کمک‌های پیشگامانه ریاضی‌دانان به توسعه هوش مصنوعی/از ریاضی غول ساخته‌اند

خبرگزاری علم و فناوری آنا - حسین بوذری؛ حتماً این جمله را بارها شنیده‌ایم که یک بازیکن فوتبال وقتی قصد پیوستن به تیم‌های استقلال یا پرسپولیس را دارد عنوان می‌کند که از بچگی استقلالی بوده یا پرسپولیسی و دلش برای تیم مورد علاقه‌اش «قنج» می‌رفته است.

با گذشت زمان کاشف به عمل می‌‌آید که آن بازیکن یا فوتبالیست برای دریافت پول بیشتر خواست جایی در دل هواداران آبی یا قرمز باز کند، به همین دلیل پول را به تعصب ترجیح داد.

درباره رشته‌های دانشگاهی هم همینطور، داوطلب کنکوری که علاقه زیادی به رشته‌های علوم پایه دارد، به‌خصوص رشته‌هایی مانند ریاضی، فیزیک، شیمی، علوم زیستی و ... که با وجود جذابیت بسیار بالا اما بازار کار آنچنانی ندارند.

برفرض مثال داوطلبی که از دوران مدرسه علاقه زیادی به رشته ریاضی داشته، اما وقتی با مشاوره‌های متعدد به این نتیجه می‌رسد که باید بین عشق و آینده شغلی دومی را انتخاب کند، به این ترتیب رشته‌های علوم پایه مسیر قهقرا را می‌پیمایند و دیگر خبری از عشق به رشته‌‌ای که داوطلب از کودکی برای تحصیل در آن نقشه کشیده بود و آینده بهشت‌گونه برای خود مصور شده بود نیست.

دیگر مثل گذشته نیست که برخی رشته‌های علوم پایه در دانشگاه آزاد اسلامی خواهان داشته باشند و دانشجویی چشم‌بسته این رشته‌ها را انتخاب کند.

در حال حاضر آینده شغلی اولویت نخست دانشجویان برای انتخاب رشته محسوب می‌شود و رشته‌هایی مدنظر دانشجویان قرار می‌گیرد که آینده شغلی‌شان را تضمین کند.

البته برخی رشته‌های دانشگاهی مانند برق از بهترین رشته‌های مربوط به دانشکده فنی و مهندسی محسوب می‌شود، اما این رشته هم دیگر اشباع شده و خبری از استقبال پرتعداد دانشجویان در این رشته نیست.

رشته‌های علوم پایه زیربنای هر جامعه محسوب می‌شوند و در گذشته دانش‌آموزان مستعد اقدام به انتخاب رشته علوم پایه می‌کردند.

رشته‌های پزشکی و علوم پزشکی جزء رشته‌های پولساز محسوب می‌شوند، به‌همین دلیل والدین دوست دارند فرزندانشان در دوران متوسطه رشته علوم تجربی را انتخاب کنند.

رشته‌هایی مانند ریاضی و فیزیک که زیرمجموعه علوم پایه محسوب می‌شوند بسیار مظلوم واقع شده‌اند و دولت برای ایجاد شغل در این رشته‌ها باید اقدام عاجل صورت بدهد.

به عنوان مثال در رشته فیزیک تعداد دانشجویان در مقایسه با 10 سال گذشته کاهش چشمگیری داشته که یک خطر برای رشته‌های علوم پایه محسوب می‌شود.

خبرنگار گروه آموزش و دانشگاه خبرگزاری علم و فناوری آنا در راستای بررسی وضعیت رشته ریاضی در دانشگاه‌ها و مراکز آموزش عالی و چرایی و چگونگی مقابله با استقبال کم از رشته ریاضی در دانشگاه‌ها با محور هوش مصنوعی گفت‌و‌گویی را با مهدی رجایی عضو هیئت علمی گروه ریاضی، مدیرگروه ریاضی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارومیه و مدیر برنامه‌ریزی آمایش و اقتصاد آموزش استان آذربایجان‌غربی ترتیب داده است که در پی می‌آید:

داوطلبان بی‌توجه به آینده شغلی ریاضی نمی‌خوانند

آنا: همانگونه که مستحضرید استقبال از رشته ریاضی نه‌تنها در دانشگاه‌ها، بلکه در آموزش و پرورش هم کمتر شده، وضعیت این رشته را در جامعه چگونه ارزیابی می‌کنید؟

رجایی: یکی از دغدغه‌های اصلی اعضای هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی به‌خصوص گروه ریاضی و صاحب‌نظران این گروه این است که این رشته و زیرمجموعه‌های آن از بین نروند، قطعاً موضوع اشتغال دغدغه خانواده‌ها و داوطلبان برای انتخاب رشته است.

خیلی کم اتفاق می‌افتد که داوطلبی از روی علاقه و بدون توجه به بازار کار اقدام به انتخاب یک رشته کند، با توجه به اینکه رشته‌های علوم پایه و علوم ریاضی از دیدگاه داوطلبان ورود به دانشگاه ماهیت نظری، نه کاربردی دارند، به داوطلبان اینطور القا شده که این قبیل رشته‌ها در بازار کار جایی ندارند.

این عامل موجب شده تا استقبال از رشته‌های مرتبط با علوم پلایه به شدت ضعیف شود و مشکلات فراوانی برای این رشته‌ها به‌وجود بیاید.

آنا: راهکارتان برای افزایش دانشجو در رشته‌های علوم پایه چیست؟

رجایی: در صورتی که داوطلبان ورود به دانشگاه با کاربردهای مهمی که زیرمجموعه رشته‌های علوم پایه به‌خصوص ریاضی دارد آشنا شوند قطعاً با استقبال اندک اولیه حداقل در وهله نخست جلوی انحلال این قبیل رشته‌ها گرفته خواهد شد.

آنا: با توجه به حرکت کشور و جامعه به سمت هوش مصنوعی و کارویژه اصلی آن که همان رشته ریاضی است چگونه می‌توان این رشته را احیا کرد؟

رجایی: در حال حاضر هوش مصنوعی یکی از مهم‌ترین موضوعات روز جهان به شمار می‌رود و در ایران هم جایگاه هوش مصنوعی بسیار والاتر و مستحکم‌تر می‌شود و بسیاری از جوانان هرچند سطحی با هوش مصنوعی آشنایی دارند.

اگر ترتیبی اتخاذ شود که عملکرد رشته ریاضی در ساختار هوش مصنوعی نشان داده شود تأثیر بسزایی در تبلیغات جذب جوانان به رشته‌های زیرمجموعه علوم ریاضی خواهد داشت.

با مشاوره گرفتن از استادان و صاحب‌نظران حوزه‌های ریاضی و هوش مصنوعی می‌توان افراد را با کاربرد ریاضی در هوش مصنوعی آشنا کرد.

داوطلبان باید بدانند که ریاضی‌دانان کمک‌های پیشگامانه‌ای در توسعه هوش مصنوعی داشته‌اند و پایه‌های نظری هوش مصنوعی هم ایجاد کرده‌اند.

همچنین الگوریتم‌ها، مدل‌ها و روش‌هایی ایجاد کرده‌اند تا دانشجویان را قادر بسازند تصمیم‌گیری آگاهانه انجام دهند، حال می‌توان زمینه‌های ریاضی و پایه‌های آن را برای دانشجویان تشریح کرد.

به‌عنوان مثال جبر خطی پایه‌ای برای الگوریتم‌های هوش مصنوعی است که برای نمایش و دستکاری داده‌ها به کار می‌رود و فعالیت‌هایی مانند بازنشانی تصویر(IMAGE Recommendation)، پردازش و زبان طبیعی (Natural language processing) یا سیستم‌های توسعه (Development systems) را ترسیم می‌کند.

همچنین ریاضی‌دانان پیشرفت‌های قابل توجهی در تئوری بهینه‌سازی داشته‌اند که اساس آموزش و تنظیم دقیق مدل‌های هوش مصنوعی را تشکیل می‌دهد.

بازآفرینی رشته ریاضی بر مبنای کاربردهای روزآمد

آنا: نمونه‌ای از مشارکت‌ها و چالش‌هایی که ریاضی‌دانان در هوش مصنوعی با آن مواجه هستند، چیست؟

رجایی: توسعه ماشین‌های بُردار پشتیبان یا همان (Support vector machines) SVMها هستند که کارشان خوشه‌بندی یا رگرسیون است.

از سویی ریاضی‌دانان با چالش‌های مربوط به داده‌های با ابعاد بالا هم مواجه هستند و تکنیک‌هایی مانند کاهش ابعاد را دارند، به‌خصوص در حوزه Big Data و مواردی دیگری از این دست وجود دارد که می‌توان توضیحات مفصلی درباره آنها داد.

این موضوعات تخصصی در حوزه علوم ریاضی است که شاید کمتر داوطلبی بتواند این موضوعات را درک کند.

آنا: با توجه به استقبال کم از رشته ریاضی در دانشگاه‌ها آیا نیازمند تغییر آیین‌نامه درس ریاضی در دانشگاه‌ها نیستیم؟

رجایی: تغییر آیین‌نامه یک پروسه زمانبر است و اغلب نیاز به توجه مدیران بالادستی دارد که قطعاً درگیر موضوعات اجرایی و ستادی هستند که ممکن است زمان این مدیران را بگیرد.

اما توجه به موضوع تغییر، بازنگری برنامه و محتوای درسی و ایجاد رشته‌های زیرمجموعه علوم ریاضی که بیشتر منطبق بر کاربردهای روزآمد شده است، مانند هوش مصنوعی، هوش مالی یا سایر موضوعات جذاب می‌تواند تأثیرگذار باشد.

بنابراین می‌توان با این تغییرات که فقط گروه علمی ریاضی که تا حدودی هوش مصنوعی را درگیر می‌کند نتیجه دقیق و سریعی گرفت.

به جای اینکه دستاورد ما آیین‌نامه، نظام‌نامه یا بخشنامه باشد که خیلی زمانبر است و شاید افراد و گروه‌های غیرتخصصی درباره آن نظر می‌دهند، باید گروه علمی مرتبط با ریاضی و هوش مصنوعی این وظیفه را برعهده داشته باشد، با این روش نتیجه دقیق‌تر و سریع‌تر به دست خواهد آمد.

آنا: با توجه به پیشرفت‌های علمی جدید در کشور آینده شغلی رشته ریاضی را چگونه ارزیابی می‌کنید؟

رجایی: در حال حاضر توجه ویژه‌ای به علوم جدید مبتنی بر هوش مصنوعی در کشور شده، از سویی نیاز به مدرسان توانمند دروس ریاضی و آمار در آینده احساس خواهد شد.

علاوه بر این، حتی صنایعی که به طور سنتی به علوم مختلف و کلاسیک نیاز دارند، به‌صورت بنیادی وابسته به مبانی نظری علوم ریاضی هستند.

ریاضی فقط «انتگرال» و «مشتقات» نیست

آنا: با این شرایط دانشجویان رشته ریاضی آینده شغلی ضعیفی نخواهند داشت؟

رجایی: شاید به ظاهر دانشجویان رشته ریاضی و سایر رشته‌های مرتبط به علوم پایه آینده شغلی ضعیفی داشته باشند، اما معتقدم که حداکثر تا 10 سال آینده ظرفیت‌ها و پتانسیل‌های خوبی برای فارغ‌التحصیلان رشته ریاضی ایجاد خواهد شد، چه به‌لحاظ کارکرد در صنعت و چه مدرسان مدرسه، دانشگاه و استفاده از علوم ریاضی برای پیشرفت در هوش مصنوعی.

آنا: لطفاً بیشتر توضیح دهید.

رجایی: دانشجویان رشته ریاضی باید بدانند که بدون داشتن اطلاعات بنیادی ریاضی در هوش مصنوعی تنها می‌توانیم مصرف‌کننده خوبی باشیم و نخواهیم توانست تولیدکننده یا حتی صادرکننده باشیم.

اگر این سؤال در افراد به‌وجود بیاید که چنین پایه‌های نظری در هوش مصنوعی که بر پایه ریاضی است، وجود دارد، قطعاً می‌توان افراد را تشویق کرد به سمت هوش مصنوعی حرکت کنند.

آنا: به‌عنوان سؤال پایانی دلیل استقبال کم از رشته ریاضی را چه می‌دانید؟

رجایی: از ابتدا در مدارس برخی والدین از ریاضی غول می‌سازند، به اینصورت که داوطلبان وقتی به زمان انتخاب رشته در دانشگاه می‌رسند در وهله نخست خیال می‌کنند ریاضی یک رشته سنگینی است، از سویی فکر می‌کنند باید معادلات ریاضی مانند انتگرال، مشتقات و ... را بخوانند، بنابراین به رشته ریاضی بی‌علاقه می‌شوند و وقتی مباحث قدری سنگین می‌شود فکر می‌کنند ریاضی به این مباحث بازمی‌گردد.

با این شرایط طبیعتاً استقبال از رشته ریاضی کمتر می‌شود.

آنا: برای استقبال بیشتر داوطلبان از رشته ریاضی تبلیغات را مؤثر می‌دانید؟

رجایی: امروزه تبلیغات به‌صور ساده‌سازی می‌تواند اثربخشی بسیار بالایی داشته باشد، به‌عنوان مثال باید از نخبگان و اساتید ریاضی که دارای خلّاقیت‌هایی هستند، خواسته شود که به‌طور عملی کاربردهای متنوع ریاضی را در حوزه‌های به‌ زبان همه‌فهم تفسیر و تشریح کنند.

از سویی می‌شود فرصت‌های شغلی گوناگون را به دانشجویان رشته ریاضی نشان داد و به‌طور آماری تعداد فرصت‌های شغلی که در آینده ایجاد می‌شود و تعداد دانشجویان حاضر در رشته ریاضی نمایش داده شود.

مانند بازار عرضه و تقاضا به دانشجویان رشته ریاضی بگوییم که در آینده بازار کار بسیار خوبی برای فارغ‌التحصیلان این رشته به وجود خواهد آمد.

آنا: از منظر کاربردی چطور می‌شود دانشجویان را به سمت گرایش به رشته ریاضی سوق داد؟

رجایی: با درنظر گرفتن مرزهای نوظهور پژوهش، تقویت همکاری‌های بین‌رشته‌ای و توسعه چارچوب‌های ریاضی توانمند، ریاضی‌دانان خواهند توانست هوش مصنوعی را به ارتفاعات و بلندی‌های بی‌سابقه‌ای سوق دهند و پتانسیل کامل آن را برای بهبود جامعه باز کنند.

آنا: در پایان اگر صحبتی مانده که در سؤالات به آن پرداخته نشده، بفرمایید.

رجایی: ادغام ریاضیات با هوش مصنوعی نه‌تنها راه‌حل‌های جدیدی را برای اکتشافات علمی باز می‌کند، بلکه کاربردهای عملی و مراقبات بهداشتی، مالی، رباتیک و سایر حوزه‌ها را ممکن می‌سازد.

پیوند ریاضیات و هوش مصنوعی این قدرت را دارند که صنایع را متحول کرده و کیفیت زندگی را بهبود بخشیده و نوآوری را تقویت و هدایت کنند.

این سوژه‌ای که شما پیگیری کردید (عدم استقبال از رشته ریاضی در دانشگاه‌ها) آنقدر برای من مهم بود مه تلاش کردم زمانی را برای پاسخ به سؤالات اختصاص دهم، امیدوارم دغدغه‌ای که شما مطرح کردید با پاسخ‌های من ثمربخش بوده باشد.