Zobrazit na úvodní stránce článků

Na začátek článku
Titulka > Modul články > Základní vzdělávání > Strojové učení pro nejmenší

Ikona informativni

Strojové učení pro nejmenší

Autor: Bc. Radim Doležel
Tento článek vznikl jako studentská práce
Článek je součástí Učitelského spomocníka na adrese http://spomocnik.rvp.cz.
Anotace: Informace o novém rozšíření pro Scratch, které učí děti vytvářet aplikace disponující umělou inteligencí včetně strojového učení.
Klíčová slova: Stefania Druga, Cognimates, Scratch, umělá inteligence, strojové učení, AI, programování, informatické myšlení, Erasmus Mundus, MIT, MIT Media Lab

Text článku:

Stefania Druga

Stefania Druga vyrostla v Rumunsku. Na vysoké škole dostala příležitost zapojit se do projektu Erasmus Mundus, v jehož rámci si vybrala program Master of Media Engineering for Education (EUROMIME). Během dvouletého magisterského studia navštěvovala tři univerzity, a to ve Francii, Portugalsku a Španělsku. Po dokončení tohoto programu začala pracovat na univerzitě Singularity jako poradce v oblasti vzdělání, kde pomáhala 80 studentům z 36 zemí světa. Stefania spolupracuje se společností Samsung Research na vývoji digitálních zařízení, stala se ambasadorkou dvou mezinárodních festivalů tvořivosti a vynalézavosti MakerFaire a založila hned několik dobročinných projektů.

Na ukázku jsem vybral Hackidemia, Afrimakers a MakerCamp. Hackidemia je mobilní laboratoř pro vynálezce, která umožňuje budoucí generaci přístup k praktickému vzdělávání. Umožnuje jim řešit konkrétní výzvy tak, aby posílili svůj kreativní potenciál. Snaží se poskytnout místním skupinám tvůrců přístup k nejnovějším technologiím a umožnit jim od raného věku řešit lokální problémy (např.: přístup k čisté vodě, k energii, k informacím nebo ke vzdělání).

Afrimakers je tým odborníků, který si klade za cíl podporovat tvůrce v Africe. Workshopy realizovali zatím v 7 státech, kam byli pozváni, aby vyškolili lokální soběstačnou síť mentorů. Ti budou dále mezi zájemce šířit nabyté znalosti. Každá lokální pobočka mentorů disponuje „krabičkou“ učebních pomůcek, která například obsahuje několik druhů senzorů, RFID sadu pro začátečníky a mnoho kabelů, baterek nebo LED diod. Součástí učebních pomůcek jsou i vypracované projekty, vzdělávací aktivity a přístup k online materiálům.

MakerCamp jsou virtuální tábory pro děti se zaměřením na tvorbu, stavbu a objevování vědy, techniky, strojírenství, umění a matematiky (STEAM). Tyto tábory se realizují ve 26 státech po celém světě a lze je nalézt například v knihovnách nebo v komunitních centrech.

Právě Maker aktivity nakonec Stefanii dovedly až k druhému magisterskému studiu, tentokrát na prestižním MITu.

Cognimates

V rámci studia se Stefania zapojila do práce skupiny Personal Robots Group na MIT Media Lab. Zde v rámci diplomové práce pod vedením profesorky mediálního umění a vědy Cynthie Breazeal vytvořila velice zajímavou nadstavbu dětského vizuálního programovacího jazyka Scratch, který byl vyvinutý už dříve na MIT. Tuto nadstavbu nazvala Cognimates. Stejně jako u Scratche, tak i veškerý kód Cognimates je open source. Jedná se o platformu pro děti ve věku od 7 do 14 let, která toto prostředí rozšiřuje o možnost vytvářet vlastní aplikace s funkcí strojového učení. Využívá k tomu taková inteligentní zařízení, jako je reproduktor Amazon nebo sociální robot Jibo.

Prostřednictvím Cognimates se Stefania snaží přiblížit dětem, jaké možnosti má umělá inteligence a strojové učení. Předpřipravené projekty a praktické příklady napomáhají pochopit, jak technologie fungují a jak je efektivněji využívat. Děti si mohou pomocí aplikace vytvořit program s prvky umělé inteligence, kterou mohou následně učit se určitým způsobem chovat. Mají možnost například naprogramovat hru „Kámen, nůžky, papír“, která snímá prostřednictvím webkamery jejich pohyby a rozpoznává, jaký tvar zvolili. Opakovaným hraním učí umělou inteligenci lépe rozpoznávat jednotlivé tvary. Dále mohou děti vytvořit třeba aplikaci, která mění vzhled místnosti podle toho, jak si ji představují. Na základě slovního popisu mění barvy světel, hudbu v místnosti anebo zapne stroj na tvorbu kouře či bublinek. Hlavním cílem platformy Cognimates je integrovat programování do běžného vzdělávání. Školy a rodiče si začínají uvědomovat, že se tato schopnost v budoucnu stane jednou z nezbytných gramotností.

Platforma Cognimates se skládá z několika částí:

  • Codelab (prostředí): Děti zde skládají své programy. Dělí se na 5 základních částí:
Obrázek 1: Základní části platformy Cognimates
    1. základní ovládání programu (např.: umožnuje nahrávat, exportovat nebo ukládat projekty);
    2. část, kde jsou jednotlivé bloky kódů rozděleny do několika záložek (např.: pohyb, zvuky, akce nebo přidané rozšíření);
    3. prostor, kam děti přesunují bloky kódů, spojují je dohromady a následně vzniká celý program;
    4. část, kde je vidět vizuální chování/výstup programu;
    5. část pro přidání a úpravu vzhledu pozadí a avatara.
  • Rozšíření: Aplikace poskytuje 17 rozšíření umělé inteligence, které lze dodatečně načíst a využívat. Na odkazované stránce jsou rozšíření detailněji popsány a ukazuje, kde se v aplikaci nachází a jakým způsobem se do prostředí nahrávají.
  • Teach AI: Stránka, na které jsou předpřipravené dvě kompletní ukázky umělé inteligence a kde si lze vyzkoušet rozpoznávání obrázků a řeči.
  • Projekty: Dvacet projektů, které mají za cíl ukázat dětem a učitelům, jak používat jednotlivá rozšíření umělé inteligence. Na stránkách je možnost stáhnout hotový projekt a nahrát ho přímo do Cognimates, anebo ho vytvořit krok za krokem pomocí návodu.
  • Studijní příručky: Čtyři předpřipravená zadání v podobě kartiček, které dávají školám nebo rodičům metodickou podporu pro použití prostředí ve výuce. Kartičky neobsahují jednotlivé kroky jak program vytvořit, pouze vysvětlující komentář k zadání a ukázku kódu.

Závěr

Zprvu jsem tápal a nevěděl, jak Cognimates používat. Proto jsem zkoušel a experimentoval s předpřipravenými projekty na stránkách. Vyzkoušel jsem například „Rock, Paper, Scissors“, „Make Me Happy“ a „Check up on Twitter“. Bohužel jsem se občas dostal do bodu, kdy jsem nevěděl, jak mám pokračovat. Zkoušel jsem vyhledat řešení v návodech jednotlivých programů, ale ani pomocí nich jsem vždy nebyl schopný program zprovoznit. Nakonec jsem zjistil, že v návodu chybí kroky, které popisují, jaké doplňky je potřeba přidat, aby byl program schopný správné funkce. Podobné problémy by asi řešila pro nás nereálná účast v kurzech, které Stefania v rámci programu Cognimates pořádá. Jedná se ale o produkt velmi mladý, takže lze doufat, že se dokumentace bude zlepšovat.

Lépe jsem se zorientoval v Cognimates až po zhlédnutí videa, kde osobně Stefania předvádí, jak s aplikací pracovat. V průběhu tohoto videa zodpovídá i mnoho zajímavých otázek. Zatím je bohužel podobných videí velmi málo, ale to se snad brzy změní. Myšlenka, že děti mohou vytvořit a následně učit svou vlastní umělou inteligenci, mi přijde velmi zajímavá. Tato umělá inteligence je aplikována prostřednictvím sociálních robotů, které děti přímo ovládají. Tím dostávají podnět k tomu, aby přemýšlely, jak technologie fungují.

Nevýhodu pro použití u nás vidím v tom, že se jako umělá inteligence využívá převážně Alexa od Amazonu nebo jiní chytří sociální roboti, kteří nejsou ještě v České republice tolik rozšířeni. V USA se však již jedná o běžnou součást domácností. Další překážkou pro někoho může být anglický jazyk, protože použité aplikace rozeznávají smysl a náladu pouze u anglických slov či vět. Tím se dostávám k tomu, že mi nepřijde úplně vhodně nastavená spodní věkové hranice uživatelů, pro něž je aplikace určena. A to i pro americké děti.

Z důvodu toho, že si programování hledá své místo ve vzdělávání, aplikace Cognimates by nám mohla pomoci nastavit správný směr. Velmi se mi líbí sdělení chlapce, který absolvoval kurz a přirovnal svou snahu pochopit, učit se a používat umělou inteligenci k situaci, kdy jeho otec kdysi chtěl vědět, jak funguje auto. Taky ho rozebral a zjišťoval, jak jednotlivé části fungují a navzájem pracují. Pokrok je zřejmý. Příští generace si už při konstruování ruce mazat nebudou.

Anotované odkazy:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
Přiřazené DUM:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
Přiřazené aktivity:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné aktivity.
 
INFO
Publikován: 10. 01. 2019
Zobrazeno: 807krát
Hodnocení příspěvku
Hodnocení týmu RVP:
Hodnocení článku : 0

Hodnocení uživatelů:
Hodnocení článku : 4
Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

zatím nikdo Hodnocení článku : 5
1 uživatel Hodnocení článku : 4
zatím nikdo Hodnocení článku : 3
zatím nikdo Hodnocení článku : 2
zatím nikdo Hodnocení článku : 1
Jak citovat tento materiál
DOLEŽEL, Radim. Strojové učení pro nejmenší. Metodický portál: Články [online]. 10. 01. 2019, [cit. 2019-01-22]. Dostupný z WWW: <https://spomocnik.rvp.cz/clanek/21942/STROJOVE-UCENI-PRO-NEJMENSI.html>. ISSN 1802-4785.
Licence Licence Creative Commons

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.


Komentáře
Příspěvek nebyl zatím komentován.
Vložit komentář:

Pro vložení komentáře je nutné se přihlásit.