Johdanto tekoälysovelluksiin

Sana "tekoäly" voi herättää monilla mielikuvan scifi-elokuvista ja -sarjakuvista sekä niissä esiintyneistä roboteista.  Meille milleniaaleille tekoälyä saattaa edustaa nuoruuden hittielokuva Terminator 2 - Tuomiopäivä, jossa tekoälyjärjestelmä Skynet otti haltuunsa ydinaseet ja käynnisti ydinsodan tarkoituksenaan tuhota ihmiskunta. Elokuva oli aikanaan niin suosittu, että se vaikutti monien ihmisten mielikuvaan siitä, mitä tekoälyteknologia on ja millaisen uhan se voi ihmiskunnalle muodostaa.

Dystooppisissa tulevaisuuskuvitelmissa usein esitetty tekoäly edustaa niin kutsuttua yleistä tai vahvaa tekoälyä, joka pystyy oppimaan itsenäisesti ja tekemään päätöksiä ilman ihmisen myötävaikutusta. Vuonna 2022 julkistetut suuren yleisön sovellukset edustavat niin kutsuttua heikkoa tai kapeaa tekoälyä, joka toteuttaa yksittäisiä tehtäviä kuten kasvojen- tai hahmontunnistusta, roskapostisuodatusta tai mainosten kohdentamista. Vahvaa tekoälyä ei ilmeisesti ole vielä pystytty kehittämään, vaikka Googlen LaMDA-mallin kehittyneestä tietoisuudesta on ollut huhuja.   

Tekoäly ei ole uusi innovaatio eikä tuore tieteenala. Käsite "tekoäly" syntyi jo 1950-luvulla, jolloin John McCarthy käytti termiä ensimmäisen kerran Darthmouthin konferenssissa. Tekoälyn kehitys ei kuitenkaan ole ollut tasaisen nousujohteista, vaan sen kehityksen varrelle on mahtunut useita suvantokausia, niin sanottuja tekoälytalvia. Teknologian kehitystä on hidastanut tekoälymallien vaatima laskentateho sekä kehitystyön vaatimat taloudelliset panostukset.  Tekoäly 2020-luvulla on kaukana maailmaa tuhoavasta järjestelmästä, vaan se on ollut osa arkipäiväistä teknologian käyttöämme jo pitkään esimerkiksi hakukoneissa, kohdennetussa mainonnassa, sosiaalisen median kanavissa, toimisto-ohjelmien helppokäyttötyökaluissa ja reittiopastuksissa. Varsinainen läpimurto käyttäjien tietoisuuteen tapahtui kuitenkin vasta loppuvuonna 2022 yllättävässä muodossa: keskusteluchatina. 

Mikä on tekoälyn määritelmä?

Yksinkertaiseen kysymykseen on vaikeaa antaa yksiselitteistä vastausta. Wikipedian mukaan tekoäly on tietokoneohjelma tai tietokone, joka kykenee tekemään älykkäinä pidettäviä toimintoja. Euroopan Parlamentti määrittelee tekoälyn koneen kyvyksi käyttää perinteisesti ihmisen älykkyyteen liitettyjä ominaisuuksia kuten päättelyä, oppimista, suunnittelua ja uuden luomista. Helsingin yliopiston Elements of AI -kurssilla todetaan tekoälyn määrittelyn olevan edelleen ongelmallista, sillä käsitteen määritelmästä ei ole yksimielisyyttä, vaan tekoäly-käsitteen sisältö vaikuttaa muuttuvan aina uuden tekoälyteknologiaa hyödyntävän innovaation syntyessä. Samaisella kurssilla päädytään määrittelemään tekoäly sen ominaisuuksien avulla. Tekoälyä hyödyntävä teknologia on autonomista ja adaptiivista. Tekoälyä hyödyntävä teknologia pystyy suorittamaan tehtäviä ilman jatkuvaa ohjausta ja se voi parantaa suorituskykyään oppimalla kokemuksesta.  Elements of AI -kurssilla esitetyn humoristisen määritelmän mukaan tekoäly tarkoittaisi "juttuja, joihin tietokoneet eivät (vielä) pysty", mistä seuraa se, että tekoälynä aiemmin pidettyä teknologiaa ei sen yleistyessä enää pidetäkään tekoälynä. Näin on käynyt muun muassa reittiohjeistuksille, joita harva käyttäjä osaa pitää tekoälyä hyödyntävänä teknologiana

Mihin tekoälyä käytetään?

Tekoälyteknologioita hyödynnetään monissa arkipäiväisissä palveluissa, kuten älypuhelinten karttasovelluksissa, sosiaalisen median kuva- ja videotoiminnoissa (avatarit, filtterit, kuvanmuokkaus), suosittelualgoritmeissa, digitaalisissa oppimisympäristöissä, asiakaspalveluboteissa, autojen automaattiohjauksessa, markkinoinnin kohdentamisessa, automaattisessa päätöksenteossa ja jopa liikenteenohjauksessa. Vasta generatiiviset tekoälysovellukset ovat tehneet teknologian näkyväksi ja tuoneet sen kaikkien ulottuville. Tässä materiaalissa tutustut sellaisiin generatiivisen tekoälyn tekstiä, kuvia ja videoita tuottaviin sovelluksiin, joita opettaja ja tietyin rajoituksin myös opiskelija voi käyttää omassa työssään suunnittelun, työskentelyn ja opiskelun tukena. 

Tekoäly voi auttaa meitä ratkaisemaan monimutkaisia ongelmia, parantamaan tehokkuutta ja luomaan ja kehittämään uusia ideoita ja ratkaisumalleja. Uudet tekoälysovellukset ovat osoittautuneet kyvykkäiksi suorittamaan inhimillisiä tehtäviä, kuten luovuutta vaativaa ongelmanratkaisua, päättelyä, havainnointia ja asioiden yhdistelyä uutta luoden. On tärkeää muistaa, että tekoäly ei korvaa ihmistä. Vaikka se voi auttaa meitä monin tavoin, inhimillinen älykkyys ja luovuus ovat edelleen ihmisen inhimillisiä ominaisuuksia. Tekoäly voi toimia meidän tukiälynämme ja säästää aikaamme rutiininomaisten tehtävien suorittamisessa. Aitoa sosiaalista vuorovaikutusta ja inhimillistä kohtaamista se ei kuitenkaan korvaa.  

Generatiivinen tekoäly

2020-luvulla teknologiajätit, kuten Microsoft ja Google, ovat kilpaa kehittäneet tekoälysovelluksia ja rahoittaneet niin kutsuttujen suurten kielimallien (Large Language Model, LLM) kehittämistä. Generatiiviset tekoälysovellukset kuten ChatGPT, perustuvat kielimallien toimintaan ja tilastolliseen todennäköisyyslaskentaan. Kielimalleille on opetettu koulutusdatana käytännössä internetin sisältö, jota ne käyttävät tuottamiensa tekstien, kuvien ja videoiden perustana. Generatiivisen tekoälyn toiminta perustuu algoritmeihin ja datan analysointiin, joiden avulla sovellukset voivat tunnistaa kaavoja, ennustaa tuloksia ja tehdä päätöksiä ilman ihmisen suoraa ohjausta. Kun käyttäjä pyytää tekstiä tuottavalta tekoälysovellukselta vastauksen elämän tarkoitukseen, alkaa sovelluksen taustalla armoton laskenta, jonka tuloksena ruudulle tulostuu sanan tai sanan osa kerrallaan vastaus. Tekoäly ei ole päätynyt tähän ajattelemalla, niin kuin ihminen tekisi, vaan laskemalla sen opetusdatasta todennäköisyyksiä ja yhdistämällä sanoja sekä tekstikatkelmia toisiinsa ennustaen seuraavan osan.  

Tekoälysovellus ei ole hakukone

Tekoälyä hyödyntävät chatbotit tuottavat monimutkaisiiin laskelmiin perustuvia vastauksia, joiden muodostuminen on vaikeasti jäljitettävissä. Edes palvelujen kehittäjät eivät pysty avaamaan mallin tuottamien tuotosten perusteita. Keskusteluchatit eivät ole Googlen, Bingin tai Firefoxin tapaan hakukoneita, sillä ne eivät etsi hakusanojen perusteella verkosta osumia. Joillakin keskusteluchateilla on pääsy verkkolähteisiin (esim. Microsoft Copilot, ChatGPT Plus, Googlen Bard), mutta hakutulokset eivät ole läheskään yhtä monipuolisia kuin perinteisissä hakukoneissa. 

Vaikka tekoälysovellukset tarjoavat nopeita ja ytimekkäitä vastauksia, joita on mahdollista hyödyntää oppimisessa ja opettamisessa, on olemassa riski, että kielimallien generoima "tieto" ja tuotos alkaa dominoida tiedonhakua ja -tuottamista. Kielimallit ovat muutamien yhdysvaltalaisten teknologiajättien, yksityisten yritysten luomia tuotteita, joten nämä tuotteet ja niillä generoitu sisältö sekä edustaa että edistää yritysten arvomaailmaa ja tavoitteita. On tärkeää säilyttää tietojärjestelmien ja tietovarantojen monipuolisuus sekä käyttää monipuolisesti erilaisia tietolähteitä oman työnsä tukena. (Giannini 2023, 3.)

Erityisesti vähän puhuttujen kielten, kuten suomen, puhujien on hyvä olla tietoisia tekoälysovellusten toimintaperiaatteista ja niiden kehittämiseen käytetyn opetusdatan määrästä ja laadusta sekä mahdollisista datan sisäisistä vinoumista. Suomenkielisen tausta-aineiston ja opetusdatan niukkuuden voi huomata helposti keskustelemalla tekoälychateissa suomalaisesta kulttuurista, Suomen historiasta ja maantieteestä sekä kielen rakenteista ja sanastosta. Vinoumia on jännittävä bongata keskusteluchatien lisäksi kuvageneroinneista. Kokeile vaikka, millaisia kuvia sovellukset luovat, jos pyydät tekoälysovellusta generoimaan "johtajan", "professorin" tai "opettajan". Stereotyyppiset sukupuoliroolit kumpuavat kielimallien opetusdatasta, joten on hyvä olla tietoinen mallien taustalla vaikuttavista kulttuurisista piirteistä, perinteistä, asenteista ja ideologioista. 

Tekoälysovellukset opetuksessa

Tekoälyteknologiat kehittyvät vauhdikkaasti. Opettajien on tärkeää pysyä ajan hermolla ja ymmärtää uusien teknologioiden toimintaa sekä vaikutusta sekä omaan työhön, osaamistarpeisiin ja työelämän käytänteisiin. Tämän aineiston tavoitteena on tarjota johdanto generatiivisen tekoälyn sovelluksiin, niiden käyttöön ja käyttömahdollisuuksiin. Sovellusten käytössä opetus- ja oppimiskontekstissa täytyy huomioida palveluiden käyttösäännöt, oppilaitosten omat ohjeistukset ja säädökset sovellusten käytöstä sekä GDPR:n mukainen käyttö. Suositeltavaa olisi kokeilla opiskelijoiden kanssa ensisijaisesti sovelluksia, jotka eivät vaadi rekisteröitymistä tai kirjautumista. Tällaisia sovelluksia on myös esitelty tämän oppimateriaalin eri osioissa.

Tekijänoikeudet ja alkuperäisten tekijöiden töiden hyödyntäminen tekoälyjärjestelmien kouluttamiseksi on kysymys, johon ei ole vielä ratkaisua. Tekoälyjärjestelmät käyttävät käyttäjän syöttämää dataa opetusmateriaalina, emmekä voi olla täysin varmoja siitä, miten syöttämämme tietoa käytetään ja kenellä on siihen pääsy. Tämän vuoksi ulkoisen aineiston, esimerkiksi kustannetun ja maksullisesti hankitun aineiston syöttämisessä tekstiä generoiviin tekoälysovelluksiin kehotan käyttämään harkintaa. Tekijänoikeuksiin liittyvää aineistoa on tämän materiaalin neljännessä osiossa. 

Tekoälysovellusten käyttö opetuksessa, erityisesti oppimateriaalin ja opetuksen suunnittelussa sekä toteutuksessa voi tehostaa opettajan työskentelyä, säästää työaikaa, tukea yksilöllisen ja oppijalähtöisen oppimisen mahdollistamista sekä auttaa opettajaa luomaan innovatiivista ja monipuolista oppimateriaalia käytettäväksi opetuksen tukena. Monet sovellukset ovat yksinkertaisia ja intuitiivisia käyttää, joten kynnys teknologian soveltamiseen on matala. 

Toivon, että tästä oppimateriaalista saat ideoita ja ajatuksia omiin kokeiluihisi tekoälysovellusten parissa. 

Lähteet:

Elements of AI. Helsingin yliopisto.

Euroopan parlamentti. Mitä tekoäly on ja mihin sitä käytetään? 20.6.2023. 

Giannini, S. (2023). Generative AI and the future of education. UNESCO.

Hauhio, I. (2022). Kielimallien luovuuden kriteerit. Pro gradu -työ. Helsingin yliopisto. 

TekoälyInfo. Tekoälyn historia. 

Tekoälyn perusteita ja sovelluksia (TIEP1000). Mitä tekoäly on? Jyväskylän yliopisto.