الذكاء الاصطناعي في علوم البيانات

​​

المقدم‭ ‬المهندس‭ ‬

‭ ‬عبدالله‭ ‬بن‭ ‬حسين‭ ‬الأسمري

مدير‭ ‬مكتب‭ ‬إدارة‭ ‬البيانات‭ ‬بوزارة‭ ‬الحرس‭ ‬الوطني

الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬هو‭ ‬مصطلح‭ ‬تقني‭ ‬حديث‭ ‬أصبح‭ ‬مرتبطًا‭ ‬فقط‭ ‬بالروبوتات‭ ‬ذات‭ ‬المظهر‭ ‬المستقبلي‭ ‬وعالم‭ ‬تسيطر‭ ‬عليه‭ ‬الآلة،‭ ‬وهو‭ ‬بعيد‭ ‬كل‭ ‬البعد‭ ‬عن‭ ‬ذلك‭ ‬المفهوم‭ ‬فقط،‭ ‬ويهدف‭ ‬إلى‭ ‬جعل‭ ‬الآلات‭ ‬تقوم‭ ‬بتنفيذ‭ ‬الاستدلالات‭ ‬من‭ ‬خلال‭ ‬محاكاة‭ ‬الذكاء‭ ‬البشري‭ ‬بتغذيته‭ ‬بالبيانات‭ ‬والمعلومات‭ ‬الصحيحة‭. ‬وقد‭ ‬يكون‭ ‬مصطلح‭ ‬الدماغ‭ ‬الإلكتروني‭ ‬مرادفًا‭ ‬لمصطلح‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي،‭ ‬وتعدّ‭ ‬جوجل‭ ‬و‭(‬ChtGPTa‭) ‬من‭ ‬أكثر‭ ‬الأمثلة‭ ‬على‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭.‬

وبتعريف‭ ‬آخر،‭ ‬تسمى‭ ‬قدرة‭ ‬أجهزة‭ ‬الحاسوب‭ ‬الرقمية‭ ‬على‭ ‬أداء‭ ‬المهام‭ ‬التي‭ ‬يؤديها‭ ‬البشر‭ ‬عادة‭ ‬بالذكاء‭ ‬الاصطناعي،‭ ‬الذي‭ ‬يحاول‭ ‬تقليد‭ ‬العقل‭ ‬البشري‭ ‬من‭ ‬خلال‭ ‬دمج‭ ‬القدرات‭ ‬وحل‭ ‬المشكلات‭ ‬واتخاذ‭ ‬القرار‭ ‬والاستدلال‭ ‬في‭ ‬الآلات‭.‬

تعد‭ ‬هندسة‭ ‬البيانات‭ ‬وعلوم‭ ‬البيانات‭ ‬والذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬موضوعات‭ ‬ساخنة‭ ‬في‭ ‬العصر‭ ‬الرقمي‭ ‬الحالي،‭ ‬فقد‭ ‬غيّرت‭ ‬هذه‭ ‬التقنيات‭ ‬الطريقة‭ ‬التي‭ ‬يفسر‭ ‬بها‭ ‬البشر‭ ‬مشكلة‭ ‬ما،‭ ‬فهذه‭ ‬التقنيات‭ ‬تعمل‭ ‬على‭ ‬البيانات،‭ ‬ولكنها‭ ‬تستخدمها‭ ‬لتحقيق‭ ‬نتائج‭ ‬مختلفة‭.‬

‭ ‬علم‭ ‬البيانات‭ ‬والذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬هي‭ ‬تقنيات‭ ‬ترتبط‭ ‬ببعضها‭ ‬البعض‭ ‬بطرق‭ ‬عديدة؛‭ ‬فالذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬في‭ ‬علوم‭ ‬البيانات‭ ‬يعمل‭ ‬على‭ ‬الأتمتة‭ ‬التكنولوجية،‭ ‬ولكنه‭ ‬يتطلب‭ ‬هندسة‭ ‬البيانات‭ ‬ليعمل‭ ‬بشكل‭ ‬صحيح‭. ‬وهذه‭ ‬المجالات‭ ‬من‭ ‬العلوم‭ ‬تشهد‭ ‬تطورات‭ ‬مستمرة،‭ ‬ويقال‭: ‬إنها‭ ‬تحدث‭ ‬الثورة‭ ‬الرابعة‭ ‬في‭ ‬الصناعة‭.‬

علم‭ ‬البيانات‭ (‬Data Science‭): ‬يطلق‭ ‬مصطلح‭ ‬علماء‭ ‬البيانات‭ ‬على‭ ‬المختصين‭ ‬في‭ ‬علم‭ ‬البيانات،‭ ‬والذين‭ ‬يعملون‭ ‬على‭ ‬تحليل‭ ‬البيانات،‭ ‬والعملاء،‭ ‬مِن‭ ‬أجل‭ ‬استخلاص‭ ‬أفكار‭ ‬قابلة‭ ‬للتطبيق‭. ‬ويمكن‭ ‬أن‭ ‬يكون‭ ‬لعالم‭ ‬البيانات‭ ‬الكثير‭ ‬من‭ ‬المهام،‭ ‬منها‭: ‬تطوير‭ ‬استراتيجيات‭ ‬لتحليل‭ ‬البيانات،‭ ‬واستكشافها‭ ‬وتحليلها،‭ ‬والتنبؤ‭ ‬بقيم‭ ‬معينة‭ ‬من‭ ‬خلال‭ ‬بيانات‭ ‬وإعداد‭ ‬تقارير،‭ ‬وهو‭ ‬لا‭ ‬يعمل‭ ‬بمفرده‭ ‬أو‭ ‬بمعزل،‭ ‬بل‭ ‬يعمل‭ ‬مع‭ ‬فريق،‭ ‬منهم‭: ‬مهندس‭ ‬البيانات،‭ ‬ومبرمجي‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬المعلومات‭. ‬ويمكن‭ ‬أن‭ ‬نقول‭ ‬ببساطة‭ ‬أن‭ ‬عالم‭ ‬البيانات‭ ‬يقوم‭ ‬باستخدام‭ ‬البيانات‭ ‬الخام‭ ‬من‭ ‬مصادرها‭ ‬ومن‭ ‬ثم‭ ‬يقوم‭ ‬بتحليل‭ ‬البيانات‭ ‬الخام‭ ‬ليجعلها‭ ‬سهلة‭ ‬الوصول‭ ‬وأكثر‭ ‬قيمة‭ ‬للمنظمات،‭ ‬وللقيام‭ ‬بذلك‭ ‬يحتاج‭ ‬عالم‭ ‬البيانات‭ ‬إلى‭ ‬الكثير‭ ‬من‭ ‬المهارات‭ ‬والعلوم،‭ ‬أهمها‭ ‬الرياضيات‭ ‬والخوارزميات،‭ ‬ومعرفة‭ ‬للسلوكيات‭ ‬البشرية،‭ ‬فنتائج‭ ‬عملهم‭ ‬هي‭ ‬المنفعة‭ ‬البشرية‭.‬

مجالات‭ ‬استخدام‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬وتطبيقاته‭ ‬في‭ ‬علم‭ ‬البيانات

إن‭ ‬التطور‭ ‬في‭ ‬علوم‭ ‬الاقتصاد‭ ‬وتكنولوجيا‭ ‬المعلومات‭ ‬والاتصالات‭ ‬أدى‭ ‬إلى‭ ‬زيادة‭ ‬حجم‭ ‬البيانات‭ ‬الرقمية،‭ ‬فعلى‭ ‬المستوى‭ ‬المحلي‭ ‬مثلًا،‭ ‬تشهد‭ ‬المملكة‭ ‬العربية‭ ‬السعودية‭ ‬في‭ ‬عهدنا‭ ‬الحاضر‭ ‬تقدمًا‭ ‬في‭ ‬مجالات‭ ‬البيانات‭ ‬والذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬ومبادراتها،‭ ‬ومنها‭: (‬السعودية‭ ‬الرقمية‭ ‬LEAP‭- ‬AI Summit‭)‬،‭ ‬ومع‭ ‬هذه‭ ‬الكميات‭ ‬الهائلة‭ ‬من‭ ‬البيانات‭ ‬لم‭ ‬تعد‭ ‬وسائل‭ ‬التحليل‭ ‬التقليدية‭ (‬الإحصائية‭ ‬مثلًا‭) ‬قادرة‭ ‬على‭ ‬التعامل‭ ‬معها‭.‬

من‭ ‬أهم‭ ‬مجالات‭ ‬استخدامات‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬وتطبيقاته‭ ‬في‭ ‬علم‭ ‬البيانات‭ ‬في‭ ‬عالم‭ ‬اليوم‭ (‬التنقيب‭ ‬عن‭ ‬البيانات‭ ‬وتحليلها‭ ‬لاتخاذ‭ ‬القرارات‭)‬،‭ ‬ويمكن‭ ‬أن‭ ‬يساهم‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬في‭ ‬ذلك‭ ‬من‭ ‬خلال‭ ‬مراحل،‭ ‬وهي‭:‬

ــ‭ ‬تحديد‭ ‬الحاجة‭ ‬للمعلومة‭:‬‭ ‬حيث‭ ‬يحتاج‭ ‬الباحث‭ ‬هنا‭ ‬لمعرفة‭ ‬جيدة‭ ‬بالقطاع‭ ‬المراد‭ ‬البحث‭ ‬فيه‭.‬

ــ‭ ‬جمع‭ ‬المعلومة‭:‬‭ ‬وهنا‭ ‬يتم‭ ‬البحث‭ ‬عن‭ ‬وسيلة‭ ‬لجمع‭ ‬المعلومة‭.‬

ــ‭ ‬معالجة‭ ‬المعلومة‭: ‬تعتبر‭ ‬معالجة‭ ‬المعلومة‭ ‬أساس‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭.‬

ــ‭ ‬بثّ‭ ‬المعلومة‭:‬‭ ‬من‭ ‬أجل‭ ‬اتخاذ‭ ‬القرار،‭ ‬وهي‭ ‬الخطوة‭ ‬الأخيرة‭ ‬لإعطاء‭ ‬قيمة‭ ‬للمعلومة،‭ ‬وهذا‭ ‬من‭ ‬ضمن‭ ‬أهداف‭ ‬تحقيق‭ ‬القيمة‭ ‬من‭ ‬البيانات‭.‬

ويبقى‭ ‬العامل‭ ‬الرئيس‭ ‬في‭ ‬مقارنة‭ ‬علوم‭ ‬البيانات‭ ‬والذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬هو‭ ‬حالات‭ ‬استخدامها‭.‬

تعلم‭ ‬الآلة‭ ‬هو‭ ‬مجموعة‭ ‬فرعية‭ ‬من‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي،‭ ‬بينما‭ ‬علم‭ ‬البيانات‭ ‬هو‭ ‬مجال‭ ‬متعدد‭ ‬التخصصات‭ ‬لاستخراج‭ ‬المعرفة‭ ‬أو‭ ‬الرؤى‭ ‬من‭ ‬البيانات،‭ ‬ومن‭ ‬حالات‭ ‬الاستخدام‭ ‬التالية‭ ‬يمكننا‭ ‬التمييز‭ ‬بين‭ ‬علم‭ ‬البيانات‭ ‬والذكاء‭ ‬الاصطناعي‭:‬

1‭. ‬علم‭ ‬البيانات‭ ‬هو‭ ‬عملية‭ ‬شاملة‭ ‬تتضمن‭ ‬المعالجة‭ ‬المسبقة‭ ‬والتحليل‭ ‬والتصور‭ ‬والتنبؤ،‭ ‬ومن‭ ‬ناحية‭ ‬أخرى،‭ ‬فإن‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬هو‭ ‬تنفيذ‭ ‬نموذج‭ ‬تنبؤي‭ ‬للتنبؤ‭ ‬بالأحداث‭ ‬المستقبلية‭.‬

2‭. ‬يتكون‭ ‬علم‭ ‬البيانات‭ ‬من‭ ‬تقنيات‭ ‬إحصائية‭ ‬مختلفة،‭ ‬بينما‭ ‬يستخدم‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬خوارزميات‭ ‬الكمبيوتر‭.‬

3‭. ‬الأدوات‭ ‬المستخدمة‭ ‬في‭ ‬علوم‭ ‬البيانات‭ ‬هي‭ ‬أكثر‭ ‬بكثير‭ ‬من‭ ‬تلك‭ ‬المستخدمة‭ ‬في‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي،‭ ‬وذلك‭ ‬لأن‭ ‬علم‭ ‬البيانات‭ (‬Data Science‭) ‬تتضمن‭ ‬خطوات‭ ‬متعددة‭ ‬لتحليل‭ ‬البيانات‭ ‬وتكوين‭ ‬رؤى‭ ‬منها،‭ ‬ومن‭ ‬أمثلة‭ ‬الأدوات‭:‬

‭(‬Informatica‭, ‬IBM‭, ‬Microsoft‭, ‬Talend‭, ‬Oracle‭, ‬Alteryx‭ ‬‮…‬‭. ‬Ets‭ )‬

4‭. ‬يدور‭ ‬علم‭ ‬البيانات‭ ‬حول‭ ‬العثور‭ ‬على‭ ‬الأنماط‭ ‬المخفية‭ ‬في‭ ‬البيانات،‭ ‬ويتعلق‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬بنقل‭ ‬الاستقلالية‭ ‬إلى‭ ‬نموذج‭ ‬البيانات‭.‬

5‭. ‬باستخدام‭ (‬Data Science‭) ‬نبني‭ ‬نماذج‭ ‬تستخدم‭ ‬الرؤى‭ ‬الإحصائية،‭ ‬ومن‭ ‬ناحية‭ ‬أخرى،‭ ‬فإن‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬مخصص‭ ‬لبناء‭ ‬النماذج‭ ‬التي‭ ‬تحاكي‭ ‬الإدراك‭ ‬والفهم‭ ‬البشري‭.‬

6‭. ‬لا‭ ‬ينطوي‭ ‬علم‭ ‬البيانات‭ ‬على‭ ‬درجة‭ ‬عالية‭ ‬من‭ ‬المعالجة‭ ‬العلمية‭ ‬مقارنةً‭ ‬بالذكاء‭ ‬الاصطناعي‭.‬

7‭. ‬يتم‭ ‬استخدام‭ ‬التمثيل‭ ‬الرسومي‭ ‬في‭ ‬علوم‭ ‬البيانات‭ (‬تصور‭ ‬البيانات‭)‬،‭ ‬بينما‭ ‬يتم‭ ‬استخدام‭ ‬خوارزميات‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬وتمثيلات‭ ‬عقدة‭ ‬الشبكة‭ ‬في‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭.‬

8‭. ‬يهتم‭ ‬علم‭ ‬البيانات‭ ‬بالتنقيب‭ ‬عن‭ ‬البيانات‭ ‬ومعالجتها،‭ ‬بينما‭ ‬يهتم‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬بالتحكم‭ ‬الآلي‭.‬

9‭. ‬توفر‭ ‬المناصب‭ ‬الوظيفية‭ ‬في‭ ‬مهنة‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬مجموعة‭ ‬متنوعة‭ ‬من‭ ‬إمكانات‭ ‬العمل‭ ‬في‭ ‬مجال‭ ‬البيانات‭ ‬الضخمة‭ ‬في‭ ‬الشركات‭ ‬الكبرى،‭ ‬وفيما‭ ‬يلي‭ ‬بعض‭ ‬هذه‭ ‬الأدوار‭:‬

ــ‭ ‬محلل‭ ‬بيانات‭.‬

ــ‭ ‬عالم‭ ‬في‭ ‬الروبوتات‭.‬

ــ‭ ‬مهندس‭ ‬في‭ ‬تعلم‭ ‬الآلة‭.‬

ــ‭ ‬مهندس‭ ‬البيانات‭ ‬الضخمة‭.‬

ــ‭ ‬مطور‭ ‬برمجيات‭.‬

ــ‭ ‬مطور‭ ‬ذكاء‭ ‬الأعمال‭.‬

ــ‭ ‬أستاذ‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭.‬

تشمل‭ ‬الأدوار‭ ‬الوظيفية‭ ‬في‭ ‬علوم‭ ‬البيانات‭ ‬الأدوار‭ ‬التالية‭ ‬المدرجة‭ ‬من‭ ‬المهن‭ ‬ذات‭ ‬الأجور‭ ‬الأعلى‭ ‬التي‭ ‬يمكن‭ ‬الوصول‭ ‬إليها‭ ‬في‭ ‬عام‭ ‬2023،‭ ‬وتشمل‭:‬

ــ‭ ‬محلل‭ ‬بيانات‭.‬

ــ‭ ‬مهندس‭ ‬بيانات‭.‬

ــ‭ ‬إحصائي‭.‬

10‭. ‬اللغات‭ ‬الأساسية‭ ‬المستخدمة‭ ‬في‭ ‬علوم‭ ‬البيانات‭ ‬هي‭: (‬Python‭) ‬و‭ (‬R‭) ‬و‭(‬Julia‭) ‬و‭(‬C‭ /‬C‭ ++) ‬و‭(‬JAVA‭) ‬و‭(‬Scala‭)… ‬وما‭ ‬إلى‭ ‬ذلك،‭ ‬بينما‭ ‬تستخدم‭ (‬Haskel Wolfram‭) ‬و‭(‬LISP‭) ‬و‭(‬Prolog‭)… ‬وغيرها‭ ‬الكثير‭ ‬في‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭. ‬ويتم‭ ‬استخدام‭ (‬Python‭) ‬في‭ ‬كل‭ ‬من‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬وعلوم‭ ‬البيانات‭.‬

لذلك‭ ‬نستنتج‭: ‬أن‭ ‬الذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬يلعب‭ ‬دورًا‭ ‬مهمًا‭ ‬في‭ ‬علوم‭ ‬البيانات‭ ‬من‭ ‬خلال‭ ‬تزويده‭ ‬بأدوات‭ ‬متقدمة‭ ‬للتحليل‭ ‬التنبئي‭ ‬المناسب،‭ ‬وتوفير‭ ‬المعلومات‭ ‬المناسبة‭ ‬لهندسة‭ ‬البيانات‭ ‬ليتم‭ ‬تطبيقها‭ ‬على‭ ‬البرامج‭ ‬أيضًا‭.‬

ولذلك‭ ‬فإن‭ ‬علم‭ ‬البيانات‭ ‬هو‭ ‬وظيفة‭ ‬تقوم‭ ‬بتحليل‭ ‬البيانات،‭ ‬والذكاء‭ ‬الاصطناعي‭ ‬هو‭ ‬أداة‭ ‬لإنشاء‭ ‬منتجات‭ ‬أفضل‭ ‬ونقلها‭ ‬باستقلالية‭.‬