في أيامي الأولى كطالبة متخرجة ذهبت في رحلة غوص بساحل باهاماس في الحقيقة لم أسبح في محيط من قبل لذا فقد كان الأمر مرعب قليلا أكثر شئ أذكره، هو عندما وضعت رأسي في الماء و كنت أحاول جاهدة أن أتنفس من خلال أنبوب التنفس هذة المجموعة العملاقة من الأسماك المخططة بالأصفر والأسود أتت باتجاهي... و قد تجمتْ ثم، وكأنها قد غيرت رأيها فجأة أتت باتجاهي ثم انحرفت نحو اليمين و ذهبت من حولي لقد كان الأمر مذهلا جدا ربما الكثير منكم مروا بهذه التجربة طبعا، هناك اللون و جماله
In my early days as a graduate student, I went on a snorkeling trip off the coast of the Bahamas. I'd actually never swum in the ocean before, so it was a bit terrifying. What I remember the most is, as I put my head in the water and I was trying really hard to breathe through the snorkel, this huge group of striped yellow and black fish came straight at me ... and I just froze. And then, as if it had suddenly changed its mind, came towards me and then swerved to the right and went right around me. It was absolutely mesmerizing. Maybe many of you have had this experience. Of course, there's the color and the beauty of it,
و لكن كان هناك أيضا هذا الإتحاد التام
but there was also just the sheer oneness of it,
و كأنه لم يكن هناك المئات من الأسماك و إنما كيان واحد مع عقل جماعي موحد هو الذي يتخذ القرارات عندما أنظر إلى الخلف أظن أن تلك التجربة انتهت بلعب دورا هاما في العمل الذي عملت فيه معظم مسيرتي المهنية
as if it wasn't hundreds of fish but a single entity with a single collective mind that was making decisions. When I look back, I think that experience really ended up determining what I've worked on for most of my career.
أنا عالمة حاسوب و المجال الذي أعمل به هو الذكاء الإصطناعي والموضوع الأساسي بالذكاء الإصطناعي هو أن تستطيع فهم الذكاء عبرخلقنا نظمنا الحاسوبية الخاصة التي تعرض الذكاء بالطريقة التي نراها بها في الطبيعة حاليا، وجة نظر الناس للذكاء الإصطناعي تأتي غالبا من الخيال العلمي والأفلام وأنا شخصيا من أكبر المعجبين بـ"حرب النجوم"
I'm a computer scientist, and the field that I work in is artificial intelligence. And a key theme in AI is being able to understand intelligence by creating our own computational systems that display intelligence the way we see it in nature. Now, most popular views of AI, of course, come from science fiction and the movies, and I'm personally a big Star Wars fan.
و لكنه مفهوم يتمحور حول وجهة نظر الإنسان للذكاء عندما تفكر بمدرسة السمك أو عندما أفكر بسرب من طيور الزرزور
But that tends to be a very human-centric view of intelligence. When you think of a fish school, or when I think of a flock of starlings,
ذلك يبدو كأنه ذكاء مختلف للغاية
that feels like a really different kind of intelligence.
أولا، كل سمكة واحدة هي صغيرة جداً
For starters, any one fish is just so tiny
مقارنة بالحجم الهائل للجماعة، لذلك فإنه يبدو أن كل فرد واحد
compared to the sheer size of the collective, so it seems that any one individual
ستكون له نظرة محدودة و ضيقة لما يحدث، و الذكاء ليس حقا حول الفرد و إنما بطريقة ما، فهو ملكية مشتركة للمجموعة نفسها.
would have a really limited and myopic view of what's going on, and intelligence isn't really about the individual but somehow a property of the group itself.
ثانيا، الشئ الذي أراه أكثرهم تميزاً، هو أننا نعرف أنه لا يوجد قادة يراقبون مدرسة الأسماك هذه وبدلاً من ذلك سلوك العقل الجماعي المذهل هذا ينشأ على نحو محض من تفاعلات الأسماك الواحدة مع الأخرى بطريقة ما توجد تلك التفاعلات أو قواعد الاختلاط بين الأسماك المجاورة التي تجعلها تنجح
Secondly, and the thing that I still find most remarkable, is that we know that there are no leaders supervising this fish school. Instead, this incredible collective mind behavior is emerging purely from the interactions of one fish and another. Somehow, there are these interactions or rules of engagement between neighboring fish that make it all work out.
إذاً، السؤال عن الذكاء الإصطناعي يصبح ما هي قواعد الإندماج التي تؤدي لهذا النوع من الذكاء و طبعا، هل يمكننا أن نصنع الذكاء الخاص بنا؟
So the question for AI then becomes, what are those rules of engagement that lead to this kind of intelligence, and of course, can we create our own?
و هذا هو الشيء الأساسي الذي أعمل عليه مع فريقي بالمختبر نعمل عليه عن طريق النظرية ننظر إلى نظم القواعد الصارمة ونفكر في الرياضيات وراءها وأيضا نفحصها من خلال علم الأحياء حيث نعمل مع المختبرين ولكن غالبا ما نفحصها من خلال علم الآليات حيث نحاول أن نبتكر نُظمنا المجمعة التي لها القدرة على عمل الأشياء التي نراها في الطبيعة أو على الأقل نحاول
And that's the primary thing that I work on with my team in my lab. We work on it through theory, looking at abstract rule systems and thinking about the mathematics behind it. We also do it through biology, working closely with experimentalists. But mostly, we do it through robotics, where we try to create our own collective systems that can do the kinds of things that we see in nature, or at least try to.
واحدة من أول المعضلات التي واجهتنا في هذا العمل هي أن نبني مستعمرتنا الخاصة من الآليين آلات بسيطة جدا ولكن يمكن برمجتها لتستقبل الذكاء المُجمَّع وهذا ما تمكننا من عمله وهذا مايبدو عليه آلي واحد هو صغير نوعا ما في حجم عملة ربع - الدولار - ويمكنك برمجة كيف يتحرك ولكن يمكنه أيضا أن يتصل مع الآلات الأخرى لاسلكيا ويمكنه قياس المسافة بينهم فنتمكن من بدء برمجة تفاعل وقانون للاتصال بين المتجاورين منهم في اللحظة التي نحصل فيها على هذا النظام سنتمكن من برمجة أنواع مختلفة من الاتصال ويمكنكم رؤيتها في الطبيعة
One of our first robotic quests along this line was to create our very own colony of a thousand robots. So very simple robots, but they could be programmed to exhibit collective intelligence, and that's what we were able to do. So this is what a single robot looks like. It's quite small, about the size of a quarter, and you can program how it moves, but it can also wirelessly communicate with other robots, and it can measure distances from them. And so now we can start to program exactly an interaction, a rule of engagement between neighbors. And once we have this system, we can start to program many different kinds of rules of engagement that you would see in nature.
فمثلاً، التزامن العشوائي كيف أن الجمهور يصفق وفجأة يبدأ الكل بالتصفيق معا وأن يومض الناموس المضئ معاً يمكننا برمجة قوانين لتشكيل أنماط كيف للخلايا في رابطة أن تحدد الدور الذي ستشغله وأن تشكل تلك الأشكال في أجسامنا يمكننا برمجة قوانين للهجرة وبهذه الطريقة، نحن نتعلم من قوانين الطبيعة
So for example, spontaneous synchronization, how audiences are clapping and suddenly start all clapping together, the fireflies flashing together. We can program rules for pattern formation, how cells in a tissue determine what role they're going to take on and set the patterns of our bodies. We can program rules for migration, and in this way, we're really learning from nature's rules.
ولكن يمكننا أيضا أن نخطو بالأمر خطوة أكبر يمكننا أن نأخذ تلك القوانين؛ التي تعلمناها من الطبيعة ونمزجهم لابتكار سلوكيات مجمعة جديدة تماماً من صنعنا نحن
But we can also take it a step further. We can actually take these rules that we've learned from nature and combine them and create entirely new collective behaviors of our very own.
فمثلا: تخيا أن عندك نوعين من القوانين أول قانون هو قانون الحركة حيث الآلي المتحرك يمكنه الحركة حول آخر موضعي والقانون الثاني قانون نمطي حيث يأخذ الآلي لون، مبني على أساس الأثنين المجاورين له فإذا بدأت بمجموعة من الآليات، في فتصبح تلك القاعدتان كافيتان للمجموعة لتصب قادرة على ترتيب نفسها ذاتياً في نمط خطي وإذا كان عندي قوانين أكثر لأنماط معقدة وصممت قوانين لتصليح الأخطاء، فسنتمكن فعلاً من خلق مجموعات ترتب نفسها ذاتياً وهذا ما ستبدو عليه
So for example, imagine that you had two different kinds of rules. So your first rule is a motion rule where a moving robot can move around other stationary robots. And your second rule is a pattern rule where a robot takes on a color based on its two nearest neighbors. So if I start with a blob of robots in a little pattern seed, it turns out that these two rules are sufficient for the group to be able to self-assemble a simple line pattern. And if I have more complicated pattern rules, and I design error correction rules, we can actually create really, really complicated self assemblies, and here's what that looks like.
فهنا، سترون ألف آلي يعملون معا ليترتبوا ذاتيا لتكوين الحرف "k" "k" على جانبها والشئ المهم أنه لا يوجد شخص مسئول فكل آلي يتحدث فقط مع عدد قليل من الآليين بجواره ويستخدم قوانين الحركة الخاصة به ليتحرك حول البناء نصف المكتمل باحثا عن مكان له بناءاً على قوانين النمط وعلى الرغم من أنه ليس هناك آلي واحد يقوم بمهمته على أكمل وجه القوانين هي أن نجعل المجموعة كلها تصل لهدفها بقوة سوياً وتصبح الصورة كاملةً إلى حدٍ ما تعرفون-- أنكم قد لا تلاحظون حتى أنهم آلات مفردة وتصبح كياناً واحداً نوعاً ما مثل مدرسة الأسماك
So here, you're going to see a thousand robots that are working together to self-assemble the letter K. The K is on its side. And the important thing is that no one is in charge. So any single robot is only talking to a small number of robots nearby it, and it's using its motion rule to move around the half-built structure just looking for a place to fit in based on its pattern rules. And even though no robot is doing anything perfectly, the rules are such that we can get the collective to do its goal robustly together. And the illusion becomes almost so perfect, you know -- you just start to not even notice that they're individual robots at all, and it becomes a single entity, kind of like the school of fish.
تلك هي الآليات والقوانين في بعدين ولكن يمكننا أيضا التفكير ف الآليات والقوانين بأبعادٍ ثلاثة فماذا لو استطعنا صنع آليات يمكنهم البناء سوياً؟ هنا يمكننا أن نستلهم من الحشرات الاجتماعية فإذا فكرنا في النمل الأبيض الباني للتلال او فكرنا في نمل الجيوش فهم يخلقون تصاميم لا تُصَدَق لمستعمراتهم من الطين وربما من أجسامهم وكالمناذج التي رأيتكم إياها من قبل تلك الحشرات عندهم قوانين للأنماط تساعدهم على تحديد ماذا سيبنون ولكن هذه التصاميم يمكن بناءها من حشرات أخرى أو أن تُبنى من الطين ويمكننا استخدام نفس الفكرة لخلق قوانين للآليين
So these are robots and rules in two dimensions, but we can also think about robots and rules in three dimensions. So what if we could create robots that could build together? And here, we can take inspiration from social insects. So if you think about mound-building termites or you think about army ants, they create incredible, complex nest structures out of mud and even out of their own bodies. And like the system I showed you before, these insects actually also have pattern rules that help them determine what to build, but the pattern can be made out of other insects, or it could be made out of mud. And we can use that same idea to create rules for robots.
هنا يمكننا أن نرى محاكاة لبعض لآليين وهذه المحاكاة لها قوانين حركة والتي تتحرك بها عبر البناء باحثةً عن مكان لها ولها قوانين نمطية تنظر من خلالها عبر مجموعة من قطع البناء لتقرر أين ستضع هذه القطعة ومن خلال قوانين الحركة الصحيحة، وقوانين الأنماط الصحيحة يمكننا فعلاً أن نجعل الآليين يبنون أي شئ نريده وبالطبع كل فرد يريد أن يبني برجه الخاص
So here, you're going to see some simulated robots. So the simulated robot has a motion rule, which is how it traverses through the structure, looking for a place to fit in, and it has pattern rules where it looks at groups of blocks to decide whether to place a block. And with the right motion rules and the right pattern rules, we can actually get the robots to build whatever we want. And of course, everybody wants their own tower.
(ضحك)
(Laughter)
فور استنتاجنا لتلك القوانين سيمكننا أن نبني آليين لتتبع تلك القوانين فهنا،يمكنكم رؤية آلي يمكنه تسلق قطع البناء بل أيضاً أن يرفع وينقل تلك القطع ويمكنها البدء في تعديل البناء الأصلي لها ولكن بهذه القوانين يمكنك تخيل شكل واحد فقط لجسم الآلي يمكنك تخيل عدة أشكال لأجسام الآليين فإذا فكرت بآليين يمكنهم تحريك أكياس الرمال ويمنها المساعدة في بناء الأرصفة أو نفكر في آليين مصنوعين من مواد لينة ويعملون معا لدعم مبنى منهار فنفس نوع القوانين في أنواع أجسام مختلفة أو، مثل فريقي، أنت مهووس بنمل الجيوش فربما يوما ما سنتمكن من صنع آليين يمكنهم تسلق أي شئ حتى لو كان فردا آخر من نفس قبيلتهم وأشياء تخرج من أجسامهم تبني نفسها ذاتياً عندما تفهم القوانين تصبح رؤية أنواع مختلفة من الآليين ممكنة
So once we have these rules, we can start to create the robot bodies that go with these rules. So here, you see a robot that can climb over blocks, but it can also lift and move these blocks and it can start to edit the very structure that it's on. But with these rules, this is really only one kind of robot body that you could imagine. You could imagine many different kinds of robot bodies. So if you think about robots that maybe could move sandbags and could help build levees, or we could think of robots that built out of soft materials and worked together to shore up a collapsed building -- so just the same kind of rules in different kinds of bodies. Or if, like my group, you are completely obsessed with army ants, then maybe one day we can make robots that can climb over literally anything including other members of their tribe, and self-assemble things out of their own bodies. Once you understand the rules, just many different kinds of robot visions become possible.
بالعودة إلى رحلة الغوص نحن نفهم الكثير عن القوانين التي تسخدمها مدارس الأسماك فإذا تمكننا من اختراع الأجسام التي تتماشى مع ذلك فربما يكون مستقبلاً فيه نتمكن أن وفريقي من الغوص مع أسماك من صنعنا
And coming back to the snorkeling trip, we actually understand a great deal about the rules that fish schools use. So if we can invent the bodies to go with that, then maybe there is a future where I and my group will get to snorkel with a fish school of our own creation.
كل من هذه النظم التي أريتكم إياها تقرِّبنا من الحصول على أدوات رياضية ومعنوية لصنع نسخنا من القوى الجماعية وهذا سيتيح أنواع كثيرة من التطبيقات المستقبلية سواء نت تفكر في آليين يبنون السدود أو تفكر في خلايا نحل آلية لتلقيح المحاصيل أو مدارس آلية تحت مائية تراقب حركة الشعب المرجانية فإذا وصلنا لمستوى النجوم، ونفكر في برمجة أبراج الأقمار الصناعية في كل هذه النُظُم أن نفهم كيف نصمم قوانين الاتصال وأن نتمكن من خلق قوانين للسلوك الجماعي تصبح مفتاحا لأن نحقق هذه الرؤى
Each of these systems that I showed you brings us closer to having the mathematical and the conceptual tools to create our own versions of collective power, and this can enable many different kinds of future applications, whether you think about robots that build flood barriers or you think about robotic bee colonies that could pollinate crops or underwater schools of robots that monitor coral reefs, or if we reach for the stars and we thinking about programming constellations of satellites. In each of these systems, being able to understand how to design the rules of engagement and being able to create good collective behavior becomes a key to realizing these visions.
حتى الآن، تكلمت عن قوانين الحشرات والأسماك والآليين ولكن ماذا عن القوانين المنطبقة على نظامنا الإنساني؟ الفكرة الأخيرة التي أحب أن أترككم معها هي أن العلم في ذاته، طبعا، مظهر رائع للذكاء الجماعي ولكن على عكس مدرسة الأسماك الرائعة التي أدرسها أشعر أنه مازال أمامنا طريق تطوري أطول بكثير لنسلك لذا بجانب عملنا على تطوير علم الآليين الجماعيين فأنا أعمل أيضاً على خلق آليين والتفكير في قوانين تطور من نظامنا نحن الجماعي هناك قول أحبه: من يقوم بالعلم هو الذي يحدد ما يقوم به العلم تخيل مجتمع عندنا فيه قوانين للاتصال حيث يكبر كل طفل مقتنعاً أنه يمكنه الوقوف هنا وأن يكون التقني المتخصص في المستقبل أو حيث كل بالغ يصدق أن عنده إمكانية ليس فقط الفهم بل التغيير كيف العلم والتكنولوجيا تؤثرعلى حياتهم اليومية كيف سيبدو هذا المجتمع؟ أنا أصدق أنه يمكننا القيام بهذا أؤمن أنه يمكننا أن نختار قوانيننا و نصمم ليس فقط الآليين و إنما نصمم نظامنا الإنسانس الاجتماعي وإذا فعلنا هذا، ومتى فعلناه سيكون شيئا رائعاً
So, so far I've talked about rules for insects and for fish and for robots, but what about the rules that apply to our own human collective? And the last thought that I'd like to leave you with is that science is of course itself an incredible manifestation of collective intelligence, but unlike the beautiful fish schools that I study, I feel we still have a much longer evolutionary path to walk. So in addition to working on improving the science of robot collectives, I also work on creating robots and thinking about rules that will improve our own scientific collective. There's this saying that I love: who does science determines what science gets done. Imagine a society where we had rules of engagement where every child grew up believing that they could stand here and be a technologist of the future, or where every adult believed that they had the ability not just to understand but to change how science and technology impacts their everyday lives. What would that society look like? I believe that we can do that. I believe that we can choose our rules, and we engineer not just robots but we can engineer our own human collective, and if we do and when we do, it will be beautiful.
شكرا لكم.
Thank you.
(تصفيق)
(Applause)