Poznámky k projektům učebnice Strojové učení pro děti (3. díl)

Projekt č. 7 – Hledání objektu v obrázku (kachna) 

Čeho se projekt týká: 

V tomto projektu vytvoříme a natrénujeme model strojového učení na rozpoznávání obrázku, resp. jisté vybrané, zájmové části v obrázku. V našem případě se bude jednat o poznávání postavy kachny mezi dalšími 14 postavami. 

Poznatky z výuky, co je potřebné pro přípravu a realizaci projektu a co v učebnici nenajdete: 

• Při přípravě programu ve Scratchi žáci zadávají stejný scénář u každého pole (spritu), protože scénář nejde jednoduše kopírovat. Dbejme na pozornost při opisování stejného scénáře. Jedná se o častou chybu, která vede ke špatné funkčnosti programu. Stejné je to potom s příkazy pro rozpoznávání obrázku v jednotlivých rámečcích. 
• Po prvním testování modelu s 10 příklady dochází k mnoha nepřesnostem, spouštíme opakovaně trénink až na alespoň 30 příkladů pro dostatečný počet trénovacích dat. 
• Na závěr žákům ukazuji uplatnění tohoto modelu – CAPTCHA v obrázcích, na konkrétní internetové stránce: https://www.suzzie.cz/vyraz/captcha/?gclid=CjwKCAjwkNOpBhBEEiwAb3MvvSXixr55TiQ22Tk2mcHUuPdT7YQBOE19JrZYrENhO1ryV2LQrHzGuBoC79MQAvD_BwE.
• https://www.google.com/recaptcha/about/
• Žáci tuto aplikaci ze své zkušenosti z internetových stránek znají, uvádí jako konkrétní příklady, kde se s tímto ověřováním potkali. 
• https://onezero.medium.com/why-captcha-pictures-are-so-unbearably-depressing-20679b8cf84a 

Projekt č. 8 – Chytří asistenti 

Čeho se projekt týká: 

V tomto projektu vytvoříme a natrénujeme model strojového učení, který bude simulovat námi známé chytré asistenty typu Siri, Alexa nebo Google, který známe z mobilních telefonů a počítačů. 

Poznatky z výuky, co je potřebné pro přípravu a realizaci projektu a co v učebnici nenajdete:

• Žáci sestavují věty, pokyny pro chytré domácí spotřebiče na jejich ovládání hlasem, resp. textovým vstupem. 
• U tohoto projektu doporučuji, aby žáci na tomto projektu pracovali ve dvojici, jeden bude připravovat pro model trénovací data, druhý bude potom model testovat. Důvodem je, aby práce žáka na tomto projektu nesváděla používat stejná, nebo hodně podobná slovní spojení při testování hry.
• U některých žáků je opět obtížně formulovat dostatek trénovacích dat, které jsou do jednotlivých kategorií zapotřebí (alespoň 10 příkladů). Toto je často dost časově náročná část celého projektu. 
• V průběhu programování projektu ve všech 3 úrovních (textové zadání, skóre spolehlivosti, hlasové zadávání) žáci zjišťují podobnosti a princip chytrých asistentů, se kterými se setkávají např. ve svých mobilních telefonech. Sami si uvědomují složitost, spolehlivost modelu z pohledu množství správných dat a různorodosti při jejich zadávání (odlišnost intonace, vyjadřovací schopnosti jedinců, jazykové odlišnosti aj.). O tomto vedeme společně diskusi, kdy žáci zjišťují, jak správně zadávat požadavky, aby předcházeli chybným výsledkům asistentů. 

Projekt č. 9 – Chatboti 

Čeho se projekt týká: 

V tomto projektu vytvoříme a natrénujeme model strojového učení, podobný z minulého projektu. Tento projekt se zaměří na rozpoznání významu textu k vyslovení odpovědí. Podobně jak pracuje chatbot. 

Poznatky z výuky, co je potřebné pro přípravu a realizaci projektu a co v učebnici nenajdete: 

• Žáci si na začátku zvolí vhodné téma, o kterém budou s chatbotem konverzovat. Je vhodné volit téma, které je jim blízké, o kterém dokážou vyjádřit myšlenky vlastními slovy. 
• Žákům doporučuji příklady, kterými se žáci mohou inspirovat, které jim mohou být blízké: oblíbený zpěvák (kapela), herec, oblíbený sport, sportovní tým, oblíbená hra, moje záliby, koníčky, oblíbený předmět ve škole. 
• Příprava ve Scratchi – tvorba vlastní postavy a pozadí scény je vlastní tvorbou žáků, tematicky podle vybraného žánru. Žáci si ji mohou nakreslit podle sebe, nebo pro zkrácení času na přípravu si stáhnou vhodný klipart z internetu. Velikost a pozici své postavy upravíme podle vzhledu pozadí. Nejedná se o hlavní činnost, neztrácejte zde moc času. 
• Do trénovacích dat žáci zadávají otázky, na které by se mohli zájemci o jejich téma zeptat. Potřebujeme zase alespoň 5–10 otázek. Vytvoříme si 4 kategorie otázek, do každé vkládáme trénovací otázky. Vedu žáky ke kreativitě a co nejlepšímu textovému vyjádření. Toto je opět časově nejvíce náročná aktivita. Je velmi závislá na vyjadřovacích schopnostech jednotlivých žáků. Často je vhodné dopomoci s otázkami, nebo zvolit správné téma. 
• Žáci se u svých projektů navzájem mohou vyměnit a spolehlivost rozpoznávání modelu otestovat, sledují úspěšnost v %, případně upravují vstupní trénovací texty. 
• Dále si žáci po vytvoření příslušného scénáře ve Scratchi se spolužákem vymění místo znovu, sdělí si kategorie dotazů i téma a navzájem si vlastními dotazy testují spolužákův model. 
• Třetí způsob – programování skóre spolehlivosti je více časově náročné, je vhodné jej volit spíše jako doplněk, nebo pokud je dostatek času. Každopádně jako zmínka a vysvětlení je tato aktivita vhodná žákům k představení – ukázka programu. V případě dostatku času je tomu možné věnovat i další vyučovací hodinu. Nám se dost osvědčilo, když si žáci navzájem své projekty vyzkoušeli a upravovali.