AI ve výuce (nejen) matematiky
Roman Plch
6. listopadu 2024
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024
Obsah
O Uvodd o velkých jazykových modelů (LLM)
O Jak fungují LLM
O Aplikace a využití LLM
Q Aplikace založené na velkých jazykových modelech (LLM)
Q Generování grafiky pomoci Al
O Nástroje pro generování grafiky pomocí Al
Q Aplikace AI pro vědeckou práci
Q Aplikace pro vědeckou práci
Q Užitečné zdroje pro Al a vzdělávání
Q) Budoucí vývoj a výzvy
Q Sh rnuti a zaver
© Zdroje
Roman Pich
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024
2/39
Co jsou velké jazykové modely (LLM)?
• LLM jsou modely umělé inteligence navržené pro zpracování přirozeného jazyka.
• Jsou trénovány na velkých datových sadách textu a využívají hluboké neuronové sítě.
• Typicky se jedná o modely s miliardami parametrů (např. GPT, BERT).
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024
Hlavní principy fungovaní LLM
• Trénování probíhá na základě analýzy obrovského množství textových dat.
• Model se učí predikovat pravděpodobnost dalšího slova na základě předchozího kontextu.
• Struktura neuronové sítě zahrnuje vrstvy, které extrahují různé úrovně jazykových vzorců.
Roman Plch AI ve výuce (nejen) matematiky 6. listopadu 2024 4/39
Architektura transformerů
• Transformerová architektura je základním prvkem většiny moderních LLM.
• Skládá se z pozornostního mechanismu, který umožňuje modelu vážit jednotlivá slova ve větě podle jejich relevance.
• Přenosová vrstva (self-attention) pomáhá modelu rozumět složitým vztahům mezi slovy.
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024
Trénovaní modelu
• Model se trénuje na základě maskovaných nebo autoregresivních přístupů.
• Například: GPT (Generative Pre-trained Transformer) používa autoregresivní trénování, kde model predikuje další slovo.
o Čím více parametrů, tím větší kapacita modelu pochopit a generovat přirozený text.
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024
Nejčastější aplikace LLM
o Generování textu: Tvorba textů, článků, literatury na základě zadaného zadání.
• Překlad a sumarizace textu: Překlad textů mezi jazyky a shrnutí dlouhých dokumentů.
o Konverzační agenti (chatboti): Asistenti, kteří mohou komunikovat přirozeným jazykem.
• Analýza sentimentu: Určení emocí a postojů ve velkých textových datech.
Roman Plch AI ve výuce (nejen) matematiky 6. listopadu 2024 7/39
Příklady běžně používaných LLM
• GPT (Generative Pre-trained Transformer) od OpenAl - textová generace a konverzační agenti.
• BERT (Bidirectional Encoder Representations from Transformers) od Google - pro úlohy pochopení textu.
• T5 (Text-To-Text Transfer Transformer) od Google - řeší různé textové úlohy pomocí jednoho přístupu.
Roman Plch AI ve výuce (nejen) matematiky 6. listopadu 2024 8/39
OpenAI ChatGPT
• Popis: ChatGPT od OpenAl je chatbot využívající velké jazykové modely pro generování textu, podporu při psaní a rešerších, konverzace a mnoho dalších aplikací v přirozeném jazyce.
• Web: https://openai.com/chatgpt
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024
Microsoft Copilot
• Popis: Microsoft Copilot je integrovaný Al asistent v aplikacích Microsoft 365, který pomáhá uživatelům s tvorbou dokumentů, analýzou dat a automatizací rutinních úkolů pomocí AI.
• Web:
https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/copilot
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 10/39
Anthropic Claude
• Popis: Claude od společnosti Anthropic je chatbot zaměřený na bezpečné a etické použití AI, navržený tak, aby odpovídal na otázky a asistoval při různých úlohách přirozeného jazyka.
o Web: https://www. anthropic. com
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 11/39
Google Gemini
• Popis: Google Gemini je nová generace AI modelu, která podporuje pokročilé funkce pro generovania porozumění textu v produktech Google, jako je vyhledávání a Google Assistant.
• Web: https://ai.google/
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 12/39
Co je generování grafiky pomocí Al?
9 Využití Al modelů k vytváření obrazových výstupů na základě textového zadání nebo jiných vstupů.
• Moderní modely, jako DALL-E a Stable Diffusion, umí generovat obrázky dle přesného popisu.
• Grafika generovaná Al se používá ve hrách, umění, marketingu i výzkumu.
Roman Plch
Al ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 13/39
Jak funguje generování grafiky pomocí AI?
9 Modely trénované na rozsáhlých obrazových a textových datech dokáží vytvořit nové obrazy na základě „pozornosti".
• Text-to-image modely, jako je DALL-E, analyzují textové popisy a vytvářejí obraz, který odpovídá zadání.
• Další technologie zahrnují StyleGAN a VQ-VAE pro generování a úpravy obrazových stylů.
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 14/39
Příklady aplikací generování grafiky pomocí AI
• Umělecká tvorba: Návrhy a grafika pro kreativní odvětví. Medicína: Generování obrázků z CT/MR snímků pro diagnostiku.
• Design: Tvorba konceptů pro architekturu, módu a produktový design.
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 15/39
Midjourney
• Popis: Midjourney je nástroj pro generování uměleckých obrazů pomocí AI, zaměřený na kreativní vizuální výstupy na základě textových zadání.
• Web: https://www.mid.journey.com
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 16/39
Bing Image Creator
9 Popis: Bing Image Creator využívá model DALL-E k vytváření obrázků na základě textových popisů. Je integrovaný do vyhledávače Bing, což usnadňuje použití pro rychlé generování obrázků.
• Web: https://www.bing.com/create
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
□        S> - =
6. listopadu 2024 17/39
Adobe Firefly
• Popis: Adobe Firefly je sada AI nástrojů pro generovania úpravu obrazů, zahrnující text-to-image, textové efekty a další kreativní nástroje navržené pro profesionální grafiky.
• Web:
https://www.adobe.com/sensei/generative-ai/firefly.html
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 18/39
Photopea
9 Popis: Photopea je online editor grafiky podobný Photoshopu, který umožňuje úpravu a vytváření obrazů s podporou vrstev, filtrů a dalších pokročilých funkcí.
• Web: https://www.photopea.com
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 19/39
Cleanup.pictures
9 Popis: Cleanup.pictures je nástroj, který umožňuje jednoduché odstranění nežádoucích objektů z fotografií pomocí AI, což je užitečné pro rychlé úpravy snímků.
• Web: https://cleanup.pictures
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 20/39
Canva
o Popis: Canva je populární platforma pro tvorbu grafiky a návrhů, která nabízí předpřipravené šablony a AI nástroje pro automatizaci a rychlou úpravu designů.
• Web: https://www.canva.com
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 21/39
Auto Draw
• Popis: Auto Draw je nástroj od Google, který využívá Al k přeměně náčrtů na přesnější ilustrace a návrhy, což je užitečné pro rychlou vizuální komunikaci.
• Web: https://www.autod.raw.com
Roman Plch
Al ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 22/39
Podpora vědeckého výzkumu pomocí AI
o AI se stále více využívá pro analýzu dat, rešerše a automatizaci úloh.
a Pomáhá urychlit procesy jako klasifikace a anotace dat.
• Nástroje využívající NLP (Neurolingvistické programování) mohou generovat shrnutí článků nebo navrhovat související literaturu.
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 23/39
Příklady nástrojů pro vědce
• ChatGPT a Elicit: Pomáhají s rešeršemi, shrnutím a návrhy výzkumných otázek.
• Semantic Scholar: Vyhledávač odborných článků s pokročilými filtry a doporučeními.
• ImageJ a TensorFlow: Analyzují obrazy a data, zejména pro biomedicínský výzkum.
DeepMinďs AlphaFold: Predikce struktury proteinů, užitečná pro biologii a biochemii.
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 24/39
Semantic Scholar
• Popis: Semantic Scholar je vyhledávač odborných článků
s pokročilými filtry, který využívá AI pro doporučení související literatury a analýzu citací.
• Web: https://www.semanticscholar.org
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 25/39
Perplexity AI
• Popis: Perplexity je AI nástroj pro vyhledávání informací a vědeckou rešerši, který využívá NLP k poskytování přesných odpovědí a shrnutí na základě ověřených zdrojů.
• Web: https://www.perplexity.ai
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 26/39
Research Rabbit
• Popis: Research Rabbit je aplikace pro správu vědeckých zdrojů, která umožňuje vizualizaci a objevování nových studií na základě existujících citací a příbuzných témat.
• Web: https://www.researchrabbit.ai
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 27/39
Scispace
• Popis: Scispace pomáhá vědcům analyzovat odborné texty, nabízí zvýraznění důležitých bodů, automatické vysvětlení složitých konceptů a správu citací.
o Web: https://typeset.io/
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 28/39
QuillBot
• Popis: QuillBot je nástroj pro parafrázování a korekturu textů, který využívá AI pro přepsání a optimalizaci textu, což je užitečné při psaní akademických prací.
• Web: https://www.quillbot.com
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 29/39
Užitečné Al prompty pro učitele
o Popis: Web Kamil Kopecký poskytuje kolekci užitečných Al promptů určených učitelům, které jim mohou pomoci efektivněji využívat umělou inteligenci ve výuce.
• Web: https://www.kopeckykamil.cz/index.php/blog/ 395-uzitecne-ai-prompty-pro-ucitele
Roman Plch
Al ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 30/39
AI a bezpečnost - e-bezpeci.cz
• Popis: AI e-bezpečí se zaměřuje na problematiku bezpečného používání AI, kybernetickou bezpečnost a vzdělávací obsah zaměřený na ochranu uživatelů v online světě.
• Web: https://ai.e-bezpeci.cz/
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 31 / 39
Digitalizace RVP - FAQ o umělé inteligenci
Popis: Digitalizace RVP přináší odpovědi na nejčastější otázky
o umělé inteligenci ve vzdělávání, její praktické využití a bezpečnostní
aspekty v rámci českého školství.
Web: https://digitalizace.rvp.cz/faq-umela-inteligence
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
□        iS1 - =
6. listopadu 2024 32/39
AI Educator Tools
• Popis: AI Educator Tools je platforma poskytující nástroje a zdroje pro integraci umělé inteligence do vzdělávání. Nabízí výukové materiály a návody pro učitele a studenty.
o Web: https://aieducator.tools/
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 33/39
Sciobot
• Popis: Zadejte téma hodiny a ročník. ScioBot sám navrhne cíle hodiny a vygeneruje kompletní přípravu. Rychlé a efektivní řešení pro jakoukoli hodinu.
o Web: https://sciobot.cz/
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 34/39
Chat ve škole
• Popis: Chat ve škole nabízí nástroje a zdroje pro využití chatovacích AI modelů ve výuce. Pomáhá učitelům zapojit AI do vzdělávacího procesu interaktivním způsobem.
• Web: https://chatveskole.cz/
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 35/39
Výzvy a etické otázky
• Etika: Využití AI pro falešné zprávy nebo škodlivé účely.
• Závislost na velkém množství dat: Potřeba čím dál větších datových sad.
o Úspory energie: Významný výpočetní výkon a spotřeba energie.
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 36/39
Budoucí směry
Integrace multimodálních modelů: Spojení textu, obrazu a zvuku.
• Vylepšení efektivity modelů: Vývoj menších a účinnějších modelů.
• Zaměření na personalizované AI: Přizpůsobení modelů pro konkrétní uživatele nebo domény.
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 37/39
Shrnutí
• LLM jsou klíčovým nástrojem moderní Al pro práci s textem a přirozeným jazykem.
9 Mají široké využití od generování textu po analýzu sentimentu.
• Grafika generovaná Al a Al nástroje pro vědu významně přispívají k výzkumu a inovacím.
Roman Plch
Al ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 38/39
Zdroje
• OpenAI. GPT a DALL-E. https://openai.com
• Google AI Blog: BERT a T5. https://ai.googleblog.com
• Stability Al: Stable Diffusion.
https://stability.ai/research/stable-diffusion
• Elicit: Pomůcka pro vědeckou rešerši, https://elicit.org 9 Semantic Scholar, https://www.semanticscholar.org
o DeepMind's AlphaFold. https://alphafold.ebi.ac.uk/
Roman Plch
AI ve výuce (nejen) matematiky
6. listopadu 2024 39/39