Познайомити учнів із поняттями "штучний інтелект" (ШІ) та його застосуваннями.
Ознайомити з основними технологіями.
Розглянути ChatGPT як приклад ШІ.
Сформувати розуміння можливостей і обмеження сучасних ШІ технологій.
Штучний інтелект (ШІ) — це технологія, що дозволяє комп’ютерам і системам виконувати завдання, які зазвичай потребують людського інтелекту, такі як розпізнавання мови, зображень, аналіз даних, прийняття рішень.
Системи, які використовують ШІ стрімко змінює наше повсякденне життя. Від смартфонів і персональних помічників до автономних автомобілів та складних медичних систем — ШІ активно впроваджується в різні галузі, допомагаючи автоматизувати процеси, аналізувати величезні бази даних і приймати рішення на них.
У своїй основі штучний інтелект імітує людський інтелект: здатність вчитися, розуміти мову, вирішувати проблеми та навіть творити. Ця галузь включає різноманітні технології, такі як машинне навчання, нейронні мережі та обробка природної мови.
У 1950 році англійський учений Алан Тюрінг написав статтю «Обчислювальні машини та інтелект». Він описав процедуру, за допомогою якої можна визначити момент, коли машина зрівняється в плані розумності з людиною. Ця процедура отримала назву «тест Тюрінга».
Тест Тюрінга — емпіричний тест, ідея якого полягає в тому, що людина взаємодіє з одним комп’ютером і однією людиною. На підставі відповідей вона має визначити, з ким розмовляє: з людиною чи комп’ютерною програмою. Завдання комп’ютерної програми — ввести людину в оману, змусивши зробити неправильний вибір.
Слабкий ШІ (або вузький ШІ) — це системи, що спеціалізуються на виконанні конкретних завдань, таких як гра в шахи, розпізнавання облич або рекомендаційні системи, наприклад, на YouTube чи Netflix.
Сильний ШІ (або загальний ШІ) — це гіпотетичний ШІ, здатний виконувати будь-яке завдання на рівні людини, тобто володіє загальним інтелектом. Такий ШІ поки що не створений, але є предметом наукових досліджень.
Комп'ютерний зір (Computer Vision) — це галузь штучного інтелекту, що дозволяє комп'ютерам "бачити", аналізувати та розуміти зображення або відео. Мета комп'ютерного зору полягає в тому, щоб надати комп'ютерам здатність розпізнавати об'єкти, виявляти патерни та розуміти контекст у візуальних даних подібно до того, як це робить людина.
Як працює комп'ютерний зір?
Технологія комп'ютерного зору базується на аналізі цифрових зображень за допомогою алгоритмів машинного навчання і нейронних мереж. Процес розпізнавання зображень складається з кількох етапів:
Захоплення зображення: комп'ютер отримує зображення або відео через камеру чи інший сенсорний пристрій.
Попередня обробка: зображення проходить через фільтри для покращення якості (видалення шумів, покращення чіткості, підвищення контрастності тощо).
Виділення характеристик: алгоритми аналізують зображення і виділяють ключові характеристики, такі як контури, форми, текстури, кольори.
Розпізнавання об'єктів: на основі виділених характеристик, система використовує модель машинного навчання для класифікації об'єктів або виявлення дій (наприклад, розпізнавання облич, ідентифікація транспортних засобів тощо).
Аналіз і прийняття рішень: після розпізнавання система може виконати подальші дії — від автоматичного маркування фото до складніших операцій, як, наприклад, управління транспортом.
Приклади застосування комп'ютерного зору
Розпізнавання облич: системи безпеки на основі комп'ютерного зору можуть розпізнавати обличчя людей, що використовуються для ідентифікації або аутентифікації користувачів (наприклад, Face ID у смартфонах).
Автономні автомобілі: технології комп'ютерного зору використовуються для аналізу дорожньої ситуації. Автомобілі з автопілотом розпізнають об'єкти на дорозі (автомобілі, пішоходів, дорожні знаки), що дозволяє їм приймати рішення в реальному часі.
Медична діагностика: у медицині комп'ютерний зір використовується для аналізу медичних зображень, таких як рентген або МРТ. Це допомагає лікарям у виявленні патологій, наприклад, у ранній діагностиці раку.
Аналіз відео: комп'ютерний зір використовується для аналізу відео у системах відеоспостереження, що дозволяє автоматично виявляти підозрілі дії або відстежувати об'єкти в режимі реального часу.
Агротехніка: дрони з системами комп'ютерного зору використовуються для моніторингу полів, аналізу стану врожаю і виявлення проблем, таких як хвороби рослин або шкідники.
Вплив комп'ютерного зору на майбутнє
Технології комп'ютерного зору постійно розвиваються та знаходять нові сфери застосування. Вони допомагають автоматизувати процеси, підвищувати ефективність і безпеку у багатьох галузях. Наприклад, у торгівлі комп'ютерний зір може використовуватися для аналізу поведінки покупців, а в промисловості — для контролю якості продукції.
Однак важливо також розглядати етичні та соціальні аспекти використання комп'ютерного зору. Це включає питання конфіденційності, захисту даних та потенційних ризиків надмірного контролю за людьми.
Інтелектуальні роботи — це роботи, оснащені штучним інтелектом (ШІ), які здатні самостійно приймати рішення, навчатися та виконувати складні завдання без постійної взаємодії з людиною. Вони поєднують у собі апаратні компоненти, як-от сенсори та механічні елементи, з програмними технологіями, такими як машинне навчання та комп'ютерний зір.
Основні риси інтелектуальних роботів:
Автономність: інтелектуальні роботи здатні працювати без постійного втручання людини, виконуючи завдання на основі алгоритмів і зібраних даних.
Адаптивність: завдяки машинному навчанню роботи можуть навчатися на досвіді, поліпшувати свої дії і адаптуватися до нових умов або змін у середовищі.
Здатність до сприйняття та аналізу інформації: вони обладнані сенсорами, камерами або мікрофонами для сприйняття оточуючого середовища. На основі цих даних робот аналізує ситуацію та приймає рішення.
Інтерактивність: багато інтелектуальних роботів мають здатність взаємодіяти з людьми за допомогою мови, жестів або інших форм комунікації, що дозволяє ефективніше вирішувати завдання в реальному середовищі.
Приклади інтелектуальних роботів
Промислові роботи:
Роботизовані лінії на виробництві: роботи, оснащені інтелектуальними алгоритмами, використовуються на заводах для автоматизації процесів збірки, контролю якості та переміщення матеріалів. Наприклад, роботи на лініях автомобільних заводів Tesla здатні автоматично збирати складні частини автомобіля з високою точністю.
Інспекційні роботи: у небезпечних умовах, таких як нафтові вишки або атомні електростанції, роботи проводять інспекцію обладнання та виявляють проблеми.
Сервісні роботи:
Роботи-пилососи (як Roomba): автономні пристрої, які використовують датчики для навігації по кімнатах, збираючи пил та сміття. Вони здатні навчатися плану приміщення і уникати перешкод.
Гуманоїдні роботи: роботи, такі як Pepper або Sophia, оснащені обробкою природної мови і здатні спілкуватися з людьми, відповідати на запитання і навіть розуміти емоції. Їх використовують у готелях, аеропортах або торгових центрах для взаємодії з клієнтами.
Медичні роботи:
Хірургічні роботи (наприклад, Da Vinci): ці роботи допомагають лікарям виконувати операції з високою точністю та мінімальним вторгненням, що значно знижує ризики для пацієнтів.
Роботи для догляду за пацієнтами: такі роботи можуть допомагати у догляді за літніми людьми або хворими, надаючи їм допомогу вдома, нагадуючи про прийом ліків або вимірюючи життєві показники.
Роботи для дослідження:
Марсоходи (наприклад, Curiosity або Perseverance): ці роботи досліджують поверхню інших планет, збираючи дані та виконуючи наукові експерименти. Вони мають високий рівень автономності, оскільки відстань до Землі не дозволяє їм отримувати швидкі команди від операторів.
Підводні роботи: використовуються для дослідження океанічних глибин, збору зразків і виявлення нових форм життя в екстремальних умовах.
Логістичні роботи:
Склади Amazon використовують армії роботів для переміщення товарів, сортування посилок і підготовки замовлень для відправлення. Такі роботи здатні самостійно навігувати на складах, оптимізуючи час і шлях виконання завдань.
Дрони для доставки: деякі компанії, як Amazon і UPS, експериментують з доставкою товарів за допомогою автономних дронів, які здатні доставити посилки без участі людини.
Технології в основі інтелектуальних роботів
Машинне навчання: дозволяє роботам навчатися з досвіду, поліпшувати свої алгоритми і виконувати нові завдання з часом.
Комп'ютерний зір: роботи використовують комп'ютерний зір для розпізнавання об'єктів, навігації в просторі, уникнення перешкод та взаємодії з оточенням.
Обробка природної мови: дає можливість роботам розуміти і відповідати на людську мову, що є важливим для взаємодії з користувачами.
Навігаційні системи: дозволяють роботам орієнтуватися у складних середовищах, уникаючи зіткнень і будуючи оптимальні маршрути.
Вплив інтелектуальних роботів на суспільство
Інтелектуальні роботи мають величезний потенціал для зміни багатьох аспектів нашого життя. Вони можуть підвищити ефективність виробництва, зменшити ризики для людей у небезпечних умовах, полегшити повсякденні завдання та надати нові можливості для дослідження і взаємодії. Проте, поряд з позитивними змінами, існують і виклики. Це питання автоматизації робочих місць, етичні аспекти використання роботів, а також важливість забезпечення безпеки в робототехнічних системах.
Обробка природної мови (англ. Natural Language Processing, скорочено NLP) — це галузь штучного інтелекту, що вивчає взаємодію між комп'ютерами та людською мовою. Мета NLP полягає в тому, щоб дозволити машинам розуміти, інтерпретувати та генерувати людську мову, як письмову, так і усну. Ця технологія робить можливим створення систем, які можуть взаємодіяти з людьми за допомогою природної мови, що наближає їх до реальної комунікації.
Основні завдання NLP
Розпізнавання мови: процес перетворення звукових сигналів (усного мовлення) у текст. Використовується в голосових помічниках, таких як Siri, Alexa або Google Assistant, які можуть розпізнавати голосові команди і відповідати на них.
Аналіз тексту: процес автоматичного аналізу великих обсягів текстових даних для виділення ключової інформації, тем, емоцій або настроїв у тексті. Це може бути корисно для розуміння думок користувачів у соціальних мережах або аналізу відгуків на продукти.
Генерація тексту: процес автоматичного створення тексту на основі заданого вхідного запиту. Це може бути генерація новин, есе або навіть створення сценаріїв. Модель, як-от ChatGPT, використовує NLP для створення природного тексту у відповідь на запити користувачів.
Переклад тексту: автоматичний переклад з однієї мови на іншу. Системи, такі як Google Translate, використовують NLP для перекладу текстів, включаючи складні структури речень і контекст.
Аналіз настроїв: це процес розпізнавання емоцій або ставлення, вираженого у тексті. Аналіз настроїв використовується, наприклад, для оцінки відгуків клієнтів або соціальних медіа-коментарів щодо продуктів.
ChatGPT — це система на основі штучного інтелекту (ШІ), розроблена компанією OpenAI, що використовує технологію обробки природної мови (NLP) для взаємодії з користувачами в реальному часі. Ця модель базується на архітектурі GPT (Generative Pretrained Transformer) і є однією з найпотужніших систем для генерації тексту та ведення діалогів. ChatGPT може відповідати на запитання, пояснювати складні теми, допомагати в творчих процесах, вирішувати задачі і навіть виконувати деякі спеціалізовані завдання.
Як працює ChatGPT?
ChatGPT — це мовна модель, яка навчається на великій кількості текстових даних з Інтернету та інших джерел. Основою її роботи є кілька ключових компонентів:
Трансформери (Transformer Architecture): це особлива архітектура нейронних мереж, яка дозволяє моделі працювати з текстом, запам'ятовувати послідовність слів та будувати зв'язки між ними. Завдяки трансформерам, ChatGPT може утримувати в пам'яті попередній контекст розмови, що робить діалоги логічнішими та природнішими.
Навчання на текстових даних: модель GPT тренується на великому обсязі даних, що включають книги, веб-сайти, статті, форуми та інші текстові ресурси. Це дозволяє системі отримати загальне розуміння світу та мовних патернів, на яких вона базує свої відповіді.
Самостійне навчання та генерація тексту: коли ви вводите запит у ChatGPT, система не просто шукає готові відповіді. Вона генерує текст в режимі реального часу, будуючи відповіді на основі мовних моделей та ймовірності появи кожного наступного слова в реченні.
Контекстна обробка: ChatGPT запам'ятовує контекст попередніх запитів у рамках однієї сесії, що дозволяє вести послідовні бесіди і повертатися до раніше згаданих тем. Це робить його розмови схожими на діалоги з людиною.
Особливості та можливості ChatGPT
Генерація природного тексту: модель може створювати текст, який схожий на той, що був би написаний людиною. Це включає відповіді на запитання, написання есе, створення діалогів та навіть художніх творів.
Розуміння та пояснення складних концепцій: ChatGPT може пояснити складні теми у доступний спосіб. Наприклад, він може пояснити, що таке квантова фізика або як працює блокчейн, спрощуючи ці поняття.
Інтерактивність: модель здатна взаємодіяти з користувачами через діалог, підтримуючи бесіди на різні теми. Це може бути корисним для освітніх цілей, коли потрібно пояснити або навчити чогось.
Мультифункціональність: ChatGPT може писати коди програмування, допомагати у вирішенні математичних задач, редагувати текст або навіть виконувати творчі завдання, такі як написання віршів або сценаріїв.
Підтримка багатьох мов: модель підтримує багато мов, що дозволяє спілкуватися з користувачами на різних мовах світу. Вона також може здійснювати автоматичний переклад текстів.
Використання ChatGPT у різних галузях
Освіта: ChatGPT використовується як навчальний інструмент для учнів та студентів. Він може допомогти з виконанням домашніх завдань, пояснити нові концепції або навіть діяти як репетитор для вивчення нових предметів.
Бізнес: у бізнесі ChatGPT допомагає автоматизувати взаємодію з клієнтами через чат-боти на веб-сайтах або в мобільних додатках. Він може відповідати на запитання клієнтів, обробляти замовлення або навіть допомагати в аналізі даних.
Медицина: ChatGPT використовується як допоміжний інструмент для лікарів та пацієнтів, допомагаючи швидко знаходити інформацію про захворювання, симптоми або лікування. Також його можуть використовувати для надання порад на початковому рівні або роз'яснення результатів медичних тестів.
Креативні індустрії: письменники, журналісти та художники використовують ChatGPT для генерації ідей, написання статей або створення контенту. Система може бути натхненням для нових творів або виконувати рутинну роботу з обробки текстів.
Програмування: програмісти використовують ChatGPT для написання кодів, виявлення помилок у коді та отримання рекомендацій щодо того, як вирішити певні програмні проблеми.
Переваги ChatGPT
Швидкість і ефективність: модель здатна відповідати на складні питання за лічені секунди, що значно економить час користувачів.
Гнучкість: вона може працювати у різних сферах знань і надавати точні відповіді на запити завдяки великій кількості даних, на яких була навчена.
Безперервне вдосконалення: завдяки постійним оновленням та покращенням, моделі GPT з кожною версією стають точнішими і кращими в обробці даних і спілкуванні з користувачами.
Обмеження ChatGPT
Відсутність спеціалізації: хоча модель може відповідати на широкий спектр запитань, вона не завжди дає найточнішу або найспеціалізованішу відповідь. Вона є загальною і часто потребує уточнення для конкретних завдань.
Фактичні помилки: іноді модель може генерувати відповіді, які не відповідають дійсності, або включати помилкову інформацію, оскільки вона не має доступу до актуальних даних в реальному часі.
Обмежене розуміння контексту: хоча ChatGPT може запам'ятовувати контекст у межах однієї сесії, її здатність розуміти складні, багатоступеневі розмови або глибокі емоційні контексти обмежена.
Етичні питання: як і інші системи ШІ, ChatGPT може бути використаний у шкідливих цілях, наприклад, для створення фейкових новин або шахрайських схем.
Висновок
ChatGPT — це надзвичайно потужний інструмент штучного інтелекту, що здатен автоматизувати, покращувати та полегшувати багато аспектів нашого повсякденного життя. Він дозволяє взаємодіяти з технологіями через природну мову, що робить його універсальним помічником у багатьох сферах — від освіти до бізнесу. Хоча ChatGPT має свої обмеження, його потенціал і здатність до постійного вдосконалення роблять його одним із найперспективніших напрямків розвитку штучного інтелекту.
Перейдіть за посиланням.
Пройдіть реєстрацію.
Створіть запити до нейромережі.
Опрацювати матеріал підручника ст. 16-24.
Виконати практичну роботу.