કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા વિરુદ્ધ શાસ્ત્રીય અલ્ગોરિધમિક પ્રોગ્રામિંગ

ક્લાસિકલ અલ્ગોરિધમિક પ્રોગ્રામિંગમાંથી આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ તરફ

એન્થોની ક્વાટ્રોન, PhD 30 એપ્રિલ 2022

કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તામાં પ્રગતિઓએ જટિલ કમ્પ્યુટેશનલ સમસ્યાઓને કાર્યક્ષમતાથી ઉકેલવાની મંજૂરી આપી છે જે અગાઉ મુશ્કેલ, અટકાય અથવા ભારે કોમ્બિનેટોરિયલ હતી. આ સમસ્યાઓમાં ફેશિયલ રેકગ્નિશન, ઑબ્જેક્ટ ડિટેક્શન, રૂટ પ્લાનિંગ અને અત્યંત વ્યક્તિગત ઓનલાઇન રેકમેન્ડર સિસ્ટમ્સનો સમાવેશ થાય છે.

ભવિષ્યમાં આગળ વધતા સંગઠનો માટે પડકાર એ છે કે વ્યૂહાત્મક નિર્ણય લેનારાઓએ જટિલ કમ્પ્યુટેશનલ સમસ્યાઓનો ઉકેલ લાવવા માટે પરંપરાગત શાસ્ત્રીય અભિગમો અને આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ અભિગમો વચ્ચે નિર્ણય લેવો. કોઈપણ પદ્ધતિને ચોક્કસતા, ખર્ચ, અમલીકરણની મુશ્કેલી અને જાળવણીની ક્ષમતાના પરિમાણોમાં મજબૂત સિસ્ટમ પ્રદાન કરવામાં અનન્ય પડકારો છે.

સમસ્યાઓનો ઉકેલ લાવવા માટે શાસ્ત્રીય અલ્ગોરિધમિક પ્રોગ્રામિંગ અભિગમ

શાસ્ત્રીય પ્રોગ્રામિંગ મોડેલમાં નિર્દેશક અલ્ગોરિધમ્સ દ્વારા અને સુવ્યાખ્યાયિત સૂચનાઓના ક્રમનો ઉપયોગ કરીને સમસ્યાઓનો ઉકેલ લાવવો સામેલ છે. ઇનપુટ વ્યાખ્યાયિત અને પ્રતિબંધિત છે, આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરવા માટે વ્યાખ્યાયિત પ્રોગ્રામિંગ મોડેલ (પ્રક્રિયાત્મક, ઑબ્જેક્ટ-ઓરિએન્ટેડ, કાર્યાત્મક અને તાર્કિક) દ્વારા ઇનપુટને પ્રક્રિયા કરવા માટે અલ્ગોરિધમ્સ વિકસાવવા.

સમય અને સ્થાનની દ્રષ્ટિએ કાર્યક્ષમ સમસ્યાઓનો ઉકેલ લાવવા માટે અલ્ગોરિધમ્સ શોધવા કુખ્યાત રીતે પડકારજનક છે. કોમ્પ્યુટેશનલ કોમ્પ્લેક્સિટી થિયરીમાં, સમસ્યાઓ ક્યાં તો P (પોલિનોમિયલ), NP (નોન-ડિટરમિનિસ્ટિક પોલિનોમિયલ), NP-કમ્પ્લીટ અથવા NP-હાર્ડ હોય છે. પોલિનોમિયલ સમસ્યાઓને ઝડપથી ઉકેલી અને ચકાસી શકાય છે, જ્યારે નોન-પોલિનોમિયલ સમસ્યાઓને નહીં. ક્લાસિકલ અલ્ગોરિધમિક અભિગમો દ્વારા NP સમસ્યાઓનો ઉકેલ લાવવો મુશ્કેલ છે.

P સમસ્યાનું ઉદાહરણ બે બિંદુઓ વચ્ચેનો ટૂંકો માર્ગ શોધવાનો છે, જ્યારે NP સમસ્યાનું ઉદાહરણ ટ્રાવેલિંગ સેલ્સમેન સમસ્યા છે જ્યારે સ્થાનોની શ્રેણી આપવામાં આવે છે, ત્યારે ટૂંકી શક્ય અંતર માર્ગની મુસાફરી કરીને તમામ સાઇટ્સની મુલાકાત લેવા માટે શ્રેષ્ઠ માર્ગ શું છે. તે બને છે કે હાલમાં કમ્પ્યુટેશનલ રીતે ઉકેલવાની જરૂર હોય તેવી ઘણી સમસ્યાઓ NP શ્રેણીમાં આવે છે. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, વ્યવહારુ હેતુઓ માટે, અંદાજિત ઉકેલ ઘણીવાર પૂરતો હોય છે. દૈનિક જીવનનો સામનો કરતી વખતે, મનુષ્યો હંમેશા અંદાજિત ઉકેલો સાથે આવે છે, એટલે કે નેવિગેશન.

શાસ્ત્રીય અલ્ગોરિધમિક પેરાડાઇમ હેઠળ સમસ્યાઓને કાર્યક્ષમ રીતે હલ કરવામાં અમલીકરણની પડકારો છે. અલ્ગોરિધમિક જટિલતા એ કમ્પ્યુટર સાયન્સની એક શાખા છે જે તે સાથે વ્યવહાર કરે છે કે અલ્ગોરિધમ્સ ટેમ્પોરલ (ટાઇમ કોમ્પ્લેક્સિટી) અને સ્પેશિયલ ડોમેન્સ (સ્પેસ કોમ્પ્લેક્સિટી) માં કેટલા કાર્યક્ષમ છે.

જ્યારે અલ્ગોરિધમનો અમલ કરવાની ઘણી અલગ રીતો છે, ત્યારે અલ્ગોરિધમનો અમલ કરવાની સ્પષ્ટ પરંતુ સંભવતઃ બિન-કાર્યક્ષમ રીતને ઘણી વખત “ભોળી” અલ્ગોરિધમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. મોટાભાગના કાર્યક્ષમ અલ્ગોરિધમ શોધવા સરળ નથી, અને કમ્પ્યુટર વૈજ્ઞાનિકો સમસ્યાઓના વર્ગોનો ઉકેલ લાવવા માટે શ્રેષ્ઠ અલ્ગોરિધમ શોધવા ઘણા વર્ષોથી કામ કરી રહ્યા છે. ઉત્પાદન સિસ્ટમ્સમાં અલ્ગોરિધમ સમય અને સ્થાનની દ્રષ્ટિએ કાર્યક્ષમ રીતે લાગુ કરવામાં આવે છે. સૌથી મોટી સોફ્ટવેર કંપનીઓ પીઅર-પ્રોગ્રામિંગ દ્વારા સર્વોચ્ચ અલ્ગોરિધમિક ધોરણોની ખાતરી કરે છે, જે પીઅર-રિવ્યૂ જેવું જ છે. અલ્ગોરિધમનો કાર્યક્ષમતાપૂર્વક અમલ કરવા માટે ઘણા વર્ષોની તાલીમ અને ઉચ્ચ કૌશલની જરૂર પડે છે.

વ્યવહારુ દૃષ્ટિએ, જ્યારે પ્રોગ્રામિંગ તકનીકો વિકસિત થઈ છે અને પ્રોગ્રામિંગ ભાષાઓ (એટલે કે C, C++, Java, JavaScript, PHP, Python) લોકપ્રિયતામાં બદલાઈ છે, ત્યારે 1970ના દાયકામાં Bell Labs દ્વારા પ્રથમ C મોડ્યુલ્સ લખ્યા ત્યારથી મૂળભૂત તત્વો સમાન રહ્યા છે. ઉત્પાદનમાં સૈદ્ધાંતિક રીતે પડકારજનક સમસ્યાઓને કામ કરાવવા માટેના કેટલાક વ્યવહારુ માર્ગો છે, જેમ કે વિતરિત સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ. અદ્યતન અભિગમો ઊંચી કિંમતે આવે છે અને સૌથી વધુ તકનીકી રીતે પ્રગતિશીલ સંસ્થાઓ સિવાય બધાની ક્ષમતાની બહાર છે.

શાસ્ત્રીય અલ્ગોરિધમિક પ્રોગ્રામિંગ અભિગમોની જટિલતાને કારણે, સંસ્થાઓને લાંબા સમયથી આવી સિસ્ટમ્સને આંતરિક રીતે બનાવવા માટે અસરકારક ટીમો બનાવવામાં મુશ્કેલી પડી છે. વધુમાં, ઘણાને એવા બાહ્ય પ્રદાતાઓ શોધવામાં પણ સંઘર્ષ થયો છે જે સૈદ્ધાંતિક રીતે અમલમાં મૂકવા શક્ય હોય તેવી વિશિષ્ટ ચેલેન્જોને હલ કરે. જેમ જેમ સમસ્યાની જટિલતા વધે છે તેમ તેમ ચોક્કસ અલ્ગોરિધમ ડિઝાઇન કરવું નોંધપાત્ર રીતે વધુ જટિલ બને છે. તે બહુચલ સમસ્યાઓ માટે વિશેષ રૂપે સાચું છે. તે પરિસ્થિતિઓ માટે શાસ્ત્રીય અલ્ગોરિધમ અભિગમોનો ઉપયોગ કરવો શ્રેષ્ઠ છે જ્યાં અલ્ગોરિધમ ઝડપથી સમસ્યાનો ઉકેલ લાવી શકે છે અને મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં કામ કરે છે.

સમસ્યાઓનો ઉકેલ લાવવા માટે AI અભિગમ

આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ મોડેલે સિસ્ટમમાં ઇનપુટ અને ઇચ્છિત આઉટપુટને ફીડ કરીને અને સિસ્ટમને સમસ્યાઓનો ઉકેલ કેવી રીતે લાવવો તે શીખવા દઈને સામાન્ય રીતે સમસ્યાઓનો ઉકેલ લાવવાનો પ્રયાસ કર્યો. વર્તમાન AI અભિગમો શાસ્ત્રીય પ્રોગ્રામિંગ તકનીકો દ્વારા શાસ્ત્રીય કમ્પ્યુટર પર ચાલે છે. સૌથી રોમાંચક AI પદ્ધતિઓ ન્યુરલ નેટવર્ક્સ અને પુનરબળપ્રેરિત શીખવારી છે.

કૃત્રિમ ન્યુરલ નેટવર્ક્સ માનવ મગજ કેવી રીતે શીખે છે અને સમસ્યાઓને સામાન્યીકૃત કરે છે તેની માનવ સમજણનો લાભ ઉઠાવે છે. રેઇનફોર્સમેન્ટ લર્નિંગ એજન્ટ્સનો ઉપયોગ ગોલ સ્ટેટ અને સ્થિતિઓની શ્રેણીને ફીડ કરવા માટે કરે છે. લર્નિંગ અલ્ગોરિધમ પસંદગીના પરિણામોને જાળવી રાખે છે અને બહુવિધ પુનરાવર્તનો પર પ્રતિકૂળ પરિણામોને છોડી દે છે. રેઇનફોર્સમેન્ટ લર્નિંગ ઓપરન્ટ કન્ડિશનિંગ સમાન છે. એજન્ટ ઘણા તાલીમ પુનરાવર્તનો પર લક્ષ્ય કેવી રીતે પ્રાપ્ત કરવું તે શીખે છે.

કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા ઉકેલોને તાલીમ આપવા માટેની જરૂરિયાત એકતરીકે સુવ્યાખ્યાયિત વિશાળ ડેટાસેટ છે, સામાન્ય રીતે વિવિધ ડેટા વેરહાઉસ અથવા ક્રાઉડસોર્સિંગના સંયોજનનો ઉપયોગ કરીને સંકલિત કરવામાં આવે છે, અથવા કોઈ સિસ્ટમ પુનરાવર્તનોની શ્રૃંખલા દ્વારા ચલાવીને લક્ષ્ય સ્થિતિ સુધી પહોંચવા શીખી શકે છે. આનું ઉદાહરણ એક સિસ્ટમ છે જે પોતાની સામે ગેમ રમે છે, જેમ કે ચેસ અથવા Go, પરિણામોને સુધારવા માટે વ્યૂહરચના વિકસાવવા વિશે વધુ શીખવા માટે. કૃત્રિમ નેટવર્ક અને રીઇન્ફોર્સમેન્ટ લર્નિંને બંને એવા સ્થિતિઓ પર ચલાવવામાં આવે છે જેની પર તેને તાલીમ આપવામાં આવી નથી અને અન્ય મશીન લર્નિંગ અભિગમોની જેમ મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે. આ અભિગમો સારી રીતે સામાન્યીકરણ કરે છે અને સમસ્યાઓના વર્ગને ધ્યાનમાં રાખીને કાર્યક્ષમ ઉકેલો પ્રદાન કરે છે. કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા આધારિત ઉકેલો એવી સમસ્યાઓ માટે યોગ્ય છે જેને સૂચનાઓના ક્રમનો ઉપયોગ કરીને સરળતાથી વ્યાખ્યાયિત કરી શકાતી નથી; તેના બદલે વધુ “સહજબોધ” અને મૂલ્ય નિર્ણયોની જરૂર છે.

સામાન્ય રીતે, આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ સિસ્ટમ્સને ડેટાસેટ્સનો ઉપયોગ કરીને ટ્રેન કરવામાં આવે છે અને પછી મૂલ્યાંકન સેટ પર મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે. AI સિસ્ટમમાં જેટલો વધુ ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળો ટ્રેનિંગ ડેટા ઇનપુટ કરવામાં આવશે, સિસ્ટમને ઉચ્ચ ધોરણે કામ કરવાની સંભાવના એટલી વધુ રહેશે. AI અભિગમોનો ફાયદો એ છે કે જેમ જેમ સિસ્ટમ વધુ શીખે છે તેમ તેમ તેઓ સમય જતા સુધારી શકે છે. આમ, જટિલ સમસ્યાઓને સામાન્યકૃત કરી શકાય છે અને કમ્પ્યુટિંગ સિસ્ટમ્સ દ્વારા ઉકેલી શકાય છે. આમાં પરંપરાગત રીતે માનવ ઇનપુટ દ્વારા ઉકેલાતી સમસ્યાઓનો સમાવેશ થાય છે, જો કે નેરો AI ને વધુ સારા પરિણામોની ખાતરી કરવા માટે હાલના માનવ ઇનપુટના પૂરક તરીકે જોઈ શકાય છે.

કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા અને મશીન લર્નિંગને સંસ્થાઓ દ્વારા લાંબા સમયથી સાવધાનીથી જોવામાં આવે છે કારણ કે આવી સિસ્ટમ્સમાં તેઓ ઉપયોગના કિસ્સાઓને કેવી રીતે પ્રતિસાદ આપશે તેની ટ્રેસેબિલિટી અને નિર્ધારણક્ષમતાનો અભાવ હોય છે. આમ, AI દુર્લભ પરિસ્થિતિઓમાં કાર્ય કરી શકે છે અને જ્યારે સૌથી ઓછી અપેક્ષા હોય ત્યારે અણધારી રીતે પ્રતિસાદ આપી શકે છે. તેથી જ્યારે AI નો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત ઉપયોગના કિસ્સાઓ હોવા, કયા સ્તરની ભૂલો સ્વીકાર્ય છે અને AI સિસ્ટમ્સમાંથી ઉત્પન્ન થયેલા આઉટપુટ્સ ચોક્કસાઈ સુનિશ્ચિત કરવા માટે માનવ ઇનપુટ દ્વારા પીઅર-રિવ્યૂ કેવી રીતે કરાશે તે ધ્યાનમાં રાખવું મહત્વપૂર્ણ છે.

એકંદરે, અમે ભવિષ્યવાણી કરીએ છીએ કે AI સિસ્ટમ્સ લાવશે તે સુધારેલી ચોક્કસતા, માનવ ઇનપુટને વધારીને મેળવેલી કાર્યક્ષમતા સાથે જોડાયેલ, તે આવનારા વર્ષોમાં ઘણી સંસ્થાઓ માટે અવગણી ન શકાય તેટલું મોટું નાણાકીય પ્રોત્સાહન ધરાવશે, AI સિસ્ટમ્સ સર્વવ્યાપી બની જશે.

સમસ્યાઓનો ઉકેલ લાવવા માટે ક્યારે આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ પસંદ કરવું અને ક્યારે ક્લાસિકલ અલ્ગોરિધમિક પ્રોગ્રામિંગ અભિગમ પસંદ કરવો

જ્યારે ક્યારે કયા અભિગમનો ઉપયોગ કરવો તેના કોઈ કઠોર અને ઝડપી નિયમો નથી, સામાન્ય નિયમ તરીકે, અંદાજિત ઉકેલોની જરૂર પડતી અને ધ્યેય-આધારિત દીર્ઘકાલીન આયોજન, જટિલ પેટર્ન ઓળખ અને અસંખ્ય ચલોની પ્રક્રિયા સામેલ હોય તેવી સમસ્યાઓ AI માટે વધુ યોગ્ય છે. ક્લાસિકલ અલ્ગોરિધમિક અભિગમો ચોક્કસ અથવા લગભગ-શ્રેષ્ઠ ઉકેલો માટે વધુ યોગ્ય છે જેમાં ભારે લોજિક અને ગણતરીઓનો સમાવેશ થાય છે.

સાચો અભિગમ પસંદ કરવાથી તમારી સંસ્થાને નોંધપાત્ર લાભ મળી શકે છે જ્યારે ઓછો શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિ પસંદ કરવાથી ભારે મૂડીની ખોટ થઈ શકે છે કારણ કે તકનીકી પ્રોજેક્ટ્સ મોંઘા હોય છે. ઘણીવાર Telemus AI™ જેવી સાબિત અને પ્રદર્શનક્ષમ સિસ્ટમ્સ સાથે જવાથી સંસ્થાઓ તેમના કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા ડિજિટલ ટ્રાન્સફોર્મેશનમાં સફળતા સુનિશ્ચિત કરવામાં મદદ કરી શકે છે.

Telemus AI™ ને તમારી સંસ્થામાં કેવી રીતે એકીકૃત કરી શકાય તેના પર મફત કન્સલ્ટેશન માટે આજે અમારો સંપર્ક કરો.