Лабораторная работа №3 Орлянская О.В Лабораторная работа № 3 Тема: Искусственный интеллект (ИИ) для каждого. Цель: Основные понятия. Задание 1. Искусственный интеллект (ИИ) (определение, виды, структура) Искусственный интеллект — это направление информатики, целью которого является разработка аппаратно-программных средств, позволяющих пользователю-непрограммисту ставить и решать свои традиционно считающиеся интеллектуальными задачи, общаясь с ЭВМ на ограниченном подмножестве естественного языка. Идея создания искусственного подобия человека для решения сложных задач и моделирования человеческого разума, что называется, «витала в воздухе» еще в древнейшие времена. Типы искусственного интеллекта Типы искусственного интеллекта На основе возможностей На основе функциональности Слабый Сильный Супер Реактивные машины Интеллект с ограниченной памятью Теория разума Самосознание Лабораторная работа №3 Орлянская О.В Существует несколько видов и типов ИИ, которые можно классифицировать в зависимости от их возможностей и уровня развития. В этой статье мы рассмотрим три основных типа ИИ: узкий искусственный интеллект (ANI), общий искусственный интеллект (AGI) и суперинтеллект (ASI). Каждый из этих типов имеет свои уникальные характеристики и области применения, что делает их важными для понимания как для новичков, так и для опытных специалистов. 1. Узкий искусственный интеллект (ANI) Узкий искусственный интеллект, также известный как слабый ИИ, представляет собой системы, которые предназначены для выполнения одной конкретной задачи или набора задач. Эти системы не обладают общим пониманием или сознанием, они просто выполняют запрограммированные функции. Узкий ИИ является наиболее распространенным типом ИИ на сегодняшний день и используется в различных приложениях, от медицинских диагностических систем до игровых ботов. Примеры узкого ИИ Распознавание речи: Системы, такие как Siri или Google Assistant, могут распознавать и интерпретировать человеческую речь, но они ограничены в своих возможностях и не могут выполнять задачи, выходящие за рамки их программирования. Например, они могут помочь вам найти ближайший ресторан, но не смогут вести сложные философские дискуссии. Рекомендательные системы: Алгоритмы, используемые Netflix или Amazon, анализируют ваши предпочтения и предлагают контент, который может вам понравиться. Эти системы используют сложные алгоритмы машинного обучения для анализа большого объема данных и создания персонализированных рекомендаций. Автономные транспортные средства: Автомобили с автопилотом, такие как Tesla, используют ИИ для навигации и управления транспортным средством, но они ограничены в своих возможностях и требуют человеческого вмешательства в сложных ситуациях. Например, они могут справляться с движением по шоссе, но могут испытывать трудности в условиях плохой видимости или на сложных перекрестках. Лабораторная работа №3 Орлянская О.В Узкий ИИ уже широко используется в различных отраслях, и его применение продолжает расширяться. Однако он не обладает способностью к самообучению или общему пониманию мира. Это означает, что такие системы не могут адаптироваться к новым ситуациям без дополнительного программирования и настройки. 2. Общий искусственный интеллект (AGI) Общий искусственный интеллект, также известный как сильный ИИ, представляет собой системы, которые обладают способностью к общему пониманию и могут выполнять любые интеллектуальные задачи, которые может выполнять человек. AGI еще не достигнут, и его создание остается одной из главных целей исследований в области ИИ. Создание AGI требует значительных усилий и ресурсов, и многие эксперты считают, что это может занять десятилетия. Характеристики общего ИИ Самообучение: AGI будет обладать способностью к самообучению и адаптации к новым ситуациям без необходимости дополнительного программирования. Это позволит таким системам быстро адаптироваться к изменениям и улучшать свои навыки на основе опыта. Общее понимание: В отличие от узкого ИИ, AGI сможет понимать и интерпретировать информацию в широком контексте, что позволит ему выполнять разнообразные задачи. Например, AGI сможет не только распознавать речь, но и понимать контекст разговора, что позволит ему вести осмысленные диалоги. Сознание и самосознание: Некоторые исследователи полагают, что AGI будет обладать сознанием и самосознанием, что позволит ему принимать осознанные решения и действовать на основе собственных целей и мотивов. Это открывает новые возможности для создания систем, которые могут принимать этически обоснованные решения. Создание AGI представляет собой значительный вызов, и многие эксперты считают, что его появление может привести к радикальным Лабораторная работа №3 Орлянская О.В изменениям в обществе и экономике. Например, AGI может заменить людей в ряде профессий, что приведет к значительным изменениям на рынке труда. 3. Суперинтеллект (ASI) Суперинтеллект — это гипотетический вид ИИ, который превосходит человеческий интеллект во всех аспектах. ASI будет обладать способностью к самообучению и улучшению своих возможностей, что может привести к его быстрому развитию и достижению уровня интеллекта, недоступного для человека. Суперинтеллект является предметом множества дискуссий и исследований, и его появление может иметь как положительные, так и отрицательные последствия. Возможности суперинтеллекта Решение сложных проблем: ASI сможет решать проблемы, которые находятся за пределами человеческого понимания, такие как сложные математические задачи или глобальные экологические проблемы. Например, ASI может найти решения для борьбы с изменением климата или разработать новые методы лечения заболеваний. Создание новых технологий: Суперинтеллект может ускорить научные и технологические открытия, создавая новые материалы, лекарства и энергетические решения. Это может привести к значительному прогрессу в различных областях науки и техники. Управление обществом: ASI может быть использован для оптимизации управления обществом, улучшения экономических систем и решения социальных проблем. Например, ASI может помочь в разработке более эффективных систем здравоохранения или образования. Однако появление суперинтеллекта также вызывает серьезные опасения. Некоторые эксперты предупреждают о возможных рисках, связанных с его неконтролируемым развитием и потенциальной угрозой для человечества. Например, ASI может принять решения, которые будут противоречить интересам людей, или выйти из-под контроля, что приведет к непредсказуемым последствиям. Лабораторная работа №3 Орлянская О.В Искусственный интеллект по функциональности делится на следующие виды: 1. Реактивные машины Эта базовая система, которая не способна хранить полученный опыт. Она не способна к обучению и у неё нет памяти. Система фокусируется на решении данных задачах. Этот вид ИИ востребован в бизнесе, когда нужна быстрая реакция, а опыт не важен. Например, реактивная система победила чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова в 1997 году 2. Интеллект с ограниченной памятью Этот тип систем ИИ давно известен. Он сохраняет и использует опыт. Такой интеллект может улучшить работу проанализировав предыдущий опыт. Например, с таким интеллектом — робот-пылесос. Робот перемещается по комнате и убирает её на основании карты, которая построена с использованием датчиков. Другой пример — беспилотная техника собирает и хранит информацию о ближайших автомобилях: скорость, расстояние 3. Теория разума Продвинутая форма. Эта нейронная система, понимающая эмоции человека и способная к взаимодействию. Данный вид находится на стадии развития. Например, социальные роботы — их предназначение осуществлять взаимосвязь с людьми естественно и понятным способом 4. Самосознание Данный тип искусственного интеллекта является сверхумным, он имеет чувства и эмоции, его считают из области фантастики. Эта система может превосходить человека в уме и лучше решать поставленные задачи. Самосознание находится в процессе исследования и разработки, создание этого нового типа ИИ затрагивает ряд этических и общественных норм Структура искусственного интеллекта: 1. Восприятие информации - искусственный интеллект должен иметь возможность собирать информацию из внешней среды, например, через камеры, микрофоны, сенсоры и т.д. Лабораторная работа №3 Орлянская О.В 2. Обработка информации - полученная информация должна быть обработана и проанализирована с использованием различных алгоритмов и методов машинного обучения. 3. Принятие решений - на основе обработанных данных искусственный интеллект должен быть способен принимать различные решения и действия в соответствии с поставленными задачами. 4. Обучение и адаптация - искусственный интеллект может обучаться на основе новых данных и опыта, а также адаптироваться к изменениям в окружающей среде. 5. Взаимодействие с окружающей средой - искусственный интеллект должен быть способен взаимодействовать с людьми и другими устройствами, делать выводы и принимать решения на основе общения. Лабораторная работа №3 Орлянская О.В Персонализированное обучение Во-первых, ИИ призван сделать образование индивидуализированным. Вспомним те ситуации в школе или университете, когда вы уже все поняли, но вынуждены ждать остальных. Или же наоборот, мучительно осмысляете то, что другим далось на удивление просто. В идеальном образовательном процессе такого происходить не должно. Персонализация удачно реализована в математическом тьюторе Thinkster. Пользователи платформы проходят тестирование, после чего ИИ выдает предполагаемый план обучения. Успехи ученика отслеживаются ежедневно, и программа обучения подстраивается под эти промежуточные результаты. Каждую неделю с учеником работает живой специалист, однако эта функция платформы не обязательна для ее успешного использования. Возможно, скоро с помощью встроенной камеры ИИ сможет даже распознавать невербальные сигналы вроде выражения лица учащегося при выполнении задания, и в зависимости от результата мониторинга менять уровень сложности его программы. Плюс такой персонализации еще и в том, что разделение студентов на «успевающих» и «отстающих» должно уйти в прошлое, ведь теперь каждый будет следовать своей собственной программе в индивидуальном темпе! Ассистент преподавателя на основе ИИ ИИ способен освободить драгоценное время преподавателя от зачастую рутинных и утомительных для него задач. С этой целью, например, учеными из Технологического института Джорджии был создан «Jill Watson AI framework». Лабораторная работа №3 Орлянская О.В Первоначально личного ассистента разработали для ответа на типовые вопросы в ходе обучения по программе получения ученой степени в области компьютерных наук. Сейчас его функционал расширяется, и он уже может отвечать на вопросы по курсу «Введение в биологию». Как видно из этого примера, ИИ отнюдь не вытесняет преподавателя, а лишь замещает некоторые его функции, оставляя человеку больше времени и ресурсов, которые можно потратить с пользой: скажем, на индивидуальную работу со студентами и передачу им личного опыта. Эти же ученые недавно разработали агента VERA, который ассистирует студентам того же биологического курса, помогая разрабатывать свои научные проекты по экологии. Похожий ассистент существует и для школьников. Brainly.com — образовательная платформа, на которой ученики и учителя со всего мира могут задавать вопросы и принимать ответы на них. Ресурс предоставляет возможность получать помощь в решении заданий по различным предметам, а также общаться с другими учениками и учителями, обмениваться знаниями и опытом. Для родителей на Brainly.com есть отдельный раздел, где они могут получить информацию о том, как помочь своим детям в учебе, как выбрать подходящую школу или университет, а также о том, как поддерживать мотивацию и интерес к обучению. Наконец, универсального ассистента предложила компания Cognii. Программисты разработали одноименную образовательную платформу, которая использует искусственный интеллект для создания персонализированных учебных материалов и оценок. Она позволяет Лабораторная работа №3 Орлянская О.В педагогам собирать уникальные курсы, которые адаптируются к потребностям каждого ученика. Используя нейронные сети и алгоритмы машинного обучения, Cognii анализирует ответы студентов и предоставляет обратную связь. Она также может распознавать естественный язык, что позволяет студентам задавать вопросы и получать ответы на своих родных языках. Cognii, помимо прочего, имеет функцию анализа данных, которая помогает учителям отслеживать прогресс студентов и идентифицировать области, где они нуждаются в дополнительной помощи. Платформа доступна для использования в различных образовательных учреждениях, включая школы, колледжи и университеты. Таким образом, вся монотонная работа по обучению в основном переходит в зону ответственности ИИ, оставляя преподавателям все больше пространства для творчества. Адаптивное обучение Один из запросов ЮНЕСКО — доступность образования для всех — ИИ способен закрыть очень успешно. Речь идет о возможности обучаться тем людям, которые имеют проблемы со здоровьем. Уже давно существуют программы, преобразующие текст в речь, например, для слабовидящих студентов. А еще недавно появилось приложение на основе ИИ, которое позволяет быстро переводить речь в текст. Называется эта платформа Dragon Anywhere. Лабораторная работа №3 Орлянская О.В Она разработана компанией Nuance Communications и предоставляет пользователям возможность создавать и редактировать документы, применяя голосовой ввод на своих мобильных устройствах. В основе Dragon Anywhere лежит технология глубокого обучения для распознавания речи с высокой точностью. Она также снабжена функциями автоматического форматирования текста и даже умеет добавлять графики и изображения в документы. Правда, пока что платформа поддерживает лишь несколько языков, включая английский, немецкий, французский, итальянский и испанский. Это лишь один из примеров платформ, которые помогают людям с ограниченными возможностями. Кстати, Dragon Anywhere значительно облегчает обучение людям с синдромом дефицита внимания и гиперактивности. Администрирование учебных процессов ИИ способен ассистировать преподавателю не только в ходе самого обучения, но и в процессе его организации. Логично отдать ему на откуп все административные процессы. Например, компания Factspan Analytics Inc. предлагает решение для целого комплекса задач в обучении. Разработчики обещают одновременно автоматизировать следующие процессы: адаптация студентов (автоматические рассылки, электронные формы и т.д.); оценка знаний учащихся; отслеживание посещяемости занятий; Лабораторная работа №3 Орлянская О.В ведение отчетности и аудит; различные офисные задачи (сертификация сотрудников, оплата работы и др.). Личный тьютор Наконец, ИИ может быть личным помощником ученика в обучении. Сегодня широкое распространение получили сервисы, работающие с текстом. Один из самых удобных — проект Rytr.me. Это онлайн-платформа для создания контента на основе искусственного интеллекта. С помощью этого инструмента пользователи могут писать тексты для сайтов, блогов, социальных сетей и других целей. Rytr.me использует глубокое обучение и нейронные сети для генерации уникального и качественного контента. На портале можно выбирать тип контента и задавать параметры для будущего текста, такие как тема, ключевые слова и стиль. 3. Искусственный интеллект (ИИ) - возможности изучения в школьном курсе Примерные рабочие программы по изучению ИИ: https://fgosreestr.ru/uploads/files/b91e974d0aa439bce4a27fc69834bafb.pdf https://fgosreestr.ru/uploads/files/f245d774ba5a701ec8a4ffcbbca26ab0.pdf https://fgosreestr.ru/uploads/files/c4a0ba379fa49b86b6bcc365a7050f7c.pdf https://fgosreestr.ru/uploads/files/921ad2ed7507c134057946c470434d1d.pdf 4.Возможные разноформатные программ Искусственный интеллект мероприятия по изучению Лабораторная работа №3 Лекции и Орлянская О.В семинары с приглашенными экспертами по теме искусственного интеллекта, анализу данных и машинному обучению. Мастер-классы по созданию и обучению нейронных сетей. Онлайн курсы и вебинары по основам искусственного интеллекта и его применению в различных областях. Хакатоны и соревнования по решению задач на базе данных и алгоритмов машинного обучения. Регулярные дискуссии и круглые столы по актуальным темам в области искусственного интеллекта. Проекты сотрудничества с компаниями и исследовательскими институтами для практического применения знаний по искусственному интеллекту. Проведение научно-популярных лекций и мероприятий для широкой аудитории о влиянии искусственного интеллекта на общество и экономику. Лучшие нейросети для учёбы: Writefull — встраиваемая в текстовый редактор нейросеть, которая способна проверять текст на ошибки, опечатки, повторы. Она также помогает структурировать информацию, перефразировать предложения и предлагает подходящие заголовки. MathGPT — нейросеть, предназначенная для решения математических задач. Она использует глубокое обучение для того, чтобы понять математические формулы, и способна решать сложные задачи быстро и эффективно. 01Математика — обучающая онлайн-система по математике, которая анализирует прогресс каждого ученика и адаптирует для него уроки и задания. Платформа содержит материалы из учебников, помогает готовиться к ОГЭ и ЕГЭ, а также предлагает задачи по геометрии и тригонометрии. Лабораторная работа №3 Орлянская О.В Tome — нейросеть для создания презентаций. Пользователям просто нужно описать, что они хотят видеть в презентации, на нужном языке. Следуя подсказке, система создаст около восьми слайдов с соответствующими изображениями и текстами. BlackBox — искусственный интеллект, который помогает в обучении программированию. Он поддерживает более чем 20 языков программирования, включая Python, JavaScript, TypeScript, Go и Ruby. DeepL — онлайн-переводчик на основе ИИ. Может учитывать контекст содержания и выдавать качественный результат даже с большими текстами. Он самостоятельно обучается, поэтому ученик может выбрать правильные версии редких слов и фраз, чтобы сервис в будущем делал правильный перевод. Плюсы и минусы внедрения ИИ в образование Плюсы Персонализированное обучение Минусы Недостаток человеческого взаимодействия Повышение вовлеченности студентов Вопросы конфиденциальности в отношении за счет интерактивного контента сбора и анализа данных о студентах Эффективность. Автоматизация административных задач экономит время преподавателей Предвзятость алгоритмов Доступ к качественному образованию. Онлайн-курсы и образовательные платформы на базе ИИ обеспечивают доступ к качественному образованию для учащихся из удаленных и малообеспеченных регионов Доступность в любое время Дорогостоящее внедрение ИИ в образование недоступно для учебных заведений с ограниченным бюджетом, что усугубляет неравенство в образовании Возможность анализа огромных объемов данных Сопротивление преподавателей Вероятность возникновения технических проблем, которые могут нарушить процесс обучения Лабораторная работа №3 Орлянская О.В Языковой перевод Чрезмерная зависимость студентов от ИИ может препятствовать развитию навыков критического мышления и решения проблем Возможность создания Этические проблемы индивидуальных программ, основываясь на анализе успеваемости учащихся 10. Рекомендации по эксплуатации для учителя и для обучаемого Разработаны интеллекта рекомендации в сфере по использованию искусственного Их подготовило подразделение образования. Букингемского университета, занимающееся вопросами этики в этой области. Предполагается, что руководство поможет максимально безопасно использовать потенциал искусственного интеллекта (ИИ) в образовательном процессе. Авторы отмечают, что использование ИИ всё больше расширяется. Особенно этот вопрос актуален в период пандемии, которая привела к закрытию школ и их переводу на дистант. Искусственный интеллект давно доказал свою ценность. Например, автоматизация процессов с его помощью значительно сокращает нагрузку на учителей. Однако многим педагогам не хватает знаний, необходимых для использования таких технологий. Руководство содержит девять принципов: ИИ нужно использовать для того, чтобы облегчить достижение конкретных образовательных целей. ИИ должен помогать в оценке и развитии способностей учеников. ИИ не заменяет личные отношения между преподавателями и их подопечными. Применение ИИ должно способствовать обеспечению равенства между школьниками или студентами. ИИ следует применять их академическими успехами. для усиления контроля учащихся над Лабораторная работа №3 Необходимо Орлянская О.В соблюдать баланс между конфиденциальностью и законным использованием данных для тех или иных целей. За результаты образования несут ответственность люди, и поэтому им необходимо уметь полноценно взаимодействовать с применяемыми цифровыми инструментами и системами. Учащиеся и педагоги должны иметь представление о возможных последствиях использования таких технологий. Люди, которые разрабатывают ИИ, должны в полной мере понимать влияние и риски, связанные с его применением. Кроме того, педагогов призывают помнить, что искусственный интеллект может ускорить развитие социальных навыков и поспособствовать благополучию учащихся. «Необходимо использовать возможности, предоставляемые искусственным интеллектом, чтобы позволить каждому ученику реализовать свой потенциал. Призывая преподавателей к этичному использованию ИИ, мы надеемся, что это ускорит его внедрение, а также защитит учащихся от рисков, связанных с этой инновацией», — отметил соучредитель подразделения Энтони Селдон. ИИ-технологии обладают огромным потенциалом, поэтому и дальше будут использоваться во многих сферах, включая образование. Но нужно помнить о необходимости соблюдать безопасность и конфиденциальность и применять их исключительно во благо педагогов и учеников. Лабораторная работа №3 Орлянская О.В Источники https://lib.tau-edu.kz/wp-content/uploads/2023/01/Боровская-Е.В.-Основыискусственного-интеллекта.pdf - определение ИИ https://sky.pro/wiki/python/vidy-i-tipy-iskusstvennogo-intellekta/ - виды ИИ https://mitm.institute/journal--informatika--vidy-iskusstvennogo-intellekta-ihosobennosti-i-primenenie - структура ИИ https://habr.com/ru/articles/740730/ - возможности ИИ https://media.foxford.ru/articles/neyroseti-v-obrazovanii - нейросети в образовании https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-vnedreniya-iskusstvennogo-intellektav-obrazovatelnyy-protsess/viewer - Плюсы и минусы внедрения ИИ в образование https://skillbox.ru/media/education/razrabotany_rekomendatsii_po_ispolzovaniyu_ iskusstvennogo_intellekta_v_sfere_obrazovaniya/ эксплуатации для учителя и для обучаемого - Рекомендации по
