่งทราบตำแหน่ง ทำให้ระบบนี้สามารถบอกตำแหน่ง ณ จุดที่สามารถรับสัญญาณได้ทั่วโลก โดยเครื่องรับสัญญาณจีพีเอส รุ่นใหม่ๆ จะสามารถคำนวณความเร็วและทิศทางนำมาใช้ร่วมกับโปรแกรมแผนที่ เพื่อใช้ในการนำทางได้

แนวคิดในการพัฒนาระบบจีพีเอส เริ่มต้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 1957 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ของสหรัฐอเมริกา นำโดย Dr. Richard B. Kershner ได้ติดตามการส่งดาวเทียมสปุตนิกของโซเวียต และพบปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ของคลื่นวิทยุที่ส่งมาจากดาวเทียม พวกเขาพบว่าหากทราบตำแหน่งที่แน่นอนบนพื้นผิวโลก ก็สามารถระบุตำแหน่งของดาวเทียมได้จากการตรวจวัดดอปเปลอร์ และหากทราบตำแหน่งที่แน่นอนของดาวเทียม ก็สามารถระบุตำแหน่งบนพื้นโลกได้ ในทางกลับกัน