دور الذكاء الاصطناعي في المعامل الافتراضية والتعليم

 

لم يعد الذكاء الاصطناعي مجرد مصطلح في أفلام الخيال العلمي – إنه موجود بالفعل الآن، ونحن نستخدمه في حياتنا اليومية. الذكاء الاصطناعي يغير بشكل خطير الطريقة التي نعيش بها. من الأجهزة المنزلية الذكية إلى الروبوتات ذاتية القيادة، سيصبح الذكاء الاصطناعي جزءًا مهمًا من مجتمعنا ككل.

يتم استخدام الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع في مجالات الطب والأعمال والبحث العلمي. سنناقش في هذه المقالة سبب أهمية الذكاء الاصطناعي في التعليم ، وكيف يمكن استخدامه في تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ودور الذكاء الاصطناعي في المعامل الافتراضية.

أعاد الذكاء الاصطناعي تعريف الحوسبة. يمكن رؤية تطبيقاته في كل مجال من مجالات حياتنا تقريبا مثل الأعمال التجارية و العلوم و التعليم – يلعب الذكاء الاصطناعي دورًا متزايد الأهمية في المجتمع الحديث. وكما وضحنا تركز هذه المقالة على الذكاء الاصطناعي المستخدم في مختبرات العلوم والقطاع التعليمي لتحسين كفاءة البحث وأتمتة التجارب.

ما هو الذكاء الاصطناعي؟

ما هو الذكاء الاصطناعي؟

الذكاء الاصطناعي هو مصطلح ضخم وكبير، فهناك العديد من الأشياء التي يمكن استخدامه من أجلها. سنركز هنا على كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي في التجارب العلمية. لكن أولا ما هو الذكاء الاصطناعي؟

الذكاء الاصطناعي هو مجال من مجالات علوم الكمبيوتر يركز على منح الآلات القدرة على “التفكير” مثل البشر. في شكله الأكثر عمومية، يتضمن الذكاء الاصطناعي تطوير برامج الكمبيوتر التي يمكن تدريبها على إظهار السلوكيات التي تشبه الفكر والعمل البشري.

لذلك يمكننا تعريف الذكاء الاصطناعي على أنه محاكاة عمليات الذكاء البشري بواسطة الآلات، وخاصة أنظمة الكمبيوتر. أصبح الذكاء الاصطناعي اليوم جيد للغاية في تحليل البيانات وحل المشكلات الخوارزمية واتخاذ القرارات. لكنها لا تزال تفتقر إلى جوانب الذكاء البشري مثل الحس السليم (القدرة على إصدار أحكام بديهية بناء على معلومات محدودة).

لمعرفة المزيد عن تاريخ الذكاء الاصطناعي ، يرجى زيارة مدونتنا “الذكاء الإصطناعي (مفهومه وتاريخه وأهم تطبيقاته فى التعليم)

 

أنواع الذكاء الاصطناعي

هناك 4 أنواع رئيسية من الذكاء الاصطناعي:

  1. الآلات التفاعلية

هذه الأنواع من الآلات متخصصة في مجال العمل فقط، حيث لا تحتوي على أي بيانات للعمل معها أو الذاكرة السابقة (لا يمكنها استخدام المعلومات السابقة للإجراءات المستقبلية). على سبيل المثال، لعبة الشطرنج، يراقب الكمبيوتر (الآلة) الحركات فقط ثم يتخذ أفضل قرار ممكن للفوز.

  1. ذاكرة محدودة

هذا النوع من الأجهزة لديه القدرة على جمع البيانات السابقة وإضافتها إلى ذاكرتهم (لديهم ذاكرة سابقة). يمكن لهذه الآلات اتخاذ القرارات لأن لديها ذاكرة وخبرة كافية. ذاكرة هذا النوع من الذكاء الاصطناعي ضئيلة (ذاكرة محدودة).

على سبيل المثال، يمكن لأجهزة الذاكرة المحدودة التي تستند إلى الذكاء الاصطناعي محدود الذاكرة تقديم اقتراحات لمطعم أو مقهى بناء على بيانات الموقع التي تم جمعها.

  1. نظرية العقل

يمكن لهذا النوع من الذكاء الاصطناعي فهم العواطف والأفكار ، كما يمكنه التفاعل اجتماعيا. ولكن كآلة تعتمد على هذا النوع لم يتم بناؤها بعد.

  1. الوعي الذاتي

الآلات المدركة ذاتيًا هي الجيل المستقبلي للذكاء الاصطناعي وستكون ذكية وواعية.

ملاحظه:

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الذكاء الاصطناعي اعتمادًا على قدراته:

الذكاء الاصطناعي الضعيف: وهو النوع الشائع في حياتنا اليومية. يمكن الذكاء الاصطناعي الضعيف أن يفعل مهمة واحدة ويركز عليهاولا يمكنه القيام بما يتجاوز حدوده.

الذكاء الاصطناعي القوي: يمكن لهذا النوع من الذكاء الاصطناعي تعلم وفهم أي مهمة يمكن للإنسان القيام بها (يطمح الباحثون للوصول إلى هذا النوع من الذكاء الاصطناعي )

الذكاء الاصطناعي الفائق: هذا النوع لا يزال نظريًا. سوف يتجاوز الذكاء البشري ويمكنه القيام بأي مهمة أفضل من الإنسان!

 مع مختبرات براكسيلابس الافتراضية، يمكن للطلاب ممارسة نفس التجربة لعدد غير محدود من المرات، مع مخاطر 0٪ وإشراف 100٪! وفر أموالك ومجهودك واشترك الآن!

 

فوائد الذكاء الاصطناعي

من أهم فوائد الذكاء الاصطناعي ما يلي:

  1. تقليل الخطأ البشري وزيادة الدقة

من أهم مزايا الذكاء الاصطناعي أنه يستطيع زيادة الدقة وتقليل الأخطاء (يمكن تقليله إلى الصفر)

وذلك لأن أي قرار يتخذه الذكاء الاصطناعي يتم تحديده من قبل شيئان:

مجموعة من الخوارزميات

المعلومات التي تم جمعها مسبقا

  1. 2/47 متاح

يمكن أن يعمل الذكاء الاصطناعي إلى ما لا نهاية دون إجازات أو فترات راحة. يمكنهم القيام بمهام متعددة في وقت واحد بنتائج دقيقة والتفكير بشكل أسرع بكثير من البشر. بمساعدة خوارزميات الذكاء الاصطناعي ، يمكنهم التعامل مع الوظائف المتكررة بسهولة.

  1. المساعدة الرقمية

تتفاعل بعض الشركات المتقدمة مع عملاءها ومستخدميها من خلال  المساعدة الرقمية. تستخدم العديد من مواقع الويب المساعدة الرقمية، فعلى سبيل المثال، هناك بعض روبوتات الدردشة التي تم إنشاؤها بطريقة ما تجعل من الصعب معرفة ما إذا كنا نتحدث مع إنسان أو روبوت دردشة. 

  1. لا مخاطر                                                                                                                                           

واحدة من أكبر مزايا الذكاء الاصطناعي هي أنه يمكن للبشر التغلب على المخاطر من خلال السماح لروبوتات الذكاء الاصطناعي بالقيام بها نيابة عنا. على سبيل المثال، استكشاف أعمق أجزاء المحيطات أو نزع فتيل قنبلة أو الذهاب إلى الفضاء. حيث أن هذه الآلات لها أجسام معدنية مقاومة بطبيعتها.

  1. أداء الوظائف المتكررة

يمكننا استخدام الذكاء الاصطناعي لأداء أي مهام مملة بكفاءة مثل التحقق من العديد من المستندات وهذا سيسمح للناس بالتركيز وأن يصبحوا أكثر إبداعًا.

  1. التطبيقات اليومية

اليوم، تعتمد حياتنا اليومية بشكل أساسي على الأجهزة المحمولة والإنترنت. نحن نستخدم مجموعة متنوعة من التطبيقات، مثل خرائط Google و تطبيق فيس بوك والرد على رسائل البريد الإلكتروني والتقاط صور سيلفي وإجراء المكالمات وما إلى ذلك. أيضًا باستخدام العديد من التقنيات القائمة على الذكاء الاصطناعي، يمكننا اكتشاف طقس اليوم والأيام المقبلة.

مثال: في الماضي، اذا كنت تخطط لرحلة فيجب كان عليك أن تطلب إرشادات من شخص متواجد بنفس مكان رحلتك، ولكن الآن كل ما عليك فعله هو سؤال خرائط Google عن المكان. وسوف يكتشف أفضل طريق بينك وبين المكان المطلوب.

  1. في المواقف المحفوفة بالمخاطر

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية للذكاء الاصطناعي في القدرة على استخدامه في المواقف الخطرة. من خلال إنشاء روبوت ذكاء اصطناعي يمكنه أداء مهام محفوفة بالمخاطر نيابة عنا ويمكننا تجاوز العديد من القيود الخطيرة والمحفوفة بالمخاطر التي يواجهها البشر. يمكن استخدامه بشكل فعال في أي كارثة ، أو التنقيب عن النفط والفحم، أو الذهاب إلى المريخ، أو نزع فتيل قنبلة، أو استكشاف أعمق مناطق المحيطات.

  1. التطبيقات الطبية

قدم الذكاء الاصطناعي أيضًا مساهمات كبيرة في مجال الطب، مع العديد من التطبيقات التي تتراوح من العلاج والتشخيص إلى التجارب السريرية واكتشاف الأدوية. يمكن أن تساعد الأدوات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي الأطباء والباحثين على تحديد المخاطر الصحية المحتملة وتحديد بيانات المرضى ووضع خطط العلاج. هذا يمكن أن يؤدي إلى نتائج صحية أفضل للمرضى ويساعد على تسريع تطوير العلاجات والتقنيات الطبية الجديدة.

  1. اتخاذ القرارات بشكل أسرع

تعد القدرة على اتخاذ القرارات بشكل أسرع فائدة مهمة أخرى للذكاء الاصطناعي. من خلال توفير رؤى في الوقت الفعلي وأتمتة مهام معينة، يمكن أن يساعد الذكاء الاصطناعي المؤسسات على اتخاذ قرارات أكثر استنارة وأسرع. يمكن أن يكون هذا ذا قيمة في البيئات عالية المخاطر، حيث يجب اتخاذ القرارات بسرعة ودقة كبيرة لإنقاذ الأرواح ومنع الأخطاء.

 

دور الذكاء الاصطناعي في التعليم (استخدامات الذكاء الاصطناعي في التعليم)

دور الذكاء الاصطناعي في التعليم (استخدامات الذكاء الاصطناعي في التعليم)

يتمتع الذكاء الاصطناعي بالقدرة على تحويل وتغيير العديد من جوانب الفصل الدراسي من خلال تزويد الطلاب بخبرات وأساليب تعليمية أكثر جاذبية وكفاءة. هناك العديد من الطرق التي يمكن للمطورين من خلالها استخدام الذكاء الاصطناعي لتحسين نتائج التعلم (دور الذكاء الاصطناعي في التعليم) مثل:

  •     التعلم وتحليلات البيانات
  •     التعلم التكيفي
  •     جدولة الدورات وتخطيط الدروس
  •     تحسين مهارات الكتابة
  •     إدارة المدارس والمرافق
  •     نظم إدارة التعلم
  •     الالعاب التعليمية
  •     السلامة والأمن
  •     كشف الانتحال
  •     البحث الأكاديمي
  •     الأمورالماليه
  •     التعليم في مرحلة الطفولة المبكرة عن طريق الألعاب التفاعلية التي تساعد على تعليم الأطفال المهارات الأكاديمية الأساسية
  •     المختبرات الافتراضية

مميزات الذكاء الاصطناعي في التعليم

بعيدًا عن كونه تهديدًا للقوى العاملة للمعلمين، سيكون الذكاء الاصطناعي ميزة كبيرة للمعلمين والطلاب. يمكن للمدارس الاستفادة من قوة الذكاء الاصطناعي من خلال دمجه مع بيئات المختبرات الرقمية الحالية التي تدعم تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. ستكون هذه الأنظمة الذكية الاصطناعية قادرة على تولي المهام اليدوية مثل مراقبة تقدم الطلاب وتصحيح المهام، والتي يمكن للمدرسين بعد ذلك قضاء المزيد من الوقت في التفاعل مع الطلاب والتركيز على احتياجاتهم التعليمية الفردية

وفقًا لجامعة سان دييغو، يمكن أن تكون مميزات الذكاء الاصطناعي في التعليم كالآتي:

التخصيص: يمكن أن يكون قدرة معلم واحد على تحقيق وتلبية احتياجات كل طالب على حدى في الفصل الدراسي شئ صعب جدًا. ولكن الذكاء الاصطناعي لديه القدرة على التكيف بسهولة مع احتياجات التعلم الفردية الخاصة بكل  طالب وكما يمكنه تحديد نقاط القوة والضعف عند الطلاب والاستفادة منها.

الدروس الخصوصية: يمكن للذكاء الاصطناعي قياس وتحديد المعرفة و أسلوب تعلم الطالب الموجودة مسبقًا لتقديم الدعم (الدروس والشروح) وتحديد طرق التعليم المناسبة للطلاب.

الدرجات: بالتأكيد، يمكن أن يساعد الذكاء الاصطناعي في تصحيح الاختبارات باستخدام مفتاح الإجابة؛ ولكن يمكنه أيضًا “تجميع البيانات حول كيفية أداء الطلاب بالإضافة إلى تصنيف المزيد من التقييمات المجردة مثل المقالات.

ملاحظات حول جودة الدورة التدريبية: على سبيل المثال، إذا كان العديد من الطلاب يجيبون على سؤال بشكل غير صحيح، يمكن للذكاء الاصطناعي التركيز على المعلومات أو المفاهيم المحددة التي يفتقدها الطلاب حتى يتمكن المعلمون من التركيز على هذة المعلومات والمفاهيم بشكل أفضل.

ملاحظات هادفة وفورية للطلاب: قد يخجل بعض الطلاب من المخاطرة أو تلقي ملاحظات نقدية في الفصل الدراسي، ولكن مع الذكاء الاصطناعي يمكن للطلاب أن يشعروا بالراحة لارتكاب الأخطاء اللازمة للتعلم وتلقي الملاحظات التي يحتاجونها للتحسين.

تحديات الذكاء الاصطناعي في التعليم

تحديات الذكاء الاصطناعي في التعليم

 أبرز تحديات الذكاء الاصطناعي في التعليم هي مواجهة ووضع حلول لمشاكل منظومات التعليم المختلفة التي تتمثل في عدم القدرة على رقمنة المناهج التعليمية و تطبيق التعليم عن بعد و ضعف المنظومات والسياسات التعليمية و سيطرة التعليم الحضوري

الذكاء الاصطناعي له عيوب أيضا مثل: يحتاج الذكاء الاصطناعي الى تكاليف مرتفعة، قد يحل محل المهن وتزيد البطالة، الذكاء الاصطناعي لا يستطيع تعلم التفكير خارج الصندوق (لا إبداع)، كما يمكن أن يجعل البشر كسالى ولا يميلون إلى استخدام أدمغتهم، ايضا يمكن للآلات والروبوتات إكمال المهام التي تمت برمجتها من أجلها. ولكن إذا طلب منهم فعل أي شيء آخر ، فسوف يفشلون. عيب آخر هو أن الروابط البشرية التي تشكل أساس المجتمع لا يمكن استبدالها بأجهزة الكمبيوتر أو الروبوتات (بلا عاطفة).

 

كيف يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي في التجارب العلمية؟

لقد حقق الذكاء الاصطناعي بالفعل بعض النجاح في العالم الحقيقي، لكنه قد لا يحصل على فرصة كاملة لإثبات نفسه حتى يبدأ العلم في الاستفادة منه. في الآونة الأخيرة ، كان العلماء يختبرون كيف يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي للمساعدة في التجارب في المختبر. فيما يلي مثال على كيفية استخدام الباحثين للذكاء الاصطناعي للحصول على نتائج علمية أكثر دقة واتساقًا:

“علماء في جامعة ليفربول لديهم مساعد مختبر جديد (روبوت ذكي) يساعدهم في أبحاثهم”

يعمل الروبوت بشكل مستقل حوالي 21.5 ساعة / يوم. باستخدام الذكاء الاصطناعي، يتمتع الروبوت بذراع مرنة، وقابض مخصص، وأخلاقيات عمل قوية، ويمكنه تسريع الاكتشاف العلمي من خلال منح الباحثين مزيدًا من الوقت للتفكير الإبداعي.

يجري الروبوت التجارب بنفسه، ويتحرك في جميع أنحاء المختبر، ويتجنب زملاء العمل من البشر ويقرر أيضًا بنفسه الاختبارات التي يجب إجراؤها بعد ذلك اعتمادًا على النتائج السابقة.

ساعد في تحسين مشاركة الطلاب من خلال التعلم المخصص! أوكسي، شريك مختبر الذكاء الاصطناعي في براكسيلابس، موجود دائمًا للمساعدة على طول الطريق! قم بإنشاء حساب مجاني الآن وجربه!

دور الذكاء الاصطناعي في المعامل الافتراضية

دور الذكاء الاصطناعي في المعامل الافتراضية

يجب أن يكون طلاب الجامعات قادرين على التعرف على المختبرات الافتراضية. للقيام بذلك ، يأتي دور المختبرات الافتراضية الذكية  (دور الذكاء الاصطناعي في المعامل الافتراضي) من خلال استخدامه في تحسين نوعية التعلم ونقل المعرفة.

لا تحتوي بعض التطبيقات في المختبرات الافتراضية على التفاعل اللازم مع الطلاب في استخدام الوحدات النمطية والمحتوى والأدوات. من المتوقع أن يتمكن االذكاء الاصطناعي من التفاعل المختبري مع الطلاب من خلال تشغيل تطبيقات المختبر الافتراضية وفقًا لرغباتهم وقدراتهم ويمكن أيضًا تنفيذها في أي مكان وزمان. لهذا السبب، هناك حاجة إلى مختبرات افتراضية ذات مستوى عالي من الذكاء الاصطناعي مع الحد الأدنى من استخدام الموارد وأيضًا التفاعل مع الطلاب وفقًا لرغبتهم وقدرتهم على تنفيذ الممارسات في المختبرات كمثل المختبرات الحقيقية.

يتطلب استخدام تطبيقات المختبرات الافتراضية الذكاء الاصطناعي حتى يتمكن الطلاب من التفاعل مع هذه التطبيقات و يكون المختبر الافتراضي ذكيًا. أي أن أهمية ودور الذكاء الاصطناعي في المعامل الافتراضية هو أن يتمكن الطلاب من اختيار المواد العملية وفقًا لرغغباتهم التي تكون حسب قدراتهم في جميع المواد داخل المختبر الافتراضي.

واحدة من خوارزميات الذكاء الاصطناعي التي تناسب قدرات الطلاب ورغباتهم هي خوارزمية النظام الخبير، والتي تصنف الطلاب وفقا للوحدات التي يمكن للطلاب استخدامها بناء على قدراتهم. يمكن للطلاب اختيار الوحدة المفضلة وفقًا لرغباتهم بناء على تصنيف الأنظمة الخبيرة”

تقدم المعامل الافتراضية المستندة إلى الذكاء الاصطناعي من براكسيلابس تجربة تشبه اللعبة تمنح الطلاب العديد من الميزات مثل القليل من التنبيه مع التلميحات ، والتخطي للأمام في أي مرحلة من التجربة (مع تسجيل ذلك في التقاريرولكن لا يزال يتم الإبلاغ عن ذلك)، ودليل المعمل، ومقاطع فيديو تفصيلية، ودعم فوري ، وملاحظات تحذيرية لـ مواد سامة وأكثر.

ابدأ في استخدام مختبرات براكسيلابس الافتراضية للتجارب العلمية الآن وارفع مستوى نتائج التعلم التي تبحث عنها!

 

 

 

عن نورهان عصام

شاهد أيضاً

استكشاف تجربة في المختبر الافتراضي قوة الأحماض والقواعد

استكشاف تجربة في المختبر الافتراضي قوة الأحماض والقواعد

تلعب الأحماض والقواعد دورًا حيويًا في عدد كبير جدا من العمليات المختلفة، بدءًا من استخدامها …