Научно-исследовательский проект

«Что такое искусственный интеллект»

Направление: техника и точные науки

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

«Искусственный интеллект – это будущее, которое мы создаем сегодня».

В последнее время очень часто в СМИ транслируется информация об искусственном интеллекте, который используется во всех сферах жизни, как на бытовом уровне, так и в научных разработках, на крупных предприятиях, в государственных структурах и управлении и конечно в обучении, а так же ИИ помогает анализировать большой объем данных, проводить прогнозирование с точностью до 96%.

На внеурочных занятиях «Разговоры о важном» мы слушали информацию об искусственном интеллекте. Данный материал меня заинтересовал и я решил выяснить, что такое ИИ, зачем он нужен, и чем он может быть полезен школьнику, а также как с ним работать?   

Тема проекта: Что такое искусственный интеллект? Как ученик младших классов может использовать ИИ?

Участники проекта: ученик Камышов Федор, учитель начальных классов Кобцева Е.Н.

Тип проекта: индивидуальный, информационный, долгосрочный.

Вид проекта: творческий, практико-ориентированный.

Актуальность: проект «Что такое ИИ» – это тренд сегодняшнего дня и нашего будущего, в котором нам современным школьникам жить, учиться и работать.

Наша жизнь постоянно ускоряется, технический прогресс идет опережающими темпами, еще наши бабушки и дедушки и наши родители, когда были школьниками, как мы, не представляли себе, что такое смартфоны, мобильная связь, интернет. По дорогам города не ездили электромобили, роботы не готовили еду, не доставляли продукты на дом. Они не записывались в поликлинику, школу через мобильное приложение, не имели в доме роботов – пылесосов, системы «Умный дом», таймеров, умных колонок, телевидения с более ста каналами, стиральных машин с функцией сушки белья. На предприятиях конвейерные ленты были полуавтоматические, во многих сферах деятельности люди рисковали жизнью и здоровьем, чтобы выполнить ту или иную работу, которую сейчас делают умные машины, в которые зашит ИИ.

Раньше уходило несколько месяцев, чтобы найти нужную информацию в огромных архивах, которые заменил  ИИ, сгруппировав все данные в большие базы, где информацию можно найти мгновенно. В городах появились умные камеры и система мониторинга на основе ИИ, которая снизила преступность, а также помогает выявлять правонарушителей еще до того, как они совершили противоправное деяние.

Прогресс не остановится, наша жизнь будет еще более упорядочиваться, будут внедряться более совершенные системы на предприятиях, в обучении, в государственном управлении, из чего следует, что нам, младшим школьникам, необходимо уже сейчас понимать и уметь использовать ИИ, так как будущее связано с процессами улучшения и интенсивного развития нашего общества.

Цель: создать интерес учащихся к теме искусственного интеллекта, повышения информированности школьников об ИИ не только на бытовом уровне, но и в масштабах обучения, развития и будущего.

Задачи:

Изучить информацию по теме.

Расширить знания учащихся об ИИ.

Сформировать у сверстников интерес к ИИ и понимание его масштабов.

Познакомить одноклассников с ресурсами, на основе ИИ для создания презентаций, видео, текстов и картинок.

Сделать презентацию и видео при помощи ИИ.

Объект исследования: искусственный интеллект.

Предмет исследования: работа с ИИ, возможности ИИ.

Проблема: не все дети и взрослые знают о возможностях ИИ  и умеют применять ИИ.

Гипотеза: Мы предположили, что информация, собранная о возможностях и применении ИИ поможет школьникам начать изучать возможности ИИ и применять при подготовке презентаций, домашних творческих заданий, изучении различных внеурочных дополнительных материалов. А также поможет быть в тренде современных реалий для дальнейшего обучения. 

Методы исследования:

анализ информации из литературы и интернета;

консультации у сотрудников компаний, применяющих ИИ;

тестирование;

наблюдение;

мастер-класс.

Продукты проекта: презентация об ИИ, сделанная при помощи ИИ. Обучающее видео, также сделанное при помощи ИИ.

2. Теоретическая часть

1.1         Что такое искусственный интеллект

Термин «Искусственный интеллект введен в 1956 году на Дартмудской конференции, где собрались ученые, чтобы обсудить возможность создания машин, способных выполнять интеллектуальные задачи. А сама идея ИИ возникла еще раньше, в начале 20 века, когда философы и математики начали размышлять о возможности создания думающих машин.

Искусственный интеллект (ИИ) — это когда компьютеры и программы учатся думать и действовать как люди. Они могут учиться на примерах, решать задачи, понимать язык и даже играть в игры.

История развития искусственного интеллекта (ИИ) охватывает несколько десятилетий и включает в себя множество этапов, начиная от ранних теоретических исследований и заканчивая современными практическими приложениями. Вот основные вехи в истории ИИ:

1. Ранние идеи и концепции (до 1950-х годов)

1940-е годы: Уоррен Маккалок и Уолтер Питтс предложили модель искусственного нейрона, которая стала основой для будущих нейросетей.

1950 год: Алан Тьюринг опубликовал статью "Вычислительные машины и разум", в которой предложил тест Тьюринга для определения способности машины проявлять интеллект.

2. Зарождение ИИ (1950-е годы)

1956 год: Дартмутская конференция, на которой был введен термин "искусственный интеллект". На конференции собрались ученые, чтобы обсудить возможность создания "думающих машин".

1950-е годы: Разработка первых программ, таких как Logic Theorist (Артур Самуэль) и General Problem Solver (Аллен Ньюэлл и Герберт Саймон).

3. Золотой век ИИ (1960-е — начало 1970-х годов)

1960-е годы: Разработка экспертных систем, таких как Dendral и MYCIN, которые использовали знания экспертов для решения задач в узких областях. Появляются первые программы для решения интеллектуальных задач: первые шахматные программы, программы синтеза музыкальных произведений, программы синтеза текстов.

1966 год: Создание ELIZA, одной из первых программ, имитирующих разговор с человеком.

4. Первая зима ИИ (конец 1970-х — начало 1980-х годов)

1970-е годы: Ограничения ранних подходов к ИИ стали очевидны. Недостаток вычислительных мощностей и данных привел к снижению интереса к ИИ и сокращению финансирования.

5. Возрождение ИИ (1980-е годы)

1980-е годы: Появление коммерческих экспертных систем и развитие новых методов, таких как нечеткая логика и генетические алгоритмы.

1985 год: Разработка программы Deep Blue, которая позже победила чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова.

6. Вторая зима ИИ (конец 1980-х — начало 1990-х годов)

1990-е годы: Снижение интереса к ИИ из-за завышенных ожиданий и трудностей в реализации практических приложений.

7. Современный бум ИИ (с начала 2000-х годов)

2000-е годы: Развитие методов машинного обучения, таких как глубокое обучение, и появление мощных вычислительных ресурсов, таких как графические процессоры (GPU).

2020-е годы: Развитие больших языковых моделей, таких как GPT (Generative Pre-trained Transformer), которые способны генерировать текст, переводить языки и выполнять другие задачи, связанные с обработкой естественного языка.

1.2         Где используется искусственный интеллект

Искусственный интеллект (ИИ) используется во многих сферах нашей жизни и вот несколько примеров, которые  можно встретить в повседневной жизни:

Голосовые помощники: Siri, Google Assistant и Алиса, Салют, Маруся — это примеры ИИ, которые могут отвечать на вопросы, искать информацию и управлять устройствами.

Рекомендации в интернете: Когда ты смотришь видео на RuTube или выбираешь фильм на Кинопоиске, ИИ предлагает тебе контент, который, по его мнению, тебе понравится, исходя из ьвоих предпочтений, сделанных ранее.

Игры: В некоторых играх ИИ управляет персонажами, с которыми ты играешь, делая их более умными и интересными противниками.

Переводчики: Приложения для перевода, такие как Яндекс Translate, используют ИИ, чтобы переводить тексты и речь на разные языки.

Автопилоты в машинах: В некоторых автомобилях ИИ помогает управлять машиной, например, автоматически тормозить или поддерживать скорость.

Медицина: Врачи используют ИИ для диагностики болезней, например, анализируя снимки и помогая находить проблемы на ранних стадиях.

Роботы: Роботы, которые помогают на заводах или в домах, часто управляются с помощью ИИ, чтобы выполнять сложные задачи.

Безопасность: Камеры наблюдения с ИИ могут распознавать лица и помогать в поиске пропавших людей или преступников.

Образование: Некоторые программы и приложения используют ИИ, чтобы помогать ученикам учиться, например, предлагая индивидуальные задания или объясняя сложные темы. Самый распространенный пример , который знают все школьники младших классов – Учи.ру.

Погода и прогнозы: ИИ помогает предсказывать погоду, анализируя огромное количество данных и делая более точные прогнозы.

1.3         В чем польза искусственного интеллекта

По данным официальных источников на сайте Правительства РФ объявлено, о внедрении в работу  Правительства России искусственного интеллекта. Россия входит в ТОП-10 стран по мощности суперкомпьютеров или супермашин для ИИ расчетов.

В 22 университетах РФ запущены программы подготовки специалистов по работе с ИИ – почти 25 тысяч студентов уже углубленно изучают технологию работы с ИИ. То есть, будущее уже наступило. Минфин России применяет ИИ в бюджетном процессе, где требуется анализ больших баз данных. По словам министра финансов Антона Силуанова ИИ помогают анализировать бюджетные заявки.

При реализации национальных проектов РФ ИИ анализирует все сделанные мероприятия, прогнозирует риски по проектам – точность работ 96%.

МЧС России использует дроны Заря с бортовым ИИ для оперативного выявления очагов лесных пожаров. Холдинг «Вертолеты России» запустил линию умных станков, управляемых ИИ, такие линии позволяют выпускать в два раза больше готовых изделий, за счет сокращения времени наладки и перестройки.

Почти 84% россиян знают, что такое   ИИ – это выше чем в США (около 80%), Германии (около 67%) Японии (около 50%), а 48% работающих граждан России используют технологии ИИ в своей профессиональной деятельности- это каждый второй. В 2024 году данный показатель составлял 27 %. Технологии ИИ применяют порядка 15 тысяч компаний по всей стране.

В ситуационном центре Правительства России ИИ собирает данные обо всех национальных проектах, запущенных в России – от строительства дорог, до реализации социальных стратегий.  ИИ заранее прогнозирует какие проекты могут быть не сделаны в срок, по каким проектам необходимо поменять поставщика услуг, по каким добавить финансирование с точностью 96 %. Чем раньше будет понимание, тем быстрее будут приняты мены, для реализации проектов в срок. Суперкомпьютер (ИИ) помогает увидеть проблему еще до того, как она возникает, он подсказывает куда перебросить людей, чтобы не сорвать график. Если система видит, что достижение поставленного показателя не будет исполнено в срок, то происходит информирование проектного офиса Правительства РФ, т.е. создается, так называемый, авто инцидент. Машина находит даже скрытые связи и может посчитать как новая дорога в одном регионе может повлиять на рождаемость в другом или цифровизацию в соседней области. ИИ уже проанализировал свыше 60 тысяч мероприятий по всей стране, делающихся в рамках национальных проектов России и выявил около 8 тысяч неочевидных закономерностей. Если бы эту работу делали специалисты, то порядка 80-120 человек аналитиков с различными отраслевыми углубленными знаниями, это заняло бы у них порядка 4-х лет работы, а сервисы ИИ сделали эту работу порядка 36 часов.

Вот национальные проекты, где используется ИИ:

Демография: Проект направлен на улучшение демографической ситуации в стране. Здравоохранение: Цель проекта — повышение доступности и качества медицинской помощи.

Образование: Проект направлен на повышение качества обучения, развитие цифровой образовательной среды и поддержку талантливой молодежи.

Жилье и городская среда: улучшение жилищных условий, благоустройство городов и создание комфортной городской среды.

Экология: улучшение экологической ситуации в стране, снижение загрязнения воздуха и воды. Безопасные и качественные дороги: повышение безопасности дорожного движения, улучшение качества автомобильных дорог и развитие транспортной инфраструктуры.

Наука: развитие научной и научно-технической деятельности, поддержка молодых ученых и создание условий для проведения передовых исследований.

Цифровая экономика: Проект направлен на развитие цифровой инфраструктуры, внедрение цифровых технологий в экономику и социальную сферу, повышение цифровой грамотности населения.

Культура: Проект направлен на сохранение и развитие культурного наследия, поддержку творческих инициатив и повышение доступности культурных благ для населения.

Президент России В.В. Путин поставил задачу правительству Росси по вхождению РФ в ТОП-5 стран с самым развитыми и применяемыми технологиями ИИ к 2030 году. Сейчас технологии ИИ используются в поликлиниках, на госуслугах, крупные логистические компании используют технологии ИИ. Всем известные маркетплейсы  Валдбериз и Озон используют ИИ для автоматизации складов и логистики, в связи с этим заказы приходят быстрее, а ошибки при транспортировке сведены к минимуму, все с той же точностью 96 %.

ИИ на сегодняшний день – это большой помощник, эта технология упрощает рутинные процессы, которая позволяет делать прогнозы и помогает человеку в принятии решений,

НО финальное решение, конечно же, принимает человек.

2.                   Этапы реализации проекта

2.1                   Подготовительный этап

Определив цели и задачи проекта, я составил план реализации своей работы (Приложение 1).  

Затем, я  изучил  литературу,  интернет - источники  по  теме

«Искусственный интеллект». Чтобы сверстники знали, что такое ИИ, где он используется и как может его использовать школьник начальных классов.

2.2               Основной этап

В процессе работы я решил узнать у своих одноклассников об их  знаниях, об ИИ. Мы провели анкетирование по вопросам:

1.    Что такое Искусственный интеллект?

2.    Где можно встретить ИИ?

3.    Что может делать ИИ?

4.    Выберите пример ИИ

5.    Каким продуктом ИИ вы пользуетесь?

6.    ИИ нужен людям, чтобы….?

Результаты, которые я получил при  анкетировании, показали, что мои одноклассники знают о существовании ИИ, о том, что такое ИИ, что он умеет делать, где можно его встретить. Знают элементарные продукты ИИ, которыми и пользуются. Ребята понимают, что ИИ нужен при решении многих задач, но они не представляют обо всех возможностях ИИ.

В анкетировании приняло участие 19 обучающихся (приложение 3).

Проанализировав полученные данные, я решил познакомить своих сверстников  с ИИ, где он используется и как может его использовать школьник начальных классов.

Для реализации своих задач, я в первую очередь, воспользовался  GigaChat (ГигаЧатом)  для составления плана презентации на тему искусственного интеллекта. Получив исходный план, мы его отредактировали, структурировали и загрузили в программу  для создания презентаций «Gamma»

Помимо Гаммы существует немало аналогов, которыми можно воспользоваться для создания презентаций на любые темы.

1.                   SlideBot

Описание: SlideBot — это инструмент, который использует ИИ для создания презентаций на основе введенного текста. Вы можете загрузить текст, и SlideBot автоматически подберет дизайн и макет для вашей презентации.

2.                   Beautiful.ai

Описание: Beautiful.ai — это платформа для создания презентаций, которая использует ИИ для автоматического подбора дизайна и макета. Вы вводите контент, а ИИ помогает создать визуально привлекательную презентацию.

3.                   Prezi

Описание: Prezi — это инструмент для создания динамичных презентаций. Хотя Prezi не использует ИИ для автоматического создания контента, он предлагает шаблоны и инструменты, которые могут помочь в создании презентаций.

Ссылка: prezi.com

Получив готовую презентацию, я приступил к ее редактированию, а также дополнению в нее практического материала, полученного в ходе анкетирования.

Далее, согласно плану, я приступил к изучению ресурсов, на основе которых можно составить видео – обучающего и развлекательного характера. 

Мною были рассмотрены ресурсы:

1.          Pictory

Описание: Pictory — это платформа, которая использует ИИ для создания анимированных видео на основе текста. Вы вводите сценарий, а ИИ генерирует анимацию, добавляя голоса, музыку и эффекты.

2. Lumen5

Описание: Lumen5 — это инструмент для создания видео, который использует ИИ для автоматического подбора изображений и видео на основе введенного текста. Вы можете добавить текст, и Lumen5 подберет подходящие визуальные элементы и создаст видео.

2.         Animaker

Описание: Animaker — это платформа для создания анимационных видео. Хотя она не использует ИИ для автоматического создания контента, она предлагает удобные инструменты для анимации и дизайна, которые могут быть полезны для создания видео.

4. Synths

Описание: Synths — это инструмент, который использует ИИ для создания реалистичных видео с участием людей. Вы можете загрузить текст, и Synths сгенерирует видео с говорящим человеком, используя синтез речи и анимации.

Свой выбор остановили на  ресурсе МаркетВидео, с его помощью мы создали обучающее видео на тему изучения правила русского языка о безударных гласных, в качестве анимационного персонажа я выбрал «Ученого кота» из поэмы А.С. Пушкина «Руслан и Людмила», отрывок «У лукоморья дуб зеленый». (приложение 4)

                            2.3      Заключительный этап

Для создания видео необходимо загрузить на ресурс картинку с героем (он может быть любым сказочным, мультяшным, реальным), далее необходимо описать, что должно происходить в видео: какие движения должен делать герой, что говорить, какая вокруг него должна быть обстановка – лес, горы, море, дом), и запускаем генерацию ! Через несколько минут видео готово! Считаю это очень хорошим подспорьем в приготовлении творческих номеров, слайд-шоу, внеурочной работы , расширении кругозора для школьников.

3. Заключение

Искусственный интеллект в своем творческом и созидательном замысле – полезная и нужная вещь, способная облегчить и упорядочить жизнь человека во всех областях – от постановки точнейших диагнозов, до развития экспериментальной и прикладной науки, бизнес-процессов и управлении государством. Это великолепный инструмент в руках того, кто хочет созидать. И это опасное оружие в руках того, кто имеет не созидательные цели. Поэтому над ИИ необходим строгий государственный контроль, и понимание подрастающих поколений о всей широте использования ИИ.

В нашей стране ИИ будет развиваться динамично, на что есть все предпосылки и возможности, изложенные в данной работе.

Современные вызовы и перспективы

Этические вопросы: Обсуждение этических аспектов использования ИИ, таких как конфиденциальность данных, предвзятость алгоритмов и влияние на рынок труда.

Интерпретируемость: Разработка методов, позволяющих понимать, как ИИ принимает решения.

Автономные системы: Развитие автономных роботов и беспилотных транспортных средств.

История развития ИИ продолжается, и новые достижения и вызовы появляются каждый год.

Исходя из изученных данных , если обратить внимание на  часть моей работы где рассказывается о  развитии ИИ , начиная с 40-х годов прошлого века, в ней видно, что в развитии ИИ наступали периоды охлаждения и даже заморозки, с чем это связано, а связано это с  тем, что ИИ берет для анализа и работы информацию, которая изначально создана человеком. Когда вся информация оказывается переработана и новая еще не создалась, наступает период застоя и заморозки в развитии супер машин.  Поэтому, основной двигатель прогресса - это человек с его мыслями, чувствами, эмоциями, изобретениями.  И очень важно нам, школьникам, хорошо осваивать знания, набираться опыта и  в дальнейшем развивать прогресс, который облегчит жизнь, упростит многие процессы, в том  числе ИИ.

Список литературы

1.         "Искусственный интеллект: современный подход" (Стюарт Рассел, Питер Норвиг) — Классический учебник, охватывающий широкий спектр тем в области ИИ, от поиска и логического вывода до машинного обучения и робототехники.

2.         "Глубокое обучение" (Иан Гудфеллоу, Йошуа Бенжио, Аарон Курвилль) — Книга, посвященная глубокому обучению, одной из самых популярных областей ИИ.

3.         "Машинное обучение" (Том Митчелл) — Введение в машинное обучение, охватывающее основные алгоритмы и методы.

4.         "Сильный ИИ: философские и этические аспекты" (Ник Бостром) — Обсуждение философских и этических вопросов, связанных с развитием сильного ИИ.

5.         "Человек + машина: переосмысление будущего работы" (Пол Даффилд, Джеймс Уилсон) — Исследование влияния ИИ на рынок труда и общество.

6.         "Этика искусственного интеллекта" (Кэтрин Ричардсон) — Анализ этических вопросов, связанных с использованием ИИ.

Интернет-источники:

1.    Хабр (Habr)

Описание: Один из крупнейших русскоязычных ресурсов. На Хабре можно найти статьи, новости и обсуждения по различным аспектам ИИ, включая машинное обучение, нейросети и обработку естественного языка.

2.    Geektimes

Описание: Платформа для публикации статей и новостей в области высоких технологий. Здесь можно найти материалы по ИИ, робототехнике и другим технологическим темам.

3.    Neurohive

Описание: Ресурс, посвященный искусственному интеллекту и машинному обучению. На сайте публикуются статьи, обзоры и новости о последних достижениях в области ИИ.

4.    AI Community

Описание: Сообщество специалистов по искусственному интеллекту. На платформе можно найти статьи, вебинары и курсы по ИИ, а также участвовать в обсуждениях и обмениваться опытом.

5.    Data Science Russia

Описание: Ресурс, посвященный анализу данных и машинному обучению. На сайте можно найти статьи, курсы и новости, связанные с ИИ и его применением в различных отраслях.

6.                   Skillbox

Описание: Образовательная платформа, предлагающая курсы по различным направлениям, включая искусственный интеллект и машинное обучение. Курсы включают видеоуроки, практические задания и поддержку преподавателей.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Календарный план реализации проекта

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Тестирование учащихся 2-х классов  на тему знаний об ИИ

Фамилия, имя: ____________________

Класс: _________     Дата: ___________

1. Что такое искусственный интеллект?

☐ Это живое существо

☐ Это компьютер или программа, которая умеет думать и помогать людям

☐ Это игрушка

2. Где можно встретить искусственный интеллект?

☐ В телефоне

☐ В холодильнике

☐ В голосовом помощнике

☐ В тетради

3. Что может делать искусственный интеллект?

☐ Учиться и помогать человеку

☐ Есть и пить

☐ Ходить в школу

4. Выбери пример искусственного интеллекта

☐ Умная колонка

☐ Карандаш

☐ Книга

5. Каким продуктом искусственного интеллекта вы пользуетесь?_____________________________________

6. Закончи предложение

Искусственный интеллект нужен людям, чтобы _______________________________

_______________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Диаграммы результатов тестирования учащихся  2 Е класса

МБОУ «СОШ №15».

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

План по составлению обучающего видео:

1.        Выбираем правило, которое нам необходимо изучить.

2.        Выбираем героя (сказочного или мультипликационного), который будет рассказывать обучающий  момент

3.        Пишем команду для нейросети:

просим составить видео на тему:  « Проверка безударных  гласных с использованием сказочного героя Ученого кота»

4.        Скачиваем  видео  составленное Нейросетью.

Скачано с www.znanio.ru