Yapay Zeka ve Klasik Algoritmik Programlama Karşılaştırması

Klasik Algoritmik Programlamadan Yapay Zekaya Doğru

Anthony Quattrone, PhD 30 Nisan 2022

Yapay zekadaki gelişmeler, daha önce zor, çözülmesi güç veya yoğun bir şekilde kombinatoryal olan karmaşık hesaplama problemlerinin verimli bir şekilde çözülmesine olanak tanımıştır. Bu problemler arasında yüz tanıma, nesne tespiti, rota planlama ve son derece kişiselleştirilmiş çevrimiçi önerici sistemler bulunmaktadır.

Kuruluşların geleceğe doğru ilerlemesindeki zorluk, stratejik karar vericilerin karmaşık hesaplama problemlerini çözmek için geleneksel klasik yaklaşımlar ile yapay zeka yaklaşımları arasında karar vermeleridir. Her iki yöntemin de doğruluk, maliyet, uygulama zorluğu ve sürdürülebilirlik boyutları genelinde sağlam bir sistem sunmada benzersiz zorlukları vardır.

Sorunları Çözmeye Klasik Algoritmik Programlama Yaklaşımı

Klasik programlama paradigması, sorunları reçete edilen algoritmalar ve iyi tanımlanmış bir talimat dizisi aracılığıyla çözmeyi içerir. Girdiler tanımlanır ve kısıtlanır, çıktılar üretmek için girdileri tanımlanmış programlama paradigmaları (Prosedürel, Nesne Yönelimli, Fonksiyonel ve Mantıksal) aracılığıyla işlemek üzere algoritmalar geliştirilir.

Zamansal ve uzamsal açıdan verimli problemleri çözmek için algoritmalar keşfetmek son derece zordur. Hesaplama karmaşıklığı teorisinde, problemler ya P (Polinom), NP (Belirsiz Polinom), NP-Tam ya da NP-Zor'dur. Polinom problemler hızlı bir şekilde çözülebilir ve doğrulanabilirken, polinom olmayan problemler çözülemez. NP problemleri klasik algoritmik yaklaşımlarla çözülmesi zor problemlerdir.

Bir P probleminin örneği iki nokta arasındaki en kısa yolu bulmaktır, oysa bir NP Probleminin örneği, bir dizi konum verildiğinde, tüm konumları en kısa mesafeyi kat ederek ziyaret etmek için en uygun yolun ne olduğu gezgin satıcı problemidir. Şu anda hesaplamalı olarak çözülmesi gereken sorunların birçoğunun NP kategorisine girmesi tam bir tesadüftür. Çoğu durumda, pratik amaçlar için yaklaşık bir çözüm genellikle yeterlidir. Günlük hayata yaklaşırken, insanlar her zaman yaklaşık çözümler üretir, yani navigasyon.

Klasik bir algoritmik paradigma altında sorunları verimli bir şekilde çözmekte uygulama zorlukları vardır. Algoritmik karmaşıklık, algoritmaların zamansal (zaman karmaşıklığı) ve uzamsal alanlarda (uzay karmaşıklığı) ne kadar verimli çalıştığıyla ilgilenen bir bilgisayar bilimleri dalıdır.

Algoritmaları uygulamanın birçok farklı yolu olmasına rağmen, bir algoritmayı uygulamanın bariz ancak potansiyel olarak verimsiz bir yolu genellikle "naif" algoritma olarak adlandırılır. En verimli algoritmaları keşfetmek kolay değildir ve Bilgisayar Bilimcileri, problem sınıflarını çözmek için en iyi algoritmaları bulmak amacıyla uzun yıllardır çalışmaktadır. Üretim sistemlerindeki algoritmalar zamansal ve uzamsal olarak verimli şekillerde uygulanmaktadır. En büyük yazılım şirketleri, hakem değerlendirmesine benzer şekilde eşli programlama yoluyla en yüksek algoritmik standartları sağlamaktadır. Algoritmaları verimli bir şekilde uygulamak yıllarca süren eğitim ve yüksek derecede beceri gerektirir.

Pratik bir anlamda, programlama teknikleri evrim geçirdikçe ve programlama dilleri (yani C, C++, Java, JavaScript, PHP, Python) popülerlik açısından çeşitlilik gösterdikçe, temeller, Bell Labs'in 1970'lerde ilk C modüllerini yazmasından bu yana aynı kaldı. Teorik olarak zorlu problemleri üretimde çalışır hale getirmenin, dağıtık sistemleri kullanmak gibi bazı pratik yolları vardır. Gelişmiş yaklaşımlar daha yüksek bir maliyetle gelir ve en teknolojik açıdan ilerici kuruluşlar dışındakilerin kapasitesinin ötesindedir.

Klasik algoritmik programlama yaklaşımlarının karmaşıklığı göz önüne alındığında, kurumlar bu tür sistemleri dahili olarak üretmek için etkili ekipler kurmakta uzun süredir zorlanmaktadır. Ayrıca, birçok kurum teorik olarak uygulanması mümkün olan niş zorlukları çözmek için dış sağlayıcılar bulmakta da zorlanmıştır. Sorun karmaşıklığı arttıkça, belirli bir algoritma tasarlamak önemli ölçüde daha karmaşık hale gelir. Bu özellikle çok değişkenli sorunlar için geçerlidir. Klasik algoritma yaklaşımlarını, bir algoritmanın bir sorunu hızlıca çözebildiği ve çoğu durumda işe yaradığı durumlar için kullanmak en iyisidir.

Sorunları Çözmeye AI Yaklaşımı

Yapay Zeka paradigması, girdileri ve istenen çıktıları bir sisteme besleyerek ve sisteme sorunları çözmeyi öğreterek sorunları genel olarak çözmeye çalıştı. Mevcut AI yaklaşımları klasik programlama teknikleri aracılığıyla klasik bilgisayarlarda çalışır. En heyecan verici AI yöntemleri sinir ağları ve pekiştirmeli öğrenmedir.

Yapay sinir ağları, insan zihninin nasıl öğrendiği ve problemleri nasıl genelleştirdiği konusundaki insan anlayışından yararlanır. Pekiştirmeli öğrenme, bir hedef durum ve bir dizi senaryo besleyen etmenleri kullanır. Öğrenme algoritması, tercih edilen sonuçları elde tutar ve olumsuz sonuçları birden fazla yineleme boyunca eler. Pekiştirmeli öğrenme, edimsel koşullanmaya benzer. Etmen, birçok eğitim yinelemesi boyunca amaca nasıl ulaşacağını öğrenir.

Yapay zeka çözümlerinin eğitimi için bir gereksinim, genellikle çeşitli veri ambarları veya kitle kaynak kullanımı kombinasyonu ile derlenen iyi tanımlanmış devasa bir veri seti veya bir sistemin bir dizi yineleme boyunca çalışarak bir hedef duruma ulaşmayı öğrenmesidir. Buna bir örnek, sonuçları iyileştirmek için stratejiler geliştirmeyi daha fazla öğrenmek amacıyla Satranç veya Go gibi bir sistemi kendisine karşı oyun oynatmaktır. Yapay sinir ağı ve pekiştirmeli öğrenme, eğitilmedikleri senaryolar üzerinde çalıştırılır ve diğer makine öğrenimi yaklaşımlarına benzer şekilde değerlendirilir. Bu yaklaşımlar iyi bir şekilde geneller ve belirli bir problem sınıfı için verimli çözümler sağlar. Yapay zeka tabanlı çözümler, bir talimatlar dizisi kullanılarak kolayca tanımlanamayan; bunun yerine daha fazla "sezgi" ve değer yargıları gerektiren problemlere uygundur.

Tipik olarak, Yapay Zeka sistemleri veri setleri kullanılarak eğitilir ve daha sonra bir değerlendirme setinde değerlendirilir. Bir AI sistemine girilen yüksek kaliteli eğitim verisi ne kadar fazlaysa, sistemin yüksek bir standartta performans gösterme olasılığı o kadar yüksek olur. AI yaklaşımlarının faydası, sistem daha fazla öğrendikçe zamanla gelişmeye devam edebilmeleridir. Böylece, karmaşık problemler genelleştirilebilir ve bilgi işlem sistemleri tarafından çözülebilir. Bunlar, geleneksel olarak insan girdisiyle çözülen sorunları içerir, ancak dar AI, daha iyi sonuçlar sağlamak amacıyla mevcut insan girdisine bir tamamlayıcı olarak görülebilir.

Yapay zeka ve Makine Öğrenimi, bu tür sistemlerin kullanım durumlarına nasıl yanıt vereceğine dair izlenebilirlik ve belirlenebilirlikten yoksun olması nedeniyle kurumlar tarafından uzun süredir temkinli bir şekilde değerlendirilmektedir. Bu nedenle, AI nadir durumlarda harekete geçebilir ve en beklenmedik anda öngörülemeyen şekillerde yanıt verebilir. Bu nedenle, AI'nin ne zaman kullanılacağı, hangi hata seviyelerinin kabul edilebilir olduğu ve AI sistemlerinden üretilen çıktıların doğruluğu sağlamak için insan girdisiyle nasıl eş değerlendirmeden geçirileceği net bir şekilde tanımlanmış kullanım durumlarına sahip olmak önemlidir.

Genel olarak, AI sistemlerinin getireceği geliştirilmiş doğruluğun, insan girdisinin artırılmasıyla elde edilen verimliliklerle birleştiğinde, önümüzdeki yıllarda birçok kuruluş için göz ardı edilemeyecek kadar büyük bir mali teşvik sağlayacağını ve AI sistemlerinin yaygın hale geleceğini öngörüyoruz.

Sorunları Çözmek İçin Yapay Zeka Ne Zaman Seçilmeli ve Klasik Algoritmik Programlama Yaklaşımı Ne Zaman Seçilmeli

Hangi yaklaşımın kullanılacağına dair kesin kurallar olmamakla birlikte, genel bir kural olarak, yaklaşık çözümler gerektiren ve hedefe yönelik uzun vadeli planlama, karmaşık örüntü tanıma ve çok sayıda değişkenin işlenmesini içeren problemler AI için daha uygundur. Klasik algoritmik yaklaşımlar, yoğun mantık ve hesaplamalar içeren kesin veya neredeyse en iyi çözümler için daha uygundur.

Doğru yaklaşımı seçmek kuruluşunuz için önemli faydalar sağlayabilirken, daha az optimal bir yöntemi seçmek teknoloji projeleri pahalı olduğundan önemli sermaye kayıplarına yol açabilir. Genellikle Telemus AI™ gibi kanıtlanmış ve gösterilebilir sistemlerle ilerlemek, kuruluşların Yapay Zeka dijital dönüşümünde başarıyı garanti altına almasına yardımcı olabilir.

Telemus AI™'ın kuruluşunuza nasıl entegre edilebileceği konusunda ücretsiz bir danışmanlık için bugün bizimle iletişime geçin.