واتسون، کامپیوتری با استعدادهای ادراک‌پذیری، پزشکی و آشپزی!

این مطلب یکی از مجموعه مقالات پرونده ویژه «کاربردهای هوش مصنوعی در زندگی روزمره» است. برای دریافت کل پرونده ویژه اینجا  کلیک کنید.

اختراعات و ابداعات آی‌بی‌ام به‌قدری زیاد و گسترده هستند که در یک جلد کتاب هم ‌نمی‌توان آن‌ها را توصیف کرد. اما پروژه‌های هوش ‌مصنوعی آی‌بی‌ام خود موضوعی جداگانه و مفصل است. آی‌بی‌ام در زمینه هوش ‌مصنوعی دستاوردهای بزرگی داشته و پروژه‌های موفقی را تاکنون به دنیای فناوری عرضه کرده است. اما موضوعی که در این مقاله قصد داریم به‌طور مختصر به آن بپردازیم، پروژه معروف واتسون است. بی‌‌شک، پروژه واتسون برای علاقه‌مندان دنیای فناوری نامی آشنا است و همگان می‌دانند برنامه هوشمند آی‌بی‌ام همچنان بدون رقیب است. شرکت‌های بزرگ و مطرح دنیای فناوری در تلاش هستند تا به قدرتی برسند که واتسون در زمینه هوش‌ مصنوعی به آن دست یافته است. آی‌بی‌ام در صفحه مربوط به واتسون آن ‌را این‌ گونه توصیف می‌کند، «از بیمارستان تا آشپزخانه»؛ واتسون توانایی سنجش زمان و کار را دارد. واتسون گام‌های بلندی را برداشته است که در سراسر صنعت ورود پیدا خواهد کرد. اما برای آن‌که با قدرت واتسون آشنا شوید، ابتدا باید بدانید علوم شناختی چیست و چگونه این علوم باعث افزایش، تسریع و گسترده‌تر کردن تخصص انسان‌ها می‌شوند. اما به‌راستی واتسون قدرت خود را از کجا به دست آورده است؟ واتسون چگونه می‌تواند از عهده پاسخ‌گویی دقیق به پرسش‌ها برآید؟ واتسون در چه شاخه‌هایی از زندگی ما وارد شده است؟ این‌ها پرسش‌هایی هستند که قصد داریم در این مقاله مورد بررسی قرار دهیم.

استعداد
واتسون یک سیستم کامپیوتری هوشمند است که این توانایی را دارد تا به زبان طبیعی به پرسش‌هایی که از او پرسیده می‌شود، پاسخ دهد. این سیستم هوشمند در قالب پروژه DeepQA توسط تیم تحقیقاتی به رهبری دیوید فروسچی طراحی شد. آی‌بی‌ام به پاس قدردانی از نخستین مدیرعامل خود توماس جی واتسون، پروژه خود را واتسون نام نهاد. واتسون در سال 2011 توانست در مسابقه تلویزیونی جئوپاردی که در آن شرکت‌کنندگان باید به‌سرعت و بدون مکث به پرسش‌های اطلاعات عمومی، کشف معنای کلمات و معماها به‌درستی پاسخ دهند، برنده شود. در این مسابقه، برد راتر و کن جنینگ (شرکت‌کنندگانی که در سال‌های گذشته موفق شده بودند جایزه این مسابقات را از آن خود کنند) رقیبان واتسون بودند. واتسون توانست این دو را شکست دهد و جایزه یک میلیون دلاری این برنامه را از آن خود کند. 

هر چند در ظاهر ممکن است بگویید زمانی ‌که یک انسان در مقابل کامپیوتر قرار می‌گیرد، قطعاً کامپیوتر برنده می‌شود، اما این مسابقه یک پیام بسیار مهم را برای ما مخابره کرد. کامپیوترها از این پس توانایی درک آن‌چه را ما به زبان می‌آوریم، دارند. کامپیوترها هرچه به جلو پیش می‌روند، از قدرت درک بالایی برخوردار می‌شوند. به‌طور مثال، اگر به دستیار شخصی سیری بگویید: «من عاشق تو هستم.» او به شما پاسخ می‌دهد: «امیدوارم این جمله را به گوشی‌های دیگر نگفته باشی!» در شب پایانی این مسابقه، آی‌بی‌ام اعلام کرد قرارداد همکاری دوجانبه‌ای را با شرکت نوانس کامیونیکیشنز بسته است که به موجب آن از واتسون در زمینه توسعه و تجاری کردن ظرفیت‌های تحلیل کامپیوترها در صنایع مختلفی همچون پزشکی و سلامت استفاده شود. امروزه ماحصل قرارداد تحقیقی سال 2011 به به‌کارگیری واتسون در صنایع غذایی، پزشکی و حتی بانک‌داری منجر شده است. 

آی‌بی‌ام واتسون را به دنیای پزشکی می‌برد 
آی‌بی‌ام در نظر دارد با همکاری اپل و دیگر شرکای خود واتسون را به دنیای پزشکی وارد کند. البته در فوریه سال 2013، آی‌بی‌ام اعلام کرد برای نخستین بار در نظر دارد نسخه تجاری واتسون را برای تصمیم‌گیری‌های مدیریتی بهتر در اختیار مرکز سرطان‌شناسی مموریال اسلون ـ کترنیک قرار دهد. مانوج ساکسنا، رییس اسبق بخش تجاری پروژه واتسون آی‌بی‌ام، در آن زمان اعلام کرد، 90 درصد کارکنان مرکز مموریال از مشاوره‌های واتسون برای ارائه اطلاعات به بیماران استفاده کرده‌اند. آی‌بی‌ام آینده پزشکی را این ‌گونه پیش‌بینی می‌کند که شبکه‌های گسترده اطلاعات پزشکی به شکلی امن و مطمئن در یک شبکه کلاود ذخیره خواهند شد. همین موضوع باعث شده است تا آی‌بی‌ام به فکر استفاده از ابرکامپیوتر هوشمند واتسون در زمینه تجزیه و تحلیل داده‌ها و طراحی یک سیستم ثبت اطلاعات باشد. سیستمی که به‌صورت یک‌پارچه در اختیار همه سیستم‌های سلامت قرار گیرد. 
آی‌بی‌ام گزارش داده است که یک دپارتمان جدید در دفتر مرکزی خود راه‌اندازی کرده است. فعالیت اصلی این دفتر جدید در زمینه توسعه واتسون در زمینه پزشکی خواهد بود. علاوه بر این، برای آن‌که این دفتر جدید بتواند فعالیت‌های خود را به شکل دقیق انجام دهد، نیازمند داده‌های پزشکی است. بر همین اساس، آی‌بی‌ام دو خرید بزرگ را انجام داده است. خرید نخست به شرکت تجزیه و تحلیل Explorys مربوط است که در حوزه پزشکی فعالیت دارد. این شرکت به بیش از 50 میلیون پرونده پزشکی ثبت شده در ایالات متحده دسترسی دارد. خرید دوم آی‌بی‌ام در ارتباط با شرکت Phytel است. 

امروزه واتسون این توانایی را دارد تا به پرسش‌هایی همچون «چه رابطه‌ای بین پول و طرز فکر انسان‌ها وجود دارد؟»، «راز خوشبختی چیست؟» و «معنای زندگی چیست؟» پاسخ دهد. 

شرکتی که در زمینه خدمات پس از درمان و دریافت بازخوردهای پزشکان و بیماران به فعالیت مشغول است. زمانی که اپل از این اقدام آی‌بی‌ام خبردار شد، ایده جالبی را ارائه کرد. بر اساس این طرح، آی‌بی‌ام و اپل قرارداد یک همکاری دوجانبه را امضا کردند. بر اساس این قرارداد همکاری، اپل برنامه‌های کاربردی ویژه‌ای را طراحی خواهد کرد که مبتنی بر واتسون هستند و درون کیت‌های ResearchKit و HealthKit قرار می‌گیرند، به‌ گونه‌ای که طراحان و توسعه‌دهندگان از آن‌ها در برنامه‌های کاربردی خود استفاده کنند. این ابزارها توانایی جمع‌آوری اطلاعات بهداشتی را خواهند داشت. این‌ کار باعث می‌شود مجموعه عظیمی از آزمایش‌های بالینی به دست آید.
Medtronic، تولیدکننده دستگاه‌های پزشکی، امیداوار است از واتسون برای تسهیل دسترسی به اینترنت اشیا برای دستگاه‌های پزشکی موجود شبیه به دستگاه‌های که در زمینه قلب و دیابت مورد استفاده قرار می‌گیرند، استفاده کند. واتسون در ابتدا تنها اقدام به جمع‌آوری داده‌ها برای استفاده شخصی بیماران می‌کند. اما Medtronic امیدوار است از این داده‌ها برای پیش‌برد درک بهتر دستگاه‌هایی که در بدن انسان کار گذاشته می‌شود، استفاده کند. 
آی‌بی‌ام همچنین در نظر دارد همکاری دوجانبه‌ای را با شرکت تجهیزات پزشکی و داروسازی Johnson & Johnson در زمینه ارائه الگوهای یادگیری ماشینی ارائه کند. بر همین اساس، Johnson & Johnson در نظر دارد از تجزیه و تحلیل‌های واتسون در ارتباط با بیمارانی که از مفصل‌ها و ران‌های مصنوعی استفاده کرده‌اند، بهره‌مند شود. واتسون همچنین نوعی سرویس مراقبت‌های ویژه را در اختیار بیماران قرار خواهد داد تا این بیماران به‌درستی فرآیند ریکاوری را پشت سر نهند. واتسون همچنین توسط کالج پزشکی بیلور (Baylor) برای شناسایی پروتیینی که ممکن است در دارو‌های بیماران وجود داشته باشد، استفاده کرده است. 
اگر واتسون دسترسی بیش‌تری به اطلاعات پزشکی و مراقبت‌های پزشکی داشته باشد، این ظرفیت را دارد تا نسبت به پژوهش‌گران با سرعت بالاتری ارتباط میان اطلاعات را شناسایی کند. اما همچون بسیاری از پروژه‌‌های بزرگ، واتسون با مانع بزرگی به نام حریم خصوصی و امنیت روبه‌رو است. 

واتسون به ادراک‌پذیری رسیده است
امروزه واتسون این توانایی را دارد تا به پرسش‌هایی همچون «چه رابطه‌ای بین پول و طرز فکر انسان‌ها وجود دارد؟»، «راز خوشبختی چیست؟» و «معنای زندگی چیست؟» پاسخ دهد. این‌ها پرسش‌هایی هستند که در مدت زمان طولانی کنفرانس تد مورد بررسی قرار گرفته است و توسط واتسون پاسخ داده شدند. (تد یا Technology Entertainment Design یک سازمان غیر انتفاعی امریکایی است که هر ساله کنفرانس‌های ویژه‌ای را برگزار می‌کند. ماهیت برگزاری این کنفرانس‌ها گرد هم آوردن مدیران شرکت‌های بزرگ فناوری، دانشمندان، هنرمندان، معماران و نظریه‌پردازان رشته‌‌های علمی و کاربردی است. این افراد در این کنفرانس گرد هم آمدند تا درباره معظلات جهان راه‌کارهای خود را ارائه دهند.) در کنفرانس تد امسال، واتسون توانست تنها با یک کلیک به پرسش‌های مفهومی این کنفرانس پاسخ دهد. واتسون را تنها یک سیستم کامپیوتری هوشمند که به دنبال کلمات و دستورات می‌گردد، نمی‌توان توصیف کرد. واتسون سیستم هوشمندی است که به‌مرور زمان همچون انسان‌ها یاد می‌گیرد. واتسون برای آن‌که بتواند در کنفرانس امسال به پرسش‌ها پاسخ دهد، نزدیک به دو هزار سخن‌رانی تد را که بر مبنای محتوا آن‌ها را سازمان‌دهی کرده بوده است، در حافظه خود جای داده بود. واتسون به گونه‌ای طراحی شده است که خود قادر به دریافت و استخراج داده‌های کاربردی مورد نیاز خود است. واتسون این سخن‌رانی‌ها را بر اساس عنوان و بینش سخن‌رانان سازمان‌دهی می‌کند. همین موضوع باعث می‌شود تا کاربران به‌آسانی به آرشیو کنفرانس‌های تد دسترسی داشته باشند. واتسون به کاربران اجازه می‌دهد تا به بیان پرسش‌هایی که ذهن آن‌ها را مشغول کرده بپردازند و سپس در عرض چند ثانیه در قالب کلیپ‌های کوتاهی که از سخن‌رانی‌ها جمع‌آوری کرده است، به آن‌ها پاسخ می‌دهد. به‌طور مثال، زمانی که درباره راز شادی از واتسون سؤال کنید، واتسون مجموعه‌ای از بخش‌های ویدویی کوتاه که در آن سخن‌رانان به دقت به این سؤال پاسخ داده‌اند، به شما نشان می‌دهد (شکل 1). 

 شکل 1: کاربران این توانایی را دارند تا پرسش خود را تایپ کنند و واتسون پاسخ آن‌ها را از 2000 کنفرانس تد بدهد.

در یکی از این ویدیوها دن گیلبرت، روان‌شناس دانشگاه هاروارد، می‌گوید: «راز شادی ابتدا افزایش ثروت، قدرت و اعتبار و در نهایت از دست دادن آن‌ها است.» کاربران با کلیک کردن می‌توانند محتوای کامل ویدیو را مشاهده یا پرسش دیگری را مطرح کنند. همکاری رسمی و حرفه‌ای واتسون و تد از زمستان سال گذشته آغاز شد. زمانی‌ که داریو گیل معاون بخش علم و فناوری آی‌بی‌ام و املی مک مانوس ویراستار تد با یکدیگر ملاقات داشتند.

آی‌بی‌ام در نظر دارد با همکاری اپل و دیگر شرکای خود واتسون را به دنیای پزشکی وارد کند. آی‌بی‌ام آینده پزشکی را این ‌گونه پیش‌بینی می‌کند که شبکه‌های گسترده اطلاعات پزشکی به شکلی امن و مطمئن در یک شبکه کلاود ذخیره خواهند شد. 

آن‌ها در این دیدار بر نقش واتسون و به‌کارگیری توانمندی‌های قدرتمند واتسون در زمینه آرشیو ویدیوهای تد به توافق رسیدند. بعد از این توافق بود که طراحان آی‌بی‌ام پروژه محرمانه‌ای به‌نام «راز سنجاب» را آغاز و شروع به کار با داده‌های تد کردند. نزدیک به دو ماه طول کشید تا یک تیم هشت نفره داده‌های مورد نیاز را جمع‌آوری کنند. کای یانگ، مدیر گروه برنامه واتسون، نتیجه این ‌کار را موتور اکتشاف (Discovery engine) نامید. او در توصیف این توانایی جدید واتسون گفت: «واتسون به شما اجازه می‌دهد تا ایده‌ خود را کشف و ارتباطی را میان آن‌ها ایجاد کنید.  می‌توانیم به‌جای آن‌که خود را به کلمات کلیدی موجود در گفتار سخن‌رانان محدود کنیم، به سمت ایده‌ها و بینش واقعی که در محتوای گفتار سخن‌رانان وجود دارد، وارد شویم.» (شکل 2)

 شکل 2: واتسون توانایی تحلیل سخن‌رانی مخاطبان و شخصیت آن‌ها را بر مبنای محتوای صحبت‌های آن‌ها دارد.

این برنامه اکنون در وضعیت آزمایش آلفا قرار دارد و آی‌بی‌ام انتظار دارد نسخه بتای آن در پایان تابستان سال جاری میلادی آماده شود. اما کاربران می‌توانند با مراجعه به سایت Watson.ted.com در آن ثبت نام کنند و آن‌ را مورد آزمایش قرار دهند. یانگ پیش‌بینی می‌کند که در آینده فناوری واتسون می‌تواند برای پیدا کردن ویدیوهای اینترنتی، مجله‌های دیجیتالی و کلاس‌های آنلاین مورد استفاده قرار گیرد. 

سرآشپز بعدی یک انسان نیست
من واقعاً در خوردن میوه موز مشکل جدی دارم. اجازه دهید آن‌ را توضیح دهم. من یک خوشه موز را با نهایت دقت انتخاب می‌کنم، آن‌ها را روی میز آشپز‌خانه که دید بسیار خوبی دارد قرار می‌دهم. اما به آن‌ها توجهی نمی‌کنم تا وقتی ‌که به رنگ قهوه‌ای درمی‌آیند و دیگر قابل استفاده نیستند. این عادت ناپسند در ارتباط با میوه‌های دیگری همچون خیار، گوجه فرنگی یا اسفناج هم وجود دارد. من واقعاً به میوه موز علاقه دارم، اما تمایلی ندارم به‌طور مرتب این ‌کار را انجام دهم. نمی‌دانم چگونه از دست این مشکل خلاص شوم. بهترین راه‌کار مشاوره با یک سرآشپز ماهر است که به من بگوید چگونه می‌توانم از ترکیب میوه‌ها و مواد غذایی استفاده کنم. من از واستون‌ سرآشپز کمک گرفتم. من فهرستی از میوه‌های مورد علاقه خود را به واتسون دادم و در کمال تعجب و ناباوری مشاهده کردم چه ترکیبات جالبی از این میوه گرم‌سیری به دست می‌آید. 

در یک برنامه مشترک، آی‌بی‌ام با همکاری Bon Appetit موفق شد، یک برنامه سرآشپز قدرتمند را طراحی کند. امروزه نسخه عمومی Chef Watson روی سایت این شرکت در این نشانی در دسترس عموم کاربران قرار دارد. این برنامه به‌ گونه‌ای طراحی شده است تا از روش‌های خلاقانه و غیرمنتظره برای درست کردن مواد غذایی استفاده کند. واتسون به مدت یک سال اقدام به جمع‌آوری اطلاعاتی درباره هنر آشپزی و مهارت‌های پردازش زبان طبیعی خود برای دریافت بینش مناسبی که در جهت تعامل با مخاطبان مورد استفاده قرار می‌گیرد، سپری کرده است، به‌ طوری که بداند چگونه می‌تواند غذاهای خاص را با یکدیگر ترکیب کند. 
برای این منظور، واتسون نزدیک به 9000 دستورالعمل آشپزی را از سایت Bon Appetit دریافت کرده است. این دستورالعمل‌های آشپزی اطلاعات لازم در زمینه الگوهای مواد غذایی و واژه‌های تخصصی را که در این زمینه وجود دارند، در اختیار واتسون قرار داده است. واتسون با ترکیب دستورالعمل‌های غذایی، دانش پزشکی، دانش شیمی و علایق مردم این توانایی را دارد تا ترکیبات غذایی جدیدی را که تاکنون کشف نشده‌اند، در اختیار مردم قرار دهد. راز موفقیت واتسون در زمینه آشپزی به شناسایی روابطی که بین غذاها وجود دارد، باز می‌گردد. 

واتسون به مدت یک سال اقدام به جمع‌آوری اطلاعاتی درباره هنر آشپزی و مهارت‌های پردازش زبان طبیعی خود برای دریافت بینش مناسبی که در جهت تعامل با مخاطبان مورد استفاده قرار می‌گیرد، سپری کرده است.

استیسی ریورا، مدیر سایت Bon Appetit درباره واتسون سرآشپز می‌گوید: «چند وقت پیش واتسون به سردبیر یک مجله آشپزی پیشنهاد داده بود که آجیل را با نوشیدنی خاصی که مصرف می‌کند ترکیب کند. ابتدا فکر کردم این ترکیب ممکن است در افراد ایجاد خفگی کند، اما چند هفته بعد در کمال تعجب مشاهده کردم یک رستوران از همین ترکیب پیشنهادی واتسون استفاده می‌کند. هر چند ترکیب ایده‌آلی نیست، اما به‌درستی پاسخ داد.»

واتسون چگونه کار می‌کند؟
اگر بخواهیم شیوه کارکرد واتسون را بیان کنیم، حداقل به یک جلد کتاب نیازمندیم. اما به زبان بسیار ساده الگوی مورد استفاده در واتسون را در قالب علوم شناختی این ‌گونه می‌توان تشریح کرد. واتسون به‌ گونه‌ای طراحی شده است که همانند آینه‌ای برای انسان‌ها عمل می‌کند. به‌ طوری که فرآیند یادگیری آن شبیه به انسان‌ها است. این یادگیری از قدرت شناخت به دست می‌آید. عاملی که باعث می‌شود این فرآیند در یک چهارچوب شناختی مشترک با انسان‌ها عمل کند، در چهار عامل مشاهده، تفسیر، ارزیابی و تصمیم‌گیری پنهان شده است (شکل 3).

 شکل 3: چهار عاملی که الگوی یادگیری مشابه با یک انسان را در اختیار واتسون قرار می‌دهد.

بر خلاف سیستم‌های کامپیوتری مرسوم، واتسون داده‌‌های خود را از تمام منابع، از گزارش‌های تحقیقی گرفته تا توییت‌ها به دست می‌آورد. همه اطلاعاتی که توسط انسان‌ها برای انسان‌ها تولید می‌شود، توسط واتسون مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این ‌حال، واتسون محدود و مقید به حجم و اندازه نیست و توانایی خواندن میلیون‌ها سند بدون ساختار را در چند ثانیه دارد. 
در مرحله بعد، واتسون اقدام به تفسیر داده‌ها برای ارائه الگوها، ارتباطات و بینش به دست آمده می‌کند. واتسون اطلاعات را پیش‌پردازش و داده‌‌هایی را که به نحو مؤثری با آن‌ها کار می‌کند، سازمان‌دهی می‌کند. اکنون واتسون این داده‌ها را درون خود دارد. در مرحله بعد، برای اطلاعاتی که به ‌دست آورده است، باید از یک کارشناس انسانی کمک بگیرد. این کارشناس انسانی به واتسون آموزش می‌دهد، چگونه می‌تواند اطلاعات به دست آمده را تفسیر کند. اکنون، واتسون آماده است تا انقلابی را در زمینه تصمیم‌گیری‌ها به وجود آورد، به ‌طوری که به کارشناسی تبدیل شود که توانایی به ‌اشتراک‌گذاری تصمیمات را در صنایع مختلف داشته باشد. 

در شرایطی که کارشناسان برای به‌ روز ماندن همواره نیازمند دریایی از اطلاعات هستند، واتسون توانایی درک اطلاعات را دارد، به ‌طوری ‌که شکاف میان دانش ما را با ایجاد پلی پر کند، با این امید که بینش بهتری را در اختیار ما قرار دهد.

علاوه بر این، واتسون توانایی کشف و ارائه پاسخ‌ها و الگوهایی را که ما از وجود آن‌ها اطلاع نداریم، سریع‌تر از هر انسان یا گروهی از افراد خواهد داشت. در ادامه، شبیه به هر متخصصی در حوزه کاری‌اش، واتسون توانایی استفاده از این چهارچوب شناختی را برای تسلط بر یک موضوع و توسعه مهارت‌ها در مقیاسی باورنکردنی خواهد داشت. از طریق تجربه و بازخوردهای معناداری که در طی زمان به دست می‌آورد، این بدنه دانش را به کار می‌برد و از آن برای تصمیم‌گیری استفاده می‌کند. 
در حالی‌ که سیستم‌های محاسباتی متعارف بر پایه قوانین و منطق برنامه‌ریزی شده و یک رویکرد تصمیم‌گیری درختی کار می‌کنند، واتسون از شیوه کارکرد متفاوتی استفاده می‌کند. در شرایطی که کارشناسان برای به‌ روز ماندن همواره نیازمند دریایی از اطلاعات هستند، واتسون توانایی درک اطلاعات را دارد، به ‌طوری ‌که شکاف میان دانش ما را با ایجاد پلی پر کند، با این امید که بینش بهتری را در اختیار ما قرار دهد. با واتسون، اکتشافات، نوآوری‌ها و پیش‌رفت‌ها به‌سرعت اتفاق خواهد افتاد و تصمیم‌گیری‌ها سریع‌تر و با اعتماد به‌نفس بیش‌تری گرفته خواهد شد.