人工智慧素養教育
網站作者：新北市立江翠國中呂天齡
版本:第一版.第二版第三版第四版
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最新更新時間:2022年7月27日
本網站授權方式:
思考問題:
為何要學習人工智慧AI?
傳統人工智慧與現今人工智慧之差異性為何?
圖片引用:https://medium.com/jameslearningnote/medium-com-jameslearningnote/home
AI生態系地圖
資料引用https://edge.aif.tw/2022firsthalf-ai-map/
人工智慧素養教育課程設計
https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/c000008/detail?ID=48ab47c6-360e-4ff4-be5a-7598198edf9d
一.AI在日常生活的應用(AI in My Daily Life)
思考問題:
提到人工智慧AI.你會想到什麼?(舉例說明AI在日常生活的應用)
二.人類智慧與人工智慧
什麼是人工
人造的意思，並非是自然形成。例如我們每天使用的手機，我們都稱為人工的機器。
什麼是智慧
人類具備的感知、學習、推理邏輯、創造思考及解決問題的能力.所以人類智慧 (Human Intelligence) 就是指我們人類可以有下面這些能力：
什麼是人工智慧
人工智慧 (Artificial Intelligence) 就是希望人工的機器能表現的像人類智慧一樣，可以有能力處理許多事情
圖片引用:師大林育慈教授
活動設計1:《威利在哪裡》
思考問題:
人類智慧與人工智慧有何不同?請寫出你的看法
參考資料:
(1)生理.心理.智力.工作效率......
(2)不同層面比較表
三.發展簡史及分類
1.機器是否會思考?
(1)圖靈
(2)圖靈測試(Turing test)
說明:
2.發展沿革
3.分類
四.AI應用(研究)範疇
(一)電腦視覺(Computer Vision)
EX:
進階研究
YOLO演算法說明
https://aiacademy.tw/yolo-v4-intro/
(二)自然語言處理(Natural Language Processing，NLP)
A.聊天機器人
B.文章生成(詩人小冰)
(三)機器(深度)學習
A.影像去背
B.線稿及上色
教學影片
C.智慧繪圖
EX:the eiffel tower landing on the moon
D.手機鏡頭找物品遊戲(手機平板)
教學影片
E.創造自己的卡通人物
教學影片
(四)語音辨識
(1)雅婷逐字稿(要登入Google帳密)
教學影片
(2)聽音訊找Youtube影片
資料來源:https://ai.foxconn.com/textbook/interactive/audio/index
教學影片
(五)人機互動遊戲
A.井字遊戲
B.檢棍子遊戲
人工智慧概念小結1:
AI從最廣泛的意義上來說：是任何可以自行學習、理解和行動的機器 無所不在的AI:感知、學習、互動、決策、影響 |
甚麼是機器學習?
解說:
資料來源:台南家齊高中李國源老師
實作1-AI for Oceans(桌機及筆電.手機.平板同學)
說明
https://medium.com/ai-for-k12/ai4k12-ai-for-oceans-2257f16dfa86
專有名詞
標籤(Label)：主要目的是讓機器學習資料的正確答案，是監督式學習的核心步驟。
特徵(Feature)：指的是用於建立機器學習模型的屬性，是影響機器學習預測與推論效能的關鍵。
訓練資料(Train Data).測試資料(Test Data)及偏差(Bias):攸關到你的model訓練過程跟預測結果。
實作2-分類遊戲
思考問題:
1.上述遊戲的資料是如何蒐集?
2.程式(電腦)是依據甚麼來分類呢?
https://data.vision.ee.ethz.ch/cvl/datasets_extra/food-101/
3.如何提升分類(辨識)的準確性?
更多練習
https://forums.fast.ai/t/share-your-work-here/96015
實作3-Google機器學習(桌機及筆電)
資料來源:桃園建國國中詹智傑老師
資料集(Dataset)
範例1-貓狗分類
範例2-蘋果分類
人工智慧概念小結2:
資料來源:台南和順國中林信廷老師
Scratch擴充積木與Google Teachineable machine整合
(1)TM2Scratch
範例-剪刀石頭布遊戲
範例-蘋果分類
實作步驟
1.收集資料-資料集(Dataset)
2.訓練模型Teachable Machine
https://teachablemachine.withgoogle.com/
水果分類機器學習的model
https://teachablemachine.withgoogle.com/models/lNW3swNES/
(2)PictoBlox(需註冊)
https://thestempedia.com/product/pictoblox(離線版)
(3)AIBLOX
(4)bDesign
(5)大陸
https://ide.mblock.cc/#/
https://www.kittenbot.cn/
http://mindplus.cc/download.html
(6)機器學習(ML) for Kids
(7)機器學習(ML) for Kids
網站
機器學習專案
https://machinelearningforkids.co.uk/#!/worksheets
教學影片
井字遊戲
教學影片1-專案建立
教學影片2-Scratch擴充AI積木
教學影片3-井字遊戲機器學習-決策樹(高中一年級資訊科技.大學資料結構)
資料來源:分享人:台南和順國中林信廷老師
決策樹在資訊科學的意義-分類器
資料引用:師大資訊教育研究所林育慈教授簡報
1.(標準)深度神經網路DNN(Deep Neural Network)原理
非線性轉換
實務上，我們可以把任何數學函數視為activation function(激發函數)，會用一個σ去代表我們的activation function
常見的Activation Function
sigmoid function
rectified linear unit(ReLU)
正向傳播( forward-propagating)：藉由『張量』(Tensor)計算誤差及損失函數。
反向傳播(Backpropagation)：透過『偏微分』計算梯度，同時，利用『梯度下降法』尋找最佳解。
2.卷積神經網路CNN(Convolutional Neural Network)
3.遞迴神經網路RNN(Recurrent Neural Network)
相關資料:https://junyanz.github.io/CycleGAN/
5.強化式學習RL（Reinforcement learning）
實作1-TensorFlow Playground(遊樂場)(筆電桌機手機平板)
教學影片
教學說明1
實作2:CNN應用
資料引用:政大應用數學系蔡炎龍老師
線上程式整合開發平台(Colab)
(2)Python應用-深度學習
A.政大中學資訊教師增能學分班課程-2021.08.02-03人工智慧深度學習
說明:
TensorFlow 是一個由 Google 開發的機器學習開源函式庫
Keras 是一個用 Python 編寫給神經網路用的高階 API，基本上它也是建構在 TensorFlow 之上
資料引用:
B.中學教師人工智慧教學推廣計畫-桃園建國國中詹智傑老師2020.08
辨識手寫數字
辨識服飾圖片
找出方程式的解
思考問題
1.電腦真的認識0-9的手寫數字嗎？旋轉圖片後，我們仍然認得數字。
2.電腦真的認識10種服飾嗎？旋轉圖片後，我們仍然認得服飾。
3.電腦真的找到方程式了嗎？若Y=X^2，以目前類神經網路，有辦法正確預測y值嗎？
4.建立與訓練類神經網路，有那些主要流程？
如何提高類神經網路的辨識率？可以從那些方向著手？
更多實作
變臉合成
教學影片1
教學影片2
機器人學三定律
科幻作家艾薩克·阿西莫夫（Isaac Asimov）的原因。早在 1940 年代，他就提出了機器人學三定律，在他的機器人系列中指導機器的道德行為：
態度及價值觀教學
思考問題1:
請思考一下人工智慧還有哪一些隱憂的實際例子.並分享如何預防
實際例子:
預防方法:
思考問題2:AI的倫理與道德
從《中庸》的人性觀來看人工智慧的倫理學(投影片) - 王道維的部落格 - udn部落格
https://blog.udn.com/dawweiwang/175637260
思考問題3:隱私權
思考問題4:媒體素養(數位性暴力)
黃捷高嘉瑜淪主角！換臉A片海削1300萬 「小玉」一審重判5年半 | ETtoday社會新聞 | ETtoday新聞雲
https://www.ettoday.net/news/20220721/2299283.htm
思考問題5:偏見(Bias)
思考問題6:機器人三定律
小結:
問題:
人工智慧在未來一定越來越容易就可以使用。如果你有一個發明團隊，團隊裡有寫程式的高手幫你解決所有程式上的問題，你也可以選擇直接用課程一開始時，體驗過的那些提供AI服務的網站的應用，那你會想要利用人工智慧來做什麼，或是改善生活中的什麼問題呢？ |
教育部AI教材-和AI 做朋友
https://market.cloud.edu.tw/list/ai.jsp
國教署AI課程
https://sites.google.com/mail.shmps.kh.edu.tw/shmpsai/%E9%A6%96%E9%A0%81?authuser=0
台北市AI課程
https://www.youtube.com/playlist?list=PLm778hWdXOZmpitrb2A-s4u65QTEkMmCF
https://ono.tp.edu.tw/course/8305/content#/
鴻海教育基金會
https://tech.foxconnfoundation.org/
https://reading.cooc.tp.edu.tw/book_cont/53465
https://www.youtube.com/watch?v=aV-ys3m2eHI
科技部AI前沿科轉/視覺記事
https://www.vidlab.net/
陳擎文教學網：人工智慧概論
https://acupun.site/lecture/ai/index.htm#chp1
台大李宏毅教授
網站
https://speech.ee.ntu.edu.tw/~hylee/
影片
https://youtu.be/nlE1fku110ai3ETDk
https://www.youtube.com/channel/UC2ggjtuuWvxrHHHiaDH1dlQ/videos
筆記
https://datawhalechina.github.io/leeml-notes/#/
台大林軒田教授
影片
https://www.youtube.com/user/hsuantien/videos
https://www.youtube.com/playlist?list=PLXVfgk9fNX2I7tB6oIINGBmW50rrmFTqf
台大陳縕儂教授
https://www.youtube.com/c/VivianNTUMiuLab/playlists
政大應數蔡炎龍教授
高怡宣教授
深度學習發明者楊立昆影片
https://www.bilibili.com/video/BV1Pg4y187iJ?share_source=copy_web
教學網站
https://atcold.github.io/pytorch-Deep-Learning/zh/
史丹佛大學吳恩達教授
AI For Everyone影片
英文
簡中
來台演講
https://www.youtube.com/watch?v=aFDVw8l5v9Q
史丹佛大學李飛飛教授
網站
http://cs231n.stanford.edu/
https://zhuanlan.zhihu.com/p/21930884 (簡中全文翻譯)
影片
https://www.youtube.com/playlist?list=PLC1qU-LWwrF64f4QKQT-Vg5Wr4qEE1Zxk
Fast.AI
http://www.fast.ai
https://github.com/fastai
http://course.fast.ai/
Ver.2
https://www.youtube.com/playlist?list=PLo_tFZGoEZunzmdjzVA6rURKUiA0eV8J3
其他教學資源
