Akili Bandia dhidi ya Upangaji wa Kialgoriti wa Kijadi

Kuelekea Akili Bandia kutoka kwa Utaratibu wa Kiprogramu wa Kijadi

Anthony Quattrone, PhD 30 Aprili 2022

Maendeleo katika akili bandia yameruhusu matatizo magumu ya kihesabu kutatuliwa kwa ufanisi ambayo yalikuwa magumu hapo awali, yasiyoweza kutatuliwa au yenye mchanganyiko mkubwa. Matatizo haya yanajumuisha utambuzi wa nyuso, uchunguzi wa vitu, upangaji wa njia na mifumo ya juu ya kibinafsi ya mapendekezo mtandaoni.

Changamoto kwa mashirika yanayosonga mbele katika mustakabali ni kwa watengenezaji wa maamuzi ya kimkakati kuchagua kati ya mbinu za jadi za kawaida na mbinu za akili bandia ili kutatua matatizo magumu ya kompyuta. Njia yoyote ina changamoto za kipekee katika kutoa mfumo imara katika vipimo vya usahihi, gharama, ugumu wa utekelezaji, na uwezo wa kudumisha.

Mbinu ya Programu ya Algoriti ya Kawaida ya Kutatua Matatizo

Mfumo wa programu za kawaida unahusisha kutatua matatizo kupitia algoriti za agizo na kutumia mfuatano uliofafanuliwa vizuri wa maagizo. Pembejeo zinafafanuliwa na kudhibitiwa,ukuendeleza algoriti ili kusindika pembejeo kupitia mifumo iliyofafanuliwa ya programu (ya Taratibu, Iliyoegemea Vitu, ya Kazi na ya Mantiki) ili kuzalisha matokeo.

Kugundua algoriti za kutatua shida zenye ufanisi wa muda na nafasi ni changamoto kubwa inayojulikana. Katika nadharia ya ugumu wa hesabu, shida ni ama P (Polinomial), NP (Polinomial isiyo-dhamini), NP-Kamili au NP-Ngumu. Shida za polinomial zinaweza kutatuliwa na kuthibitishwa haraka, wakati shida zisizo za polinomial haziwezi. Shida za NP ni ngumu kutatua kupitia mbinu za algoriti za kawaida.

Mfano wa tatizo la P ni kupata njia fupi kati ya sehemu mbili, huku mfano wa tatizo la NP ni tatizo la mwuzaji msafiri ambapo wakati unapopewa mfululizo wa maeneo, ni njia ipi bora ya kutembelea maeneo yote kwa kusafiri umbali mfupi unaowezekana. Inatokea kwamba matatizo mengi ambayo kwa sasa yanahitaji kutatuliwa kwa njia ya kompyuta yanaingia katika kategoria ya NP. Katika hali nyingi, kwa madhumuni ya kimatibabu, suluhisho la takribani mara nyingi hutosha. Unapoingilia maisha ya kila siku, wanadamu daima huja na suluhisho la takribani, yaani, uabiri.

Kuna changamoto za utekelezaji katika kutatua shida chini ya mtazamo wa kawaida wa algoriti kwa njia yenye ufanisi. Utata wa algoriti ni tawi la sayansi ya kompyuta linaloshughulikia jinsi algoriti zinavyofanya kazi kwa ufanisi katika nyanja za muda (utata wa muda) na nafasi (utata wa nafasi).

Hata kama kuna njia nyingi tofauti za kutekeleza algoriti, njia wazi lakini inayoweza kutokuwa na ufanisi ya kutekeleza algoriti mara nyingi huitwa algoriti "tupu". Algoriti nyingi zenye ufanisi hazirahisi kugundulika, na Wanasayansi wa Kompyuta wamefanya kazi kwa miaka mingi kupata algoriti bora zaidi za kutatua madarasa ya matatizo. Algoriti katika mifumo ya uzalishaji hutekelezwa kwa njia zinazofaa kwa wakati na nafasi. Makampuni makubwa zaidi ya programu huhakikisha viwango vya juu zaidi vya algoriti kupitia upangaji-shirika, kama vile ukaguzi-shirika. Inachukua miaka mingi ya mafunzo na kiwango cha juu cha ujuzi kutekeleza algoriti kwa ufanisi.

Kwa njia ya kimatendo, huku mbinu za programu zimeendelea kubadilika na lugha za programu (yaani C, C++, Java, JavaScript, PHP, Python) zimetofautiana katika umaarufu, misingi imebaki ile ile tangu Bell Labs, mwaka wa 1970, ilipoandika moduli za kwanza za C. Kuna njia za kimatendo za kufanya matatizo magumu ya kinadharia kufanya kazi katika uzalishaji, kama vile kutumia mifumo iliyosambazwa. Mbinu za hali ya juu zinakuja kwa gharama kubwa zaidi na ni nje ya uwezo wa shirika lolote isipokuwa zile zinazofanya maendeleo zaidi kiteknolojia.

Kwa kuzingatia ugumu wa mbinu za upangaji algoriti za kawaida, mashirika zamani sana yamekuta ni vigumu kujenga timu zenye ufanisi wa kuzalisha mifumo kama hiyo ndani ya shirika. Zaidi ya hayo, mengi pia yamekumbwa na changamoto za kupata watoa huduma wa nje ili kutatua changamoto za kipekee ambazo kinadharia ni rahisi kutekeleza. Kubuni algoriti mahususi kunakuwa changamoto kubwa zaidi kadiri unene wa tatizo unavyoongezeka. Hali hii ni kweli hasa kwa matatizo yenye vigezo vingi. Inafaa zaidi kutumia mbinu za algoriti za kawaida katika hali ambapo algoriti inaweza kutatua tatizo haraka na inafanya kazi kwa hali nyingi.

Mbinu ya AI ya Kutatua Matatizo

Mfumo wa Akili Bandia ulijaribu kutatua matatizo kwa ujumla kwa kuingiza pembejeo na matokeo yanayotarajiwa kwenye mfumo na kumruhusu mfumo kujifunza jinsi ya kutatua matatizo. Mbinu za sasa za AI hufanya kazi kwenye kompyuta za kawaida kupitia mbinu za programu za kawaida. Njia za kusisimua zaidi za AI ni mitandao ya neva na kujifunza kwa njia ya udhamini.

Mitandao ya neva bandia inatumia uelewa wa binadamu kuhusu jinsi akili ya binadamu inavyojifunza na kuweka shida katika muktadha mpana. Kujifunza kwa njia ya mazoezi hutumia mawakala wanaoingiza hali ya lengo na mfululizo wa hali. Algoriti ya kujifunza huhifadhi matokeo yanayopendelewa na kuachilia matokeo hasi katika marudio mbalimbali. Kujifunza kwa njia ya mazoezi kinafanana na umisho wa masharti. Wakala anajifunza jinsi ya kufikia lengo katika marudio mengi ya mafunzo.

Hitaji la kufundisha suluhisho za akili bandia ni aidha seti kubwa ya data iliyofafanuliwa vizuri, ambayo kwa kawaida huundwa kwa kutumia mchanganyiko wa ghala mbalimbali za data au upatanishaji wa umma, au mfumo unaweza kujifunza kufikia hali ya lengo kwa kupitia mfululizo wa marudio. Mfano wa hili ni mfumo unaocheza mchezo dhidi yake mwenyewe, kama vile Chess au Go, ili kujifunza zaidi jinsi ya kuendeleza mikakati ya kuboresha matokeo. Mtandao bandia na kujifunza kwa njia ya maboresho zote zinafanywa kwenye hali ambazo hazijafundishwa na kutathminiwa kwa njia sawa na mbinu zingine za kujifunza kwa mashine. Mbinu hizi zinaweza kufanya kazi vizuri kwa ujumla na kutoa suluhisho bora kwa daraja fulani la matatizo. Suluhisho zinazotegemea Akili Bandia zinafaa kwa matatizo ambayo hayawezi kufafanuliwa kwa urahisi kwa kutumia mfululizo wa maagizo; badala yake yanahitaji "hisia" zaidi na uamuzi wa thamani.

Kwa kawaida, mifumo ya Akili Bandia (Artificial Intelligence) hufundishwa kwa kutumia seti za data na baadaye kutathminiwa kwenye seti ya tathmini. Kadiri data ya kufundishwa ya ubora wa juu inavyoingizwa kwenye mfumo wa AI, ndivyo uwezekano wa mfumo wa kufanya kazi kwa kiwango cha juu unavyoongezeka. Faida ya mbinu za AI ni kwamba zinaweza kuendelea kuboreshwa kwa muda kadiri mfumo unavyojifunza zaidi. Hivyo, matatizo magumu yanaweza kuifanywa kuwa ya kawaida na kutatuliwa na mifumo ya kompyuta. Hiki ni pamoja na masuala ambayo kwa kawaida yatatuliwa kwa uingizaji wa binadamu, ingawa AI finyu inaweza kutazamwa kama nyongeza ya uingizaji wa binadamu uliopo kuhakikisha matokeo bora zaidi.

Akili bandia na Kujifunza kwa Mashine kwa muda mrefu yamekuwa yakitazamiwa kwa tahadhari na mashirika kutokana na mifumo kama hiyo kukosa uwezo wa kufuatilia na kuamua jinsi itakavyojibu matumizi. Hivyo, AI inaweza kutenda katika hali nadra na kujibu kwa njia isiyotabirika wakati isipotarajiwa. Ndiyo maana ni muhimu kuwa na matumizi yaliyofafanuliwa wazi kwa kipindi AI itakapotumika, viwango gani vya makosa vinakubalika na jinsi matokeo yaliyozalishwa kutoka mifumo ya AI yatakaguliwa na pembejeo ya binadamu ili kuhakikisha usahihi.

Kwa ujumla, tunatabiri kwamba usahihi ulioboreshwa ambao mifumo ya AI itauleta, pamoja na ufanisi unaopatikana kwa kuongeza maingizo ya binadamu, utakuwa na motisha kubwa sana ya kifedha kwa shirika nyingi ambayo hazitaweza kuzipuuza katika miaka ijayo, mifumo ya AI itakuwa imeenea kila mahali.

Lini Kuchagua Akili Bandia na Lini Kuchagua Mbinu ya Upangaji wa Algoriti za Klasiki ili Kutatua Matatizo

Ingawa hakuna kanuni za wazi na za haraka za lini ya kutumia kila mbinu, kama kanuni ya jumla, shida zinazohitaji suluhisho za takriban na zinazohusisha upangaji wa muda mrefu unaolenga malengo, utambuzi wa mifumo changamano na usindikaji wa wingi wa vigezo ni zinazofaa zaidi kwa AI. Mbinu za algoriti za kawaida zinazofaa zaidi kwa suluhisho za kamilifu au za karibu na ubora ambazo zinahusisha mantiki na mahesabu mazito.

Kuchagua njia sahihi kunaweza kuleta faida kubwa kwa shirika lako huku kuchagua njia isiyo ya kawaida kunaweza kusababisha hasara kubwa za mtaji kwani miradi ya teknolojia ni ghali. Mara nyingi, kwenda na mifumo iliyothibitishwa na inayoonekana kama Telemus AI™ kunaweza kusaidia mashirika kuhakikisha mafanikio katika mabadiliko yao ya kidijitali ya Akili Bandia.

Wasiliana nasi leo kwa ushauri wa bila malipo juu ya jinsi Telemus AI™ inaweza kuunganishwa katika shirika lako.