Umělá inteligence

strojové vidění, OpenCV, Python, Lindenmayer systém, robotika, Markov Decision Process

Tradičně, jako každý rok (červen, 2023) jsme si udělali pár zajímavých workshopů a ukázek z oblasti informačních technologií. Věnovali jsme se kombinaci matematiky a programování, počítačovému vidění. Rovněž jsme realizovali jeden uživatelský workshop se zaměřním na  základy umělé inteligence, které byly věnovány celkem tři dny. Důkladně jsme se podívali  AI (artficial intelligence) na zoubek a zkoumali jak moc je inteligentní. Průzkum dostaly na starost naše devaťačky (Eliška a Jana, 9r.). Zjistili jsme, že už umí hodně věcí, v některých oblastech je "chytřejsí" než leckterý člověk. Perfektně zanalyzuje nebo shrne text, na druhou stranu, je někdy děsně "hloupá" - nevyřeší jednoduchou slovní úlohu. Tzn. umělá inteligence je omylná, klidně vám bude tvrdit, že slon je větší než Plejtvák obrovský. Taky si nejsme jistí, zda už si zaslouží označení "umělá inteligence". 

Workshop nám uvedl online přednáškou Jan Tyl, vývojář, analytik, autor digitálního filozofa a zakladatel společnosti Alpha Industries.

S workshopy nám pomáhali naši absolventi, nyní studující na SŠ INFOTECH a VŠ. Díky IFKTV máme videozáznam v Třineckém magazínu.

Otestovali jsem hodně věcí. Náš první workshop na téma AI, byl ještě trochu neuspořádaný, neměli jsme ještě představu jak nám to půjde, ale ten druhý byl už mnohem lepší. Zakončili jsme jej ukázkou zprovoznění vlastního ChatGPT na lokálním počítači. Celkem se všech wsorkshopů zůčastnilo 45 žáků.

Velký dík patří našim mladým lektorům a jejich asistentům, kterými letos byli: Ondřej, František, Samuel, Adam, Radim, Jan a  Jakub

Něco málo ukázek výstupu z našich workshopů.

Umélá inteligence 

Workshopu se účastnili žáci 7 až 9r.

GPT 3 vs GPT 4

AI se velmi rychle vyvíjí. Od listopadu 2022 bylo OpenAI uvolněna aplikace ChatGPT verze 3, pár měsícu nato byla OpenAI uvolněna verze čtyři, a už se mluví o verzi pět. V čem je rozdíl? 

Např. v množství zpracovaných dat, GPT-3 je pouze textová, GPT-4 zvládá obrázky a komplexnější úlohy. Ve verzi 4 lze využít pluginy, které rozšiřují funkcionalitu ChatGPT.

Na obrázku vlevo vidíte  ChatGPT, v němž může uživatel použít GPT-3 nebo GPT-4. Dále je zatržen plugin Wolfram Alpha, který zlěpšuje schopnosti ChatGPT při řešení složitějších matematických výpočtů 

Tyto doplňky si lze doinstalovat v "Plugin storu".

Nutno podotknout, že vyspělejší varianta GPT-4 a použití pluginů je k dispozici pouze platícím zákazníkům. Na obrázku je zobrazena právě tato placená varianta s označením "PLUS".

Aktuální cena činí 20 USD/měsíčně.

Na workshopu jsme si ukázali v čem se tyto verze liší.

Vyzkoušeli jsme různé přístupy k matematickým výpočtům, zobrazovaní funkcí, grafů, atd. Někdy jsme získali přímý výstup ve formě výpočtu, obrázku nebo programový kód ve skriptovacím jazyku Python pro generování grafu.

Bing - chat

Nahlédli jsme i ke konkurenci.

Konkrétně jsme použili Bing-chat od Microsoftu. Používá stejnou technologii jako chatGPT, dokonce jeho modernější variantu GPT-4.

Na rozdíl od ChatGPT je připojen k internetu, je zdarma, ale funguje pouze v prohlížeči Edge od Microsoftu, tzn. např. ve Firefoxu si Bing-chat nespusíte, zatím.

A protože je online! Ve výstupu Vám servíruje odkazy které použil pro generování odpovědi.

V tomto případě jsme se ptali na postup operace lidského srdce.


Role, styly

ChatGPT můžete instruovat, aby se choval podle určité role, nebo aby svou odpověď koncipoval v určitém stylu.

Může vystupovat jako expert na nějakou oblast.

Na obrázku vidíte stejný text jako v předchozím odstavci. Týká se postupu při operaci srdce. 

My jsme chatGPT řekli, aby předchcozí text přeformuloval.

Zadání znělo následovně:

"Převyprávěj text který ti poskytnu v duchu a stylu vyjadřování knihy Osudy dobrého vojáka Švejka za světové války od Jaroslava Haška."

ChatGPT vás může učit, generovat písemné materiály, atd., možností je hodně.

Simulované prostředí

ChatGPT může říct, aby se choval jako nějaké prostředí. 

V tomto případě jsme po něm chtěli aby se choval jako Linux terminál.

Možná si říkáte, k čemu je to dobré?

Např. k tomu, že se s takovým prostředím můžete seznámit, něco se naučit, aniž byste museli takové prostředí někde shánět, v tomto případě instalovat.

Můžeme potvrdit, že simulace je velmi věrohodná.

Na internetu najdete spoustu příkladu jak takového chování dosáhnout.

Analýza dat

Dejte chatGPT k dispozici statistiku a nechte si zpracovat stručný přehled.

AI Vám přehledně vypíše klíčové informace z datasetu, který jste ChatGPT dali k dispozici.

V případě výpisu, který vidíte na obrázku byla ChatGPT poskytnuta data Českého statistického úřadu s údaji o zaměstnanosti v průmyslu dle krajů.

Stačilo stáhnout tabulku, exportovat ji do formátu CSV a data zkopírovat do pole pro textovou zprávu.

AI grafika

AI umí generovat obrázky. K dispozici je několik služeb, které Vám umožní tvořit obrázky pomocí slovního popisu, např. Leonardo.ai, nebo Midjourney.com (ten funguje pouze prostřednictvím Discordu). Důležitý je precizní vyjádření jak má obrázek nebo fotka vypadat. Krom popisů samotné scény, můžete nastavit např. parametry focení (např. jaký fotoaparát použít, včetně nastavení), nebo můžete specifikovat parametry počítačového renderingu. Napadlo nás, že by bylo asi možné se s AI naučit fotit. 


Leonardo.ai

Midjourney.com

Další výstupy generované AI můžete vidět zde: https://photos.app.goo.gl/VBU6WTXi9znJ5g6M6

Umělá inteligenci umí mnoho dalších věcí, na které již v článku nezbylo místo. Jen letmo: videa, hudba, právní pomoc, výzkum, převod textu na řeč a naopak, překlady, apod. V AI vidíme obrovský potenciál a možnosti využití v mnoha směrech. Ignorovat technologii AI už nelze a člověk se s ní bude muset naučit žít.

Vnímat je  třeba i rizika, které AI přináší, nebo spíše rizika digitálních technologí obecně. Zajímavý článek k tématu si můžete přečíst na root.cz (Pandořina skřínka jménem AI otevřena).

Přehlednou implementaci AI můžete najít na stránce futuretools.io. 

Programový přístup k AI

V rámci workshopu jsme odzkoušeli zprovoznit open-source model Llama (minimalistický model, projekt Vicuna) na lokálním počítači s grafikou NVIDIA RTX3080. Účelem bylo ukázat, že i běžný smrtelník může provozovat vlastní AI, pokud má k dispozici odpovídající grafickou kartu.  Taky jsme zkusili trénink jednoduchého AI modelu, ale zde jsme již narazili narazili na omezení výkonu počítače. Nicméně víme, že požité řešení je funkční a v některém dalším workshopu zkusíme náš AI test upravit a znovu zpustit.

Materiály dostupné pro účastníky workshopu (přístupné pouze přes škoní účet):

Počítačové vidění

Seznámili jsme se s opensource knihovnou OpenCV, která se používá pro manipulaci s obrázovou informací v reálném čase. S její pomocí můžete programově rozpoznávat objekty na fotkách, např. lidské postavy, obličeje, stromy, atd. Workshop vedl Radim (9r.), a asistovali mu Adam s Jakubem (SŠ INFOTECH). Workshop byl určen žákům 7 až 9r. Knihovna OpenCv nabízí mnoho funkcí. V rámci dalších ukázek jsme si nastínili jak zpracovat i jiné formáty, např. DICOM pro medicínské zobrazení. Na tohle téma si v budoucnu určitě uděláme další workshopy.

L-systém

Náš tradiční workshopy zaměřený na matematiku a programování. Zájemci získají bleskový úvod k jazyku Python, seznámí se s vývojovým prostředím a naprogramují si minimálně jeden fraktál. Workshopu se účastnili žáci 4 až 6r.

Podrobnosti najdete zde: https://informatika.zszatopkovych.eu/l-system

Úvod do kryptografie

Jak se tvoří klíče, (de)šifruje, ověřují podpisy. Účastníci již základy znají s běžné výuky, navíc si mohli odzkoušet i věci na které v informatice není čas, např. šifrování virtuálního diskového svazku v prostředí Linux. Workshop měl na starosti Franta, náš absolvent, nyní student VUT v Brně a programátor v společnosti Red Hat.

Flask, Fastify, Vue

V dalším workshopu si studenti pod vedením Jakuba a Adama (SŠ INFOTECH) naprogramovali malou aplikaci a prošli si celým cyklem vývoje, od nastavení prostředí, vytvoření jednoduchého backendu a frontendu.

Zdrojový kód z workshopu k dispozici na GitHubu.


Úvod do kryptografie

Jak se tvoří klíče, (de)šifruje, ověřují podpisy. Účastníci již základy znají z běžné výuky, navíc si mohli odzkoušet i věci na které v informatice není čas, např. šifrování virtuálního diskového svazku v prostředí Linux. Workshop měl na starosti Franta, náš absolvent, nyní student VUT v Brně a programátor v společnosti Red Hat. Asistovali Adam s Jakubem (SŠ INFOTECH). Workshopu se účastnili žáci 7 až 9r.

Robotika

Upoutávka na výuku a kroužků robotiky na naší škole pod vedením učitele Martina Vodrady. Žáci si sestavili auto poháněné servomotory a řízené joystikem nebo prostřednictvím tabletu a mikrokontroleru. 

Workshopu se účastnilo 14 žáků 4 a 5r.

Fotogalerie (přístupné pouze přes školní účet).

Harmonogram Workshopů - Červen, 2023

Letos jsme pro děti, ale i učitele pořádáli zajímavé workshopy:

Co nás čeká: tvorba dokumentů, výpočty, analýzy, grafika, expertní módy, limity, rizika, (uživatelsky zaměřené téma),

Pokud jste dočetli až na konec a téma Vás zaujalo a měli byste o workshop na umělou inteligenci zájem, pak se ozvěte na info@zszatopkovych.eu