دكتوراه في

يشكل تخطيط الحركة مكوناً أساسياً في تطبيقات الروبوتات، إذ يساعد الروبوتات على اتخاذ قرارات استراتيجية بشأن حركاتها المستقبلية ومتى تنفيذها. ينظر هذا المساق في التقنيات المتقدمة لتخطيط الحركة وتطبيقاتها في مختلف أنواع الروبوتات (مثل الروبوتات الأرضية والجوية والبحرية والشبيهة بالبشر وذراع الروبوت) ويقدم تحليلاً نظرياً معمقاً لهذه الطرق ويعلم الطلاب كيفية تطبيقها من خلال مهام متعددة قائمة على البرمجة.

يشكل هذا المساق مقدمة شاملة إلى الأنظمة متعددة الروبوتات. ويعرّف الطلاب على البحوث المتقدمة في مجال الروبوتات المتعددة من خلال الجمع بين طرق التعليم التقليدية والمحاضرات الدراسية والعمل في المختبرات. يتعلم الطلاب كيفية تطبيق مجموعة من التقنيات مثل العمليات العشوائية والطرق الشبكية النظرية ومفاهيم الهندسة الرياضية ومبادئ التحسين بهدف نمذجة الأنظمة متعددة الروبوتات وتحليلها وتشغيلها.

تزداد أهمية الروبوتات الشبيهة بالبشر مع ارتفاع الطلب على روبوتات الخدمة والروبوتات المساعدة للإنسان. يتطرق هذا المساق المتخصص إلى موضوعات متعددة متعلقة بالروبوتات المتقدمة الشبيهة بالبشر مثل الحركة والديناميكيات والنمذجة والتحكم وتخطيط الحركة والتقاط الأشياء ومناولتها، والإدراك، والتعلم، والتفاعل مع الإنسان. ويقدم مزيجاً من التحليل النظري المعمق لهذه التقنيات والممارسة العملية من خلال المحاكاة والتطبيق على الأجهزة.

تزداد أهمية الروبوتات الشبيهة بالبشر مع ارتفاع الطلب على روبوتات الخدمة والروبوتات المساعدة للإنسان. يتطرق هذا المساق المتخصص إلى موضوعات متعددة متعلقة بالروبوتات المتقدمة الشبيهة بالبشر مثل الحركة والديناميكيات والنمذجة والتحكم وتخطيط الحركة والتقاط الأشياء ومناولتها، والإدراك، والتعلم، والتفاعل مع الإنسان. ويقدم مزيجاً من التحليل النظري المعمق لهذه التقنيات والممارسة العملية من خلال المحاكاة والتطبيق على الأجهزة.

يشكل هذا المساق مقدمة إلى معالجة الهندسة الرياضية ثلاثية الأبعاد، وهي مجال دراسي مهم يجمع بين الرؤية الحاسوبية والرسومات الحاسوبية والهندسة المنفصلة. تزداد أنظمة الرؤية ثلاثية الأبعاد تعقيداً ولم يعد التعرف إلى الأشياء ونمذجتها محدوداً بتمثيلات الخصائص المجرّدة، بل بات يشمل تمثيلات رقمية دقيقة وشبيهة للغاية بالأشياء والبيئات الحقيقية. وفي حين أن معالجة الهندسة الرياضية ثلاثية الأبعاد قد تطورت إلى حد كبير في مجالات المؤثرات البصرية والألعاب التفاعلية، إنها تؤثر أيضاً في مجالات أخرى مثل تقنيات الميتافيرس وعلم الروبوتات والطب الأحيائي والطباعة ثلاثية الأبعاد. تستخدم أنظمة الواقع المعزز/الافتراضي الصور الرمزية (أفاتار) الافتراضية الممسوحة ثلاثية الأبعاد لتمكين التواصل الغامر، فيما تلتقط السيارات ذاتية القيادة البيئة ثلاثية الأبعاد المحيطة بها في الوقت الحقيقي، ويعمل برنامج جوجل إيرث على رقمنة عوالم بأكملها باستخدام بيانات الأقمار الصناعية والبيانات الجغرافية المكانية. هذا وأصبحت الشبكات المضلعية المعيار النموذجي لتمثيل الأسطح ثلاثية الأبعاد مع ظهور المسح ثلاثي الأبعاد وأجهزة استشعار العمق في الوقت الحقيقي وتقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد. يغطي هذا المساق أسس الرياضيات لدراسة الأسطح ثلاثية الأبعاد من وجهة نظر هندسية تفاضلية منفصلة، ويقدم سير عمل المعالجة الهندسية بالكامل: من التقاط البيانات ثلاثية الأبعاد إلى تسوية الشبكات، وإعادة بناء الأسطح، والتمثيل الوسيطي، والمطابقة، وتحليل الأشكال (التماثل والتناظر والمطابقة)، والتوليد القائم على البيانات، والمعالجة التفاعلية، والطباعة ثلاثية الأبعاد. هذا وسيتضمن عرضاً للتطبيقات المهمة والتطورات الأخيرة ذات الصلة في مجال الذكاء الاصطناعي، لا سيما تلك المتعلقة بالتعلم العميق ثلاثي الأبعاد، والنماذج التوليدية العميقة للأشياء ثلاثية الأبعاد، والتصيير الاشتقاقي. وشبيهاً بمعالجة الصور التي تكون مدخلاتها صوراً وفيديوهات ثنائية الأبعاد، تشمل معالجة الهندسة الرياضية ثلاثية الأبعاد معالجة خرائط العمق والسحابات النقطية والشبكات المضلعية والبيانات الحجمية ثلاثية الأبعاد بالإضافة إلى تقنيات متعددة من الجبر الخطي والهندسة التفاضلية ومعالجة الإشارات والتحسين العددي. يشمل هذا المساق تمارين ترميز عملية تهدف إلى فهم الخوارزميات الأساسية لمعالجة الهندسة الرياضية، بالإضافة إلى مشروع مشوق حول التقاط البيانات ومعالجة الهندسة.

ينظر هذا المساق في موضوعات متقدمة في التعلم التعزيزي تم التطرق إليها بسرعة في المساق ROB702. في المرحلة الأولى، يقرأ الطلاب الأدبيات المتقدمة وذات الصلة الحالية ويعدون عروضاً يقدمونها إلى الطلاب الآخرين. وفي المرحلة الثانية، يكتشفون كيفية عمل الطرق المقدمة في البيئات الحاسوبية البسيطة لاكتساب فهم أعمق للتحديات التي تتم مناقشتها.

هذا مقرر للمتخرجين في فرع جديد في مجال تعلم الآلة وهو التعلم المتحد. في التعلم المتحد، يتم تدريب نماذج تعلم الآلة على الأجهزة المحمولة مع محاولة حماية خصوصية بيانات المستخدمين بشكلٍ صريح. ويجمع التعلم المتحد بين تعلم الآلة الموجه، والخصوصية، والحوسبة الموزعة والطرفية، والتحسين، وضغط التواصل، والأنظمة. ينمو هذا المجال الجديد بسرعة ولا تتوفر فيه إلا نتائج نظرية قليلة وأنظمة إنتاج لا تزال في مراحلها الأولية (مثلاً، تينسرفلو المتحد وFedML). يهدف هذا المساق إلى تعريف الطلاب على التطورات والممارسات الأساسية في هذا المجال.

تم، خلال العقود القليلة الماضية، تحقيق تقدم كبير في مجالات تعلم الآلة، والفلسفة، والإحصاء التي يمكنها أن تسهم في حل بعض المشكلات القديمة – الحديثة التي طرحتها القضايا المرتبطة بالعلاقة السببية مثل كشف العلاقة السببية اعتمادا على البيانات الملاحظة (المعروفة بالاكتشاف السببي)، وكيفية استنتاج تأثير التدخلات. وقد أظهرت الدراسات الحديثة أن فهم العلاقة السببية قد يساعد في حل عدد من مشكلات تعلم الآلة والذكاء الاصطناعي – مثل: التعلم بنقل المهارات، والتعلم شبه المُشرف عليه، والتنبؤ خارج التوزيع، والتفكيك، والهشاشة ضد الهجمات. ويركز هذا المساق على فهم العلاقة السببية، وكشف العلاقة السببية من البيانات الملاحظة، واستخدامها لحل مجموعة واسعة من مشكلات التعلم. سيغطي المساق موضوعات مثل النماذج البيانية، الاستدلال السببي، الاكتشاف السببي، والتفكير المضاد للوقائع. كما سيتناول كيفية تعلم التمثيلات السببية، إجراء التعلم بنقل المهارات، وفهم النماذج التوليدية العميقة.

يركز هذا المساق على التطورات الأخيرة في مجال معالجة اللغة الطبيعية ويسعى إلى تنمية مهارات الطلاب لإنجاز البحوث التي تساهم في تطوير هذا المجال. ويرتكز إلى مفاهيم معالجة اللغة الطبيعية المكتسبة في المساق NLP 701، كما يستلزم معرفة مسبقة بالمفاهيم الأساسية في تضمين الكلمات، واستخراج المعلومات وترجمة الآلة.

يركز هذا المساق على موضوعات حديثة في مجال معالجة اللغة الطبيعية ويسعى إلى تنمية مهارات الطلاب لإنجاز البحوث التي تساهم في تطوير هذا المجال.

يركز هذا المساق على التطورات الأخيرة في مجال التعلم العميق لتوليد اللغة الطبيعية. ويرتكز إلى مفاهيم معالجة اللغة الطبيعية، كما يستلزم معرفة مسبقة ببعض المفاهيم الأساسية مثل المحوّلات وترجمة الآلة وتلخيص النصوص.

يركز هذا المساق على التطورات الأخيرة في مجال التعلم العميق لتوليد اللغة الطبيعية. ويرتكز إلى مفاهيم معالجة اللغة الطبيعية، كما يستلزم معرفة مسبقة ببعض المفاهيم الأساسية مثل المحوّلات وترجمة الآلة وتلخيص النصوص.

يعالج الطالب في أطروحة الدكتوراه إشكالية لم يتم حلها بعد، حيث يُطلب منه اقتراح حلول جديدة والمساهمة في المجال المعرفي. ويتابع الطالب هذه الدراسة البحثية بشكل مستقل، بتوجيه من لجنة مشرفة، لمدة ثلاثة أعوام. يُذكر أن بحوث أطاريح الدكتوراه تساعد الخريجين على أن يصبحوا قادة في مجال بحثهم المختار، وذلك من خلال دراسة خاضعة للإشراف الجزئي، ليصبحوا في النهاية باحثين يمكنهم العمل بشكل مستقل أو بالتعاون مع باحثين آخرين لإجراء البحوث المتطورة.

يهدف هذا المساق إلى إعداد الطلاب بما يجعلهم قادرين على إنجاز بحوث ذات قيمة عالية وحل التحديات البحثية العملية من خلال موضوعات بحث مبتكرة ومستدامة وريادية. وتحقيقا لهذه الأهداف، سيتعرف الطلبة على مجموعة من الموضوعات المتخصصة، ومبادئ البحث النزيه وأخلاقياته، والتحديات التنظيمية التي تواجه مختلف التخصصات. كما سيتعلم الطلبة كيفية إعداد مشروعات بحثية تكون مناسبة للتقديم في المؤتمرات أو نشرها في المجلات العلمية. سيقوم الطلاب أيضا بتعلم كيفية تحكيم الأوراق البحثية. وسيقوم المدربون والمحاضرون الضيوف بتناول المواضيع التي يرونها ضرورية لإعداد باحثين ومبتكرين ورواد أعمال متميزين في مجالات الذكاء الاصطناعي.

برنامج تدريبي خاص للدكتوراة (يمتد حتى 4 اشهر)