11
ژوئن

۳۰ کاربرد جالب و جدید از هوش مصنوعی

تقریبا پارسال بود که ساندار پیچای، مدیر عامل شرکت گوگل، طی پُستی در وبلاگ این شرکت اعلام کرد که جهان در حال گذر از حالت Mobile-first به حالت AI-first است و شرکت گوگل تمام محصولاتش را با این محوریت توسعه می‌دهد. بنابراین واضح است که در این جهانِ AI-first استفاده از هوش مصنوعی برای تولید محصولات و آموزش مفاهیم و کاربرد‌های آن برای کارآفرینان و مهندسان بسیار حا‌یز اهمیت است.

یادگیری ژرف و شبکه‌های عصبی مصنوعی، شاخه ای از یادگیری ماشین اند که از ساختار لایه ای مغز انسان و سلول های عصبی متصل به هم الگو گرفته اند.

سلول عصبی (Neuron) و مدل مصنوعی آن (Artificial Neuron)
سلول عصبی (Neuron) و مدل مصنوعی آن (Artificial Neuron)
شبکه عصبی ژرف (Deep Neural Network) متشکل از چند لایه از Artificial Neuron های متصل به هم
شبکه عصبی ژرف (Deep Neural Network) متشکل از چند لایه از Artificial Neuron های متصل به هم

طی این پست، با ۳۰ نمونه از جدیدترین و هیجان‌انگیزترین کاربرد‌های یادگیری ژرف (Deep Learning) آشنا خواهیم شد. واضح است که کاربردهای امروزیِ این علم،‌بسیار فراتر از این تعداد اندک اند.

۱. برچسب گذاری خودکار تصاویر

زمانی که تصاویر خود را در Google Photos ذخیره می‌کنید، این تصاویر به صورت خودکار، برچسب گذاری و دسته بندی می‌شوند. به عنوان مثال تصاویر مربوط به یک شخص خاص در یک دسته و تصاویر مربوط به مناظر طبیعی در دسته ای دیگر قرار می‌گیرند و برای جستجو کافی است یک عکس جدید از یک نفر بگیرید و آن عکس را در آلبوم تصاویر جستجو کنید. خواهید دید که تمام عکس‌هایی که فرد مورد نظر در آنها حضور داشته ظاهر خواهند شد.

استفاده از یک شبکه عصبی ژرف از نوع CNN برای برچسب گذاری خودکار در Google Photos
استفاده از یک شبکه عصبی ژرف از نوع CNN برای برچسب گذاری خودکار در Google Photos

۲. تبدیل گفتار به نوشتار

تبدیل گفتار به نوشتار، یکی از جالب‌ترین کاربرد های یادگیری ماشین است که این روزها در بسیاری از اپلیکیشن‌های موبایل (برای مثال کیبور گوگل) استفاده شده و شاهد دقت بسیاربالای آن حتی برای زبان فارسی هستیم.

استفاده از شبکه عصبی بازگشتی ژرف در سیستم بازشناسی گفتار شرکت گوگل باعث بهبود ۳۰ درصدی عملکرد آن گردیده است
استفاده از شبکه عصبی بازگشتی ژرف در سیستم بازشناسی گفتار شرکت گوگل باعث بهبود ۳۰ درصدی عملکرد آن گردیده است

۳. رتبه بندی صفحات وب

زمانی که عبارتی را در موتور جستجوی گوگل جستجو می‌کنید، نتایج حاصل، بر اساس حدوداً ۱۰۰ معیار مختلف (Ranking Signals) برای شما مرتب می‌شوند که بسیاری از این ۱۰۰ معیار راز‌هایی اند که کسی خارج از گوگل از آنها اطلاعی ندارد. با این حال طبق اعلام این شرکت، سومین سیگنال مهم و تاثیر گذار در بین این صد سیگنال، یک شبکه عصبی ژرف به نام RankBrain است که در سال ۲۰۱۵ در آزمایشگاه Google Brain ساخته شده است.

شبکه عصبی RankBrain، سومین سیگنال تاثیر گذار در رتبه بندی موتور جستجوی گوگل
شبکه عصبی RankBrain، سومین سیگنال تاثیر گذار در رتبه بندی موتور جستجوی گوگل

۴. پاسخ دهی خودکار در نرم‌افزار های پیام‌رسان

اگر با Google Allo کار کرده باشید، حتما دقت فوق‌العاده بالای آن در پاسخ های پیشنهاد شده به ازای پیام‌ها، شما را شگفت‌زده کرده است. این سیستم که برای اولین بار در نرم‌افزار Gmail مورد استفاده قرار گرفت، در ابتدا توسط یک شبکه عصبی مصنوعی ساده، پیام را بررسی می‌کند تا بتواند تشخیص دهد که آیا می‌تواند به آن پاسخ خوبی بدهد یا خیر. درصورتی که پاسخِ این شبکه مثبت بود، با استفاده از یک شبکه عصبی بازگشتی ژرف پاسخ مناسب تولید می‌شود.

استفاده از شبکه عصبی بازگشتی برای تولید پاسخ مناسب در اپلیکیشن Gmail
استفاده از شبکه عصبی بازگشتی برای تولید پاسخ مناسب در اپلیکیشن Gmail

۵. توصیف تصاویر

توصیف یک تصویر (یا یک ویدیو) در یک یا چند جمله، یکی از جالب ترین و هیجان‌انگیز ترین کاربرد‌های هوش مصنوعی در بینایی ماشین است و به ما کمک می‌کند ماشین‌هایی بسازیم که اشیاء دیده شده را واقعاً درک کنند. همینطور در روش معکوس می‌توان از روی توصیفات متنی، یک تصویر نسبتا واقعی تولید کرد. با این تفاسیر، تصور تولید یک فیلم از روی فیلمنامه، موضوع دور از انتظاری نیست!

در این تصویر، توصیف دو ماشین مختلف از یک عکس با انسان مقایسه شده است
در این تصویر، توصیف دو ماشین مختلف از یک عکس با انسان مقایسه شده است

۶. تخمین میزان صرفه‌جویی در مصرف انرژی در صورت استفاده از سلول‌های خورشیدی

با توجه به هزینه های بالای تولید انرژی، تاثیرات آن بر زیست بوم و مشکلات مربوط به استفاده از انرژی های تجدید ناپذیر، بهینه‌سازی مصرف انرژی یکی از اصلی ترین و مهم‌ترین چالش هایی است که هوش مصنوعی به دنبال حل آن است. برای مثال، خیلی از استارتاپ‌ها در کشور‌های پیشرفته به دنبال استفاده از هوش مصنوعی در کنتور‌های برق و آب و مدیریت الگوی مصرف انرژی از این طریق هستند.

پروژه Google Sunroof با تحلیل عکس‌های ماهواره ای از پشت بام خانه و میزان آفتاب در ساعات مختلف شبنه‌روز، به شما می‌گوید اگر از سلول خورشیدی برای تولید انرژی استفاده کنید، چقدر در هزینه مصرف انرژی صرفه‌جویی خواهید کرد.
پروژه Google Sunroof با تحلیل عکس‌های ماهواره ای از پشت بام خانه و میزان آفتاب در ساعات مختلف شبنه‌روز، به شما می‌گوید اگر از سلول خورشیدی برای تولید انرژی استفاده کنید، چقدر در هزینه مصرف انرژی صرفه‌جویی خواهید کرد.

۷. تبدیل طرح اولیه (Mockup) به کد HTML

با ظهور کامپیوتر ها، برنامه‌نویس ها، نرم‌افزار‌هایشان را جایگزین بسیاری از افراد خبره و مشاغل کردند، اما به نظر می‌رسد این بار نوبت خودشان است. محققان با استفاده از یادگیری ژرف توانسته اند Mockup های طراحی شده توسط UX Designer ها را به کد HTML تبدیل کنند. با این تفاسیر انتظار برنامه‌نویسی از کامپیوتر ها نیز انتظار دور از ذهنی نیست!

تبدیل طرح اولیه وبسایت به کد قابل پیاده‌سازی توسط شبکه عصبی ژرف
تبدیل طرح اولیه وبسایت به کد قابل پیاده‌سازی توسط شبکه عصبی ژرف

۸. اتوموبیل خودران

یکی از جذاب‌ترین و پردرآمدترین شغل ها در سال ۲۰۱۸ طراحی اتوموبیل‌های خودران است که تماما بر اساس هوش مصنوعی و یادگیری ژرف بنا نهاده شده است. با اینکه هنوز تا قابل استفاده شدن این سیستم ها در زندگی روزمره فاصله داریم اما شرکت هایی مثل Waymo و Tesla به صورت خیلی جدی در حال کار و پژوهش در این حوزه هستند و به زودی شاهد فراگیر شدن این سیستم ها و همینطور پهباد‌های خودمختار خواهیم بود.

استفاده از اتوموبیل های خودران می‌تواند باعث افزایش ایمنی و کاهش خطرات ناشی از رانندگی شود
استفاده از اتوموبیل های خودران می‌تواند باعث افزایش ایمنی و کاهش خطرات ناشی از رانندگی شود

۹. تولید خودکار مراحل جدید در بازی‌ها

در تولید سناریوها، داستان‌ها و مراحل بازی که توسط هوش مصنوعی ساخته می‌شوند، گاهاً شاهد خلاقیت‌های امیدوار کننده ای هستیم…

تولید مراحل جدید بازی با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ژرف
تولید مراحل جدید بازی با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ژرف

۱۰. تشخیص چهره از پشت دیوار

دانشگاه MIT طی یک تحقیق، سیستمی ساخته که با استفاده از امواج RF قادر است موقعیت و حرکت انسان‌ها در پشت دیوار را تشخیص دهد.

اما این کافی نیست…

معمولا بیشترین سرمایه‌گزاری ای که بر روی هوش مصنوعی می‌شود برای تحقیقات نظامی است. چند ماه پیش بود که ارتش آمریکا خبر ساخت سیستمی بر اساس یادگیری ژرف را داد که قادر است چهره فرد را ازپشت دیوار و در تاریکی تشخیص دهد.

۱۱. تنظیم هارمونی رنگ‌ها در تصویر

اگر با نرم‌افزار های ویرایش تصاویر مانند Adobe Photoshop کار کرده باشید، احتمالا ابزارهای تنظیم هارمونی رنگ را دیده اید. هوش مصنوعی و شبکه‌های عصبی ژرف یکی از بهترین روش ها برای انجام این کار اند.

در سمت راست ترین تصویر، هارمونی رنگ‌ها جوری توسط هوش مصنوعی تنظیم شده که انگار نقاشی از ابتدا متعلق به مستربین بوده
در سمت راست ترین تصویر، هارمونی رنگ‌ها جوری توسط هوش مصنوعی تنظیم شده که انگار نقاشی از ابتدا متعلق به مستربین بوده

۱۲. یادگیری و استخراج سبک

هوش مصنوعی قادر است با نگاه کردن به یک تصویر، موسیقی، فیلم یا …، سبک (Style) آن را یادگرفته و استخراج کند. سپس این سبک را روی تصویر، موسیقی یا … دیگر اعمال کند.

اعمال سبک تصویر شماره ۲ بر روی تصویر شماره ۱
اعمال سبک تصویر شماره ۲ بر روی تصویر شماره ۱
اعمال سبک تابلوی جیغ بر روی تصویر ما در دفتر کارمون :)
اعمال سبک تابلوی جیغ بر روی تصویر ما در دفتر کارمون 🙂
اعمال سبک یک نقاشی بر روی تصویر واقعی
اعمال سبک یک نقاشی بر روی تصویر واقعی

۱۳. طراحی لباس بر اساس سلیقه کاربر

این روز ها بیشتر سایت‌های خرده‌فروشی آنلاین، از سامانه‌های پیشنهاد دهنده (Recommender Systems) برای پیشنهاد محصولات به کاربران خود و افزایش Conversion Rate بهره می‌برند، با این حال محققان پا را فرا تر گذاشته و اقدام به ساخت الگوریتم هوشمندی برای طراحی و تولید یک لباس جدید بر اساس سلیقه کاربر کرده اند.

استفاده از هوش مصنوعی برای طراحی مد و پوشاک
استفاده از هوش مصنوعی برای طراحی مد و پوشاک

۱۴. انجام بازی‌ های ویدیویی

هوش مصنوعی ساخت شرکت Google DeepMind موسوم به DQN می‌تواند بازی‌های آتاری را حتی بهتر از انسان بازی کند.

۱۵. انجام بازی های صفحه ای مانند شطرنج و GO

هوش مصنوعی ساخت شرکت Google DeepMind موسوم به AlphaGo توانست لی سدول، قهرمان جهان در بازی Go را شکست دهد. لازم به ذکر است بازی Go به مراتب پیچیده‌تر و سخت تر از بازی شطرنج است. برای آشنایی بیشتر با تاریخچه مسابقات و بازی ها بین انسان و هوش مصنوعی می‌توانید به پست مربوط بهنبرد انسان و هوش مصنوعی مراجعه کنید.

هوش مصنوعی AlphaGo برای بازی از شبکه عصبی ژرف استفاده می‌کند
هوش مصنوعی AlphaGo برای بازی از شبکه عصبی ژرف استفاده می‌کند

۱۶. تبدیل تصویر به تصویر

یکی از کاربرد های جالب هوش مصنوعی تبدیل تصویر به تصویر است. برای مثال تبدیل یک نقاشی به شی واقعی آن، تبدیل یک تصویر سیاه و سفید به معادل رنگی آن، تبدیل یک اسب به گورخر، تبدیل عکس ماهواره ای به نقشه متناظر و …

نمونه هایی از تبدیل تصویر به تصویر با استفاده از هوش مصنوعی
نمونه هایی از تبدیل تصویر به تصویر با استفاده از هوش مصنوعی

۱۷. آهنگسازی

هوش مصنوعی می‌تواند به تعدادی موسیقی (مثلا موسیقی های ساخته شده توسط بتهوون) گوش کرده و یک موسیقی جدید از همان توزیع (با همان سبک) بسازد.

استفاده از هوش مصنوعی در تولید موسیقی
استفاده از هوش مصنوعی در تولید موسیقی

۱۸. نقاشی

هوش مصنوعی میتواند با مشاهده تعدادی نقاشی، نقاشی هایی شبیه به نقاشی های یاد گرفته شده را بکشد و یا نقاشی های شما را با استفاده از مفاهیمی که یاد گرفته تکمیل کند. به عنوان نمونه می‌توانید به وبسایتhttps://www.autodraw.com مراجعه کنید.

نمونه نقاشی های کشیده شده توسط هوش مصنوعی
نمونه نقاشی های کشیده شده توسط هوش مصنوعی

۱۹. تشخیص چهره

یکی از کاربردی ترین ایده های هوش مصنوعی، تشخیص چهره است. از این سیستم ها برای مقاصد امنیتی مانند قفل درب ها یا گوشی های موبایل، سیستم های حضور و غیاب و البته برای یافتن و تعقیب مجرمان یا کهنسالان در معابر استفاده می‌شود.

طبق اعلام دولت چین، طی دو سال گذشته، ۲۰۰۰ مجرم در این کشور توسط سیستم تشخیص چهره Skynet در معابر دستگیر شده اند.

تشخیص چهره با استفاده از هوش مصنوعی
تشخیص چهره با استفاده از هوش مصنوعی

۲۰. دستیار های هوشمند

همه سیستم‌عامل های امروزی، یک دستیار هوشمند دارند که می‌تواند با فرامین صوتی، انجام بعضی از کار‌ها را ساده تر کند. مانند Google Assistant در اندروید، Siri در iOS و Cortana در Windows . با این حال چند ماه پیش در کنفرانس Google IO 2018، ساندار پیچای، مدیر عامل شرکت گوگل به معرفی نسخه جدید دستیار هوشمند گوگل پرداخت که موجب شگفتی جهانیان شد. قلم ما از توصیف دقیق آن قاصر است و پیشنهاد می‌دهیم برای آشنایی، ویدیوی زیر را مشاهده کنید اما به نظر می‌رسد تخیل پشت فیلم Her در حال نزدیک شدن به واقعیت است.

http://www.youtube.com/watch?v=bd1mEm2Fy08

۲۱. ترمیم تصویر (Image In-painting)

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، بخش هایی از عکس به دلایلی از بین رفته! هوش مصنوعی، به سادگی و با دقت بالا قادر به ترمیم بخش های از بین رفته است.

ترمیم تصاویر با استفاده از هوش مصنوعی
ترمیم تصاویر با استفاده از هوش مصنوعی

۲۲. توسعه تصویر (Image Out-painting)

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، هوش مصنوعی قادر است یک عکس را توسعه داده و بخش هایی را به آن بیافزاید.

توسعه تصاویر با استفاده از هوش مصنوعی
توسعه تصاویر با استفاده از هوش مصنوعی

۲۳. باز کردن چشم های بسته در عکس

با استفاده از هوش مصنوعی در دوربین های دیجیتال، دیگر نگران بسته شدن چشم‌های خود هنگام عکاسی نباشید. هوش مصنوعی قادر است چشم‌های شما را باز کند!

باز کردن چشم های بسته در تصویر توسط هوش مصنوعی
باز کردن چشم های بسته در تصویر توسط هوش مصنوعی

۲۴. حذف قطرات باران از تصویر

همانطور که در شکل زیر مشخص است، هوش مصنوعی قادر است قطرات باران در تصویر ثبت شده از دوربین را حذف کرده و به تصویر واضح تری دست یابد.

حذف قطرات باران در تصویر ثبت شده توسط دوربین با استفاده از هوش مصنوعی
حذف قطرات باران در تصویر ثبت شده توسط دوربین با استفاده از هوش مصنوعی

۲۵. طراحی روکش دندان

هوش مصنوعی حتی قادر است روکش دندان را با دقتی بسیار بهتر از دندانپزشک طراحی کند.

طراحی روکش دندان توسط هوش مصنوعی و یادگیری ژرف
طراحی روکش دندان توسط هوش مصنوعی و یادگیری ژرف

۲۶. همگام‌سازی لب ها در ویدیو با صدا هایی غیر از صدای اصلی

بعد از مشاهده ویدیوی زیر، دیگر حتی به چشم های خود نیز اعتماد نخواهید کرد. این ویدیو نشان می‌دهد که چگونه می‌توان به کمک هوش مصنوعی صدایی که متعلق به یک ویدیوی دیگر است (یا حتی به صورت fake از صدای فرد ساخته شده است) را روی تصویر گذاشت به‌طوری که حرکت لب های گوینده در تصویر کاملا بر صدا و گفتار منطبق شود.

http://www.youtube.com/watch?v=MVBe6_o4cMI

۲۷. جستجوی تصاویر با انجام حرکات مرتبط

پروژه Move Mirror یک پروژه سرگرم کننده است که با استفاده از آن می‌توانید جلوی دوربین حرکت هایی را ضبط کرده و تصاویر مرتبط با آن حرکت را جستجو کنید…

http://www.youtube.com/watch?v=JvzkFJW6LIU

۲۸. شما هم رقاص شوید

پروژه Everybody dance now به شما اجازه می‌دهد یک فیلم از رقص ناشیانه خود گرفته و آن را با یک ویدیوی رقص حرفه ای ترکیب کنید. نتیجه حیرت آور خواهد شد!

http://www.youtube.com/watch?v=PCBTZh41Ris

۲۹. رقابت در محیط های چند عامله

چند هفته پیش خبر مسابقه بین قهرمان های بازی Dota 2 و هوش مصنوعی OpenAI Five تیتر اول خیلی از خبرگزاری ها شد. OpenAI Five یک هوش مصنوعی بسیار پیشرفته است که می‌تواند همانند یک انسان Dota 2 بازی کرده و تصمیمات استراتژیک بگیرد. در واقع این مسابقه نشان داد که هوش مصنوعی می‌تواند در بسیاری از تصمیمات استراتژیک همچون حمل و نقل شهری موفق باشد.

http://www.youtube.com/watch?v=ejC67PsvVS4

۳۰. شما چی فکر می‌کنید؟!

همانطور که پیشتر ذکر شد، کاربرد های هوش مصنوعی به موارد بالا ختم نمی‌شوند و روز به روز شاهد استفاده از هوش مصنوعی در تولید محصولات، صنایع نظامی، علوم پزشکی، کسب و کار، صنعت و … هستیم. از این رو، کاربرد ۳۰ را باز گذاشتیم تا شما آن را در کامنت ها بنویسید. این کاربرد می‌تواند موضوع پایان‌نامه شما، محصول تولیدی و یا فقط یک ایده خام در ذهن شما باشد…