Урок "Поняття про штучний інтелект, інтернет речей, Smart-технології та технології колективного інтелекту"

РОЗДІЛ 1. ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ В СУСПІЛЬСТВІ

Онлайн – урок з предмета Інформатика

 

Тема уроку: Поняття про штучний інтелект, інтернет речей, Smart-технології та технології колективного інтелекту.

Мета уроку:

•                     формування ключових компетентностей:

•          розуміння ролі інформатики та ІКТ у сучасному суспільстві, наукових основ інформатики, фундаментальних понять створення й опрацювання повідомлень, принципів побудови й функціонування засобів ІКТ;
•          уміння аналізувати прості інформаційні процеси в суспільстві та техніці, будувати інформаційні моделі об’єктів і процесів;
•          уміння безпечно працювати з комп’ютерним і комунікаційним обладнанням, використовувати засоби захисту даних;
•          спілкування державною мовою - використовувати в мовленні біологічні терміни, поняття, сучасну українську наукову термінологію;  
•          інформаційно-цифрова компетентність – застосування інформаційно-комунікаційних технологій для перегляду уроку та виконання інтерактивних вправ за QR- кодом.

•                     формування предметних компетентностей:

•          навчальна: сформувати загальне уявлення про штучний інтелект, інтернет речей, Smart-технології та технології колективного інтелекту; продемонструвати практичне застосування цих технологій у повсякденному житті.
•          розвивальна: розвивати логічне мислення; формувати вміння діяти за інструкцією, планувати свою діяльність, аналізувати i робити висновки;
•          виховна: виховувати інформаційну культуру учнів, уважність, акуратність, дисциплінованість;

Тип уроку: урок  формування  компетентностей.

Методи навчання: словесні(пояснення); наочні(демонстрація презентації) практично-пошуковий(робота з інтерактивними завданнями за QR-кодом); проблемний (постановка проблемних питань,); дослідницькі (робота з дослідження накладання ШІ), прийом «Самоперевірка» (при виконанні інтерактивних вправ wordwall, виконання тесту Google-форма).

Базові поняття та терміни: «штучний інтелект», «Інтернет речей», «Smart - технології», «колективний інтелект»».

Міжпредметні зв’язки: інформаційні технології.

Обладнання: план-конспект уроку, презентація, відео.

Очікуваний результат: здобувачі освіти:

•          дізнаються про штучний інтелект, інтернет речей, Smart-технології та технології колективного інтелекту;
•          зрозуміють, як працює штучний інтелект, нейронна мережа, інтернет речей, Smart-технології та технології колективного інтелекту;
•          усвідомлять роботу нейронної мережі, інтернет речей, Smart-технології та технології колективного інтелекту;
•          зможуть використовувати свої знання.

 

Використані ресурси:  

1. Руденко В. Д. Інформатика (рівень стандарту) : підруч. для 10 (11) кл. закл. загал. серед. освіти / В. Д. Руденко, Н. В. Речич, В. О. Потієнко. — Харків : / Вид-во «Ранок», 2018. — 160 c. : іл..
2. Відео створенні за допомогою ШІ. (https://ai.invideo.io)

Перебіг уроку.

І. Організаційний етап

•                        Привітання
•                        Перевірка готовності до онлайн заняття
•                        Перевірка наявності присутніх

ІІ. Актуалізація опорних знань

Продовжуємо вивчати розділ: «Інформаційні технології в суспільстві»

Британський винахідник, підприємець Клайв Синклер  казав:

"Технології самі по собі не є ні добрими, ні поганими. Все залежить від того, як ми їх використовуємо."

Цей вислів говорить про те, що технології - це потужний інструмент, який може як допомагати, так і шкодити. Важливо використовувати їх з розумом і відповідальністю, завжди пам'ятаючи про їхній вплив на суспільство й довкілля.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності. Формулювання теми, мети та завдань заняття

На минулому уроці ми розібралися що таке інтернет-маркетинг та інтернет-банкінг також торкнулися теми електронних урядових систем. Сьогодні ми дослідимо як інформаційні технології спрощують наше повсякденне життя від спілкування з друзями та онлайн шопінгу до розваг, роботи та навчання.

Зараз для Facebook цілком нормально розпізнавати нас на світлинах, а для Google передбачати, яка реклама нам сподобається.

Але за цими зручностями стоять передові технології такі, як машинне навчання та аналіз великих даних.

Щодня багато людей взаємодіють з цими технологіями навіть не усвідомлюючи цього,  однак розуміння їх, може суттєво вплинути на те, як ми використовуємо та цінуємо Інтернет. Отже, наступного разу, коли ваш телефон, здається, знає вас краще, ніж ви самі, пам'ятайте, що це не магія, - це технологія!

Переглянемо коротенький відео фрагмент (я-робот), під час якого ви спробуєте спрогнозувати тему сьогоднішнього уроку! https://youtu.be/w0axrCWdP0g

Я сподіваюсь всі вже здогадалися, що тема нашого уроку: "Поняття про штучний інтелект, Smart-технологiї та технології колективного інтелекту."

ІV. Вивчення нового матеріалу

Текст на екрані: "Штучний інтелект: від мрії до реальності"

"Уявіть собі світ, де машини можуть мислити, навчатися і навіть проявляти творчість. Це не фантастика, а реальність, яка вже змінює наше життя.

Людство всю історію свого існування намагалося зрозуміти як відбувається процес мислення. І до нинішнього часу так і не розібралося до кінця, як людина мислить, у чому саме полягає процес мислення. Але фантасти і вчені вже досить давно задумувалися про створення машини, яка була б подібна до людини не лише зовні, а й думала, як людина.  

Одним із найсучасних, найцікавих, найнеоднозначніших напрямів розвитку інформатики як науки є штучний інтелект.

Отже, розглянемо, що таке штучний інтелект і як він працює. Спочатку згадаємо що таке інтелект.

Інтелект (лат intellectus — відчуття, сприйняття, розуміння, розум) —здатність до пізнання і вирішення труднощів, яка об’єднує всі пізнавальні здібності людини: відчуття, сприйняття, пам’ять, уявлення, мислення.

Штучний інтелект (або коротко кажучи ШІ)— це область інформатики, яка займається розробкою інтелектуальних комп'ютерних систем, інтелектуальних комп'ютерних програм, які імітують роботу людського розуму.

Уявіть собі суперрозумний комп’ютер, який може думати, вчитися і навіть творчо мислити. Це і є штучний інтелект. Це не просто програма, а складна система, яка намагається наслідувати людський інтелект.

А модель мозку людини, створена з математичних формул і алгоритмів  - це нейронна мережа. Нейронні мережі – це основа багатьох систем штучного інтелекту. Вони дозволяють комп’ютерам вчитися на прикладах, як це робимо ми. https://youtu.be/CKpFYQJkdx8

Доречи Ви мабуть вже Звернули увагу, що відео, до даного уроку було створено за допомогою штучного інтелекту. Це означає, що вони можуть містити деякі недоліки, як-от неправильний наголос у словах. Це нормально, адже штучний інтелект все ще навчається і вдосконалюється.

Основоположником теорії штучного інтелекту є Алан Тьюрінг, який у своїй книзі «Чи може машина думати?» вважав, що машина стане розумною тоді, коли буде здатна підтримувати листування зі звичайною людиною і та не зможе зрозуміти, що спілкується з машиною.

Тест Тьюрінга — 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.

Уперше тест Тьюрінга було пройдено у 2014 році комп'ютерною програмою «Євген Гусман», яка імітувала розмову з 13-річним хлопчиком.

Термін «штучний інтелект» ще в 1956 р. увів професор Дартмутського коледжу Джон МакКарті, коли очолив невелику команду вчених, аби визначити, чи можуть машини вчитися, як діти, методом спроб і помилок, урешті розвинувши формальне мислення.

Значний вклад у розвиток теорії штучного інтелекту зробив Глушков Віктор Михайлович (1923–1982) — математик і кібернетик, засновник Інституту кібернетики АН України. Він бачив у машині не замінник людського мозку, а спеціальний інструмент, який його посилює, як молоток підсилює руку, а мікроскоп — очі. Відповідно, машина — це не конкурент людини, а його знаряддя, яке багаторазово збільшує можливості людини.

Існує кілька напрямків створення штучного інтелекту:

1. створення комп'ютерних систем, що імітують діяльність людини (наприклад, емоції, мовлення, жести, відчуття, творчість тощо);
2. створення комп'ютерних систем на основі використання біологічних елементів (наприклад, нейрокомп'ютер, біокомп'ютер);
3. створення комп'ютерних систем, які імітують логічне мислення людини на основі використання систем логічного програмування (наприклад, мови Пролог, Лісп та ін.
4. створення комп'ютерних систем, які будуть інтелектуальними агентами, що сприймають навколишній світ за допомогою датчиків і впливають на об'єкти в навколишньому середовищі за допомогою деяких механізмів.

Системи штучного інтелекту в наш час використовуються в різних сферах діяльності людини: виробництві, освіті, побуті, науці, медицині та ін.

(приклади https://youtu.be/rWpM-AC3jjs )

Основна мета застосування штучного інтелекту (ШІ) – це допомога в комунікації зі споживачем. Така машина чи система здатна імітувати поведінку людини, але не замінити її повністю. Для якісного сервісу, технологію потрібно навчати та вдосконалити шляхом надання їй інформації. Це дуже корисно у розвитку бізнесу.

ШІ не є людиною, не може думати самостійно й не має емоцій, але чудово вміє знаходити закономірності. Раніше він використовувався, щоб обробляти й рекомендувати інформацію. Тепер генеративний штучний інтелект також може допомагати нам створювати новий контент, як-от зображення, музику й код.

Аби поглибити розуміння штучного інтелекту, пропоную вам виконати практичне завдання

Практичну роботу ми будемо виконувати на платформі Teachable Machine для створення простої моделі ШІ, що може розпізнавати об'єкти. https://teachablemachine.withgoogle.com/

Нейрона мережа Teachable Machine – це веб-інструмент, розроблений компанією Google, який призначений для створення моделей машинного навчання без необхідності кодування. Він дозволяє користувачам навчати комп’ютер розпізнавати власні зображення, звуки та пози, а потім експортувати отримані моделі для використання на своїх веб-сайтах, додатках тощо. 

(Відео інструкція https://youtu.be/twX1f_n-R6k)

Чи маєте ви пристрій, що відправляє дані на ваш смартфон? Як, перебуваючи в дорозі, за допомогою лише девайсу і мобільного інтернету зберігати свою оселю в безпеці і контролювати витрати електроенергії?

За цим стоїть інтернет речей - технологія, що набирає популярності у світі. Квартири, будинки та цілі міста все активніше використовують цю концепцію у своєму повсякденному житті.

Інтернет речей — одна з найпопулярніших наукових ідей сучасної інформатики, яка зараз активно втілюється в життя. Він здатний серйозно вплинути на розвиток сучасного суспільства, оскільки дасть змогу багатьом процесам відбуватися без участі людини.

Інтернет речей (англ. Internet of Things, скорочено IoT) — це глобальна мережа підключених до Інтернету речей - пристроїв, оснащених сенсорами, датчиками, засобами передавання сигналів.

Ключова ідея полягає в тому, що ці пристрої можуть збирати та передавати дані для аналізу і виконання різних завдань автоматично або за участі людини.

Прикладом можуть бути гаражні двері, кавоварки, телевізори, мобільні телефони, відеокамери, датчики світла та температури тощо.

Термін «Інтернет речей» запропонував у 1999 році засновник дослідницького центру AutoID Center в Массачусетському технологічному інституті Кевін Ештон (нар. 1968 р.). Він висловив припущення, що згодом у кожної з речей реального фізичного світу в IoT буде цифровий двійник, її віртуальне представлення.

Використання Інтернету речей https://youtu.be/g5xmnoZbch8

Ми розібралися, що таке Інтернет речей, виконаємо інтерактивну вправу! https://wordwall.net/resource/80235000

 

Популярними сьогодні стають так звані «розумні речі», або Smart­речі (англ. Smart — розумний, енергійний, кмітливий).

Смарт-речі — це пристрої з можливістю підключення до Інтернету, які оснащені інтелектуальними функціями.

Наприклад, гаджети, які зручно носити з собою, мають невеликі розміри і незначну масу — «розумний» годинник, фітнес-трекери, смарт-окуляри, гнучкі екрани.

Smart-технології (від англ. Smart — розумний) — це поєднання кількох інформаційних технологій або технологічних об’єктів в одному «розумному» об’єкті.

Отже, де застосувуються Smart-технології

Smart-TV — комп’ютеризований телевізор, під’єднаний до Інтернету, з великою кількістю функцій: керування голосом, жестами, смартфоном або пультом, перегляд, запис і транслювання відео та ін., дозволяє активно контактувати з віртуальним простором за допомогою Інтернету.

Smart-Phone — телефон із функціями комп’ютера, телевізора, сканера, модема, фото- і відеокамери, диктофона та ін.

Smart-board — інтерактивна дошка — поєднання маркерної дошки, проекційного екрана, сенсорного пристрою, з’єднаного з комп’ютером та ін.

Smart-education — інтернет-навчання з використанням освітнього контенту з усього світу завдяки об’єднанню методик, технологій і зусиль навчальних закладів.

Smart-економіка — це енергозберігаючі, чисті, «зелені» (біологічні) технології. З одного боку, вони надають можливість зберегти природне середовище проживання людини, а з іншого — більш раціонально й ефективно використовувати існуючі ресурси.

Smart-автомобіль самостійно паркується і сигналізує про наявність перешкод  у «сліпий» зоні водія.

Smart-будинки не тільки регулюють процеси життєзабезпечення, які відбуваються всередині них, а й обмінюються інформацією зі своїми господарями.

Діяльність людини в Smart-суспільстві стає більш направленою на використання знань та інновацій. Найефективнішою стає колективна робота, співпраця з іншими, використання так званого колективного інтелекту.

Психологи вже давно помітили, що здатність групи знаходити рішення краща, ніж здатність кожного члена поодинці. У групі досвід її членів, їх рівень розуміння проблеми можуть бути досить різним, і це дасть змогу розглянути проблему з різних точок зору та прийняти найоптимальніше рішення.

У середині 1980-х років у ході вивчення процесу колективного прийняття рішень з’явився новий термін — «колективний розум».

Колективний інтелект або колективний розум, — здатність групи знаходити розв’язання завдань більш ефективно, обираючи найкраще з індивідуальних рішень.

Уже сьогодні технології колективного інтелекту використовуються в корпоративному управлінні, у бізнес-плануванні, у сфері фінансів, політиці, соціології для генерації ідей, для прогнозування розвитку, визначення стратегій дій тощо.

Приклади реалізації технологій колективного інтелекту https://youtu.be/8vtorVIHavQ  

Ми розглянули з вами питання смарт речей та технології колективного інтелекту виконаємо інтерактивну вправу https://wordwall.net/resource/80885184

V. Узагальнення та систематизація набутих знань.

Перевірити отримані теоретичні знання з теми ви можете за допомогою тесту, для цього відскануйте QR-код, або перейдіть за посиланням https://forms.gle/Us2M44YYypJ9YDmq9.

Також пропоную виконати інтерактивну вправу QR-код і посилання додається  https://learningapps.org/5755288

 

VI. Рефлексія

Настав час підвести підсумки нашого уроку, ви можете залишити свої враження від відео уроку. Для цього скористайтеся  QR-кодом та дайте відповіді на питання.

VII. Домашнє завдання

Для зручності здобувачів освіти всі матеріали уроку розміщені на інтерактивній дошці Padlet, потрапити до якої ви можете за QR-кодом або за посиланням https://padlet.com/tpateruk/smart-8vzi3mp6sgbim126 .

Опрацювавши матеріал уроку, використовуючи інтерактивну дошку, ви зможете вдосконалити знання отримані на уроці.

1. Підготуйте повідомлення про одну з технологій: штучний інтелект, інтернет речей, Smart-технології, технології колективного інтелекту. Результат представити у вигляді презентації, буклету, публікації тощо.
2. За зразком практичної роботи «Використання платформи Teachable Machine для створення простої моделі ШІ, що може розпізнавати об'єкти» навчіть нейронну мережу розпізнавати звуки або пози.

Сьогодні Ми з вами дослідили, як штучний інтелект поступово інтегрується в наше життя, роблячи його зручнішим та ефективнішим. Ви дізналися про Інтернет речей, який об’єднує мільярди пристроїв у глобальну мережу, та про смарт-технології, що дозволяють нам керувати цими пристроями за допомогою простих команд. А ще ми торкнулися цікавої концепції колективного інтелекту, який демонструє, що об'єднання знань та зусиль багатьох людей може призвести до неймовірних результатів.

Запам’ятайте: Штучний інтелект, Інтернет речей, смарт-технології та технології колективного інтелекту – це не просто модні слова. Це реальність, яка вже зараз змінює наше життя. І від нас залежить, як ми скористаємося цими змінами.

Дякую за увагу!

Бажаю вам успіхів у вивченні інформатики , складного але дуже цікавого предмету!