AIvK Exponát Didaktikon

Projekt skupiny AI v kontextu.

Život s umělou inteligencí: upgrade

Projekt pro Výzvu 2023 soutěže na inovaci centra Didaktikon

V rámci projektu inovujeme stávající exponát Život s umělou inteligencí. Umělá inteligence je v současné době velmi živě se rozvíjejícím oborem. V poslední době pozorujeme zejména obrovský vzestup kvality a popularity nástrojů na generování textu (velké jazykové modely, ChatGPT) a nástrojů na generování obrázků (Midjourney, Stable Diffusion, DALL-E).

V době přípravy první verze exponátu tyto technologie znal málokdo a z našeho pohledu šlo tedy jen o jedno z mnoha existujících využití AI; generování textu jsme se proto v první verzi exponátu věnovali jen v rámci sekce zaměřené na AI v divadle, generování obrázků jsme se pak věnovali zcela okrajově v sekci Milníky.

V současné době ale většina návštěvníků již přichází s předběžnými znalostmi a zkušenostmi s těmito technologiemi (jak vyplývá i ze zpětné vazby, kterou v rámci Didaktikonu sbíráme); tyto technologie jsou nyní jednoznačně v centru zájmu návštěvníků a aktivně se na ně ptají. Zároveň jde o technologie, které pronikají do mnoha oborů lidské činnosti a aktivně ovlivňují dění ve světě. Je proto zcela nezbytné v rámci našeho exponátu věnovat těmto technologiím náležitou pozornost, tak aby se s nimi návštěvníci seznámili a odnesli si alespoň základní porozumění principům a vlastnostem těchto technologií.

Inovace části o automatickém generování textů

V době tvorby první verze exponátu byly generativní jazykové modely rodiny GPT novinkou, kterou mimo odborné kruhy znal málokdo. Stávající exponát skrze svou subsekci “AI v kontextu divadla” představuje generativní jazykový model GPT-2 a jeho využití v projektu THEaiTRE, což v době otevření Didaktikonu byla stále nová a málo známá technologie, a takto tedy bylo představení generativních modelů pojímáno. S nástupem nových verzí modelů rodiny GPT a nástroje ChatGPT se tato část exponátu již stává zastaralou. Jednak jsou nové verze jazykových modelů výrazně dokonalejší, a tedy umožňují pokročilejší aplikace s významně kvalitnějšími výsledky, jednak je již možné předpokládat u většiny návštěvníků již elementární praktické zkušenosti s ChatGPT, na které lze vhodně navázat a doplnit je o vysvětlení principu této technologie.

Sekci “Divadlo” proto doplníme novou sekcí s pracovním názvem “Příběhy”, kde teoreticky i prakticky představíme automatické generování příběhů pomocí nejnovějších jazykových modelů.

V teoretické části sekce jednoduchým interaktivním způsobem představíme hlavní principy generativních jazykových modelů (učení z textů, modelování pravděpodobnosti následujícího slova, generování textu slovo po slově). Upozorníme i na slabiny a nebezpečí při používání v současnosti dostupných modelů a představíme doporučení pro úspěšné a efektivní používání těchto technologií.

Praktickou interaktivní část této sekce postavíme na výsledcích mezinárodního interdisciplinárního projektu Macunaíma (https://vschetinger.github.io/macunaima/), na kterém se podílejí výzkumníci a umělci z MFF UK, TU Wien, TU Linz, a dalších institucí. V rámci projektu Macunaíma je vyvíjen nástroj, který s pomocí ChatGPT a uživatelského vstupu generuje příběhy (v angličtině), a tyto následně převádí na jednoduché videosekvence za pomoci nástrojů generování obrázků a syntézy mluvené řeči. Pro novou verzi exponátu vytvoříme upravenou a zjednodušenou demo verzi tohoto nástroje, která bude integrována do interaktivního stolu a bude fungovat i v českém jazyce.

Inovace části o AI v náboženství

Dle automaticky sbíraných statistik přístupů víme, že sekce “AI v náboženství” je jednou z nejnavštěvovanějších v rámci stávajícího exponátu; zároveň ale pozorujeme, že většina návštěvníků ji velmi brzy opět opustí, což přisuzujeme nedostatečné atraktivitě jejího obsahu.

V rámci projektu proto tuto sekci zásadním způsobem inovujeme a zinteraktivníme. Vyjdeme zde z probíhajícího mezinárodního interdisciplinárního projektu “Člověk, duše a umělá inteligence” (https://ufal.mff.cuni.cz/grants/aai), který propojuje odborníky z MFF UK, ETF UK, KTF UK a Papežské univerzity svatého Tomáše Akvinského v Římě. V rámci tohoto projektu je vyvíjena aplikace na generování otisků duší, jejíž první verze byla představena v rámci Noci kostelů 2023 v kostelu Pražského Jezulátka (https://www.pragjesu.cz/aktuality/ohlednuti-za-noci-kostelu-2023/).

V rámci inovace exponátu vytvoříme upravenou verzi této aplikace, které bude zdokonalena na základě dosud posbírané zpětné vazby, zjednodušena pro snadné pochopení a použití cílovou skupinou Didaktikonu, a uzpůsobena pro integraci do naší vzdělávací aplikace, provozované na interaktivním stole.

Součástí budou i stručné teoretické informace o technologii generování obrázků.

Aktualizace a revize obsahu

Vzhledem k prudkému vývoji umělé inteligence i další části exponátu postupně zastarávají. V rámci projektu proto dále detailně zrevidujeme a dle potřeby aktualizujeme veškerý stávající obsah exponátu, přičemž využijeme i zkušenost a zpětnou vazbu ze stávajícího provozu exponátu, jakož i automaticky sbírané záznamy (logy) o používání exponátu.

Řešitelský tým

• Rudolf Rosa (MFF UK)

  • stávající člen, hlavní řešitel

• Tereza Hannemann (MFF UK)

  • stávající člen

• Jindřich Libovický (MFF UK)

  • stávající člen

• František Štěch (ETF UK)

  • stávající člen

• Jiří Dosoudil (KTF UK)

  • Jiří Dosoudil je doktorandem na Katolické teologické fakultě Univerzity Karlovy v Praze. Zaměřuje se na novozákonní eschatologii. Ve svém výzkumu zkoumá biblický koncept vzkříšení, jeho recepci a vývoj v rané církvi. Pochází z IT prostředí a hledá také způsoby propojení informatiky a biblistiky. Má zkušenosti s vývojem interaktivních aplikací pomocí webových technologií. Je vášnivým studentem slovanských jazyků.

 

Vzhledem k plánovaným aktualizacím exponátu je zásadní zapojení odborníků z MFF UK, ETF UK a KTF UK. Dle potřeby budou osloveni i další členové předchozího řešitelského týmu pro aktualizaci sekcí, na jejichž tvorbě se podíleli.

Popis řešení projektu

Cíle projektu

 

Exponát se zaměřuje na seznámení s technologiemi umělé inteligence, porozumění jejich principům, a poznání jejich zapojení do běžného života.

V rámci exponátu vycházíme ze situací a konceptů, které návštěvníci již ze svého života znají, a metodou badatelsky orientovaného učení představujeme možné či již existující využití umělé inteligence a interdisciplinární souvislosti.

Tým zahrnuje odborníky na umělou inteligenci, počítačové zpracování jazyka, literární jazykové technologie a teologii. Projekt přímo vychází z nových poznatků, které členové projektu získávají v rámci probíhajících výzkumných projektů.

Popis součástí exponátu

• Sekce exponátu

  • Stávající sekce, procházející pouze revizí a aktualizací: Milníky AI, Medicína, Pedagogika, Divadlo, AI očima dětí, Fyzika, Psychologie

  • Stávající sekce procházející většími úpravami: Náboženství

  • Nová sekce: Příběhy

• Nové tematické vazby

  • Nová sekce Příběhy bude provázána se sekcí Divadlo, neboť obě využívají generování textu pomocí jazykových modelů; sekce Divadlo proto bude odkazovat na sekcí Příběhy, v jejímž rámci vznikne nové vysvětlení fungování jazykových modelů

  • Sekce Náboženství a Příběhy budou nově provázány společnou technologií generování obrázků.

Metoda řešení

Práce na všech třech osách inovace exponátu budou probíhat paralelně a na sobě převážně nezávisle, a to dle následujícího harmonogramu:

• říjen 2023: analýza stávajícího stavu, návrh řešení

• listopad 2023: vývoj řešení

• prosinec 2023: instalace, testování a úpravy vyvinutého řešení

Inovativnost řešení

Aktualizace exponátu zvyšuje jeho interaktivitu nahrazením a doplněním stávajícího statického obsahu o dvě interaktivní aplikace. Obě aplikace jsou celosvětově ojedinělé, založené na aktuálně probíhajícím výzkumu a vyvíjených prototypech, na němž se podílejí členové řešitelského týmu v rámci výzkumných projektů na UK. Aplikace využívají nejnovější AI nástroje, a to jak nástroje vyvíjené v rámci UK, tak integrované nástroje třetích stran. Inovace zároveň zvyšuje multimediálnost exponátu posílením obrazové a zvukové složky.

Výstupy projektu

• Hlavním výstupem projektu je aktualizace interaktivní aplikace instalované na interaktivním stole; fyzická podoba instalace se nemění.

• Součástí je i nabízený workshop “Život s umělou inteligencí“, jehož obsah bude aktualizován, tak aby odpovídal aktualizovanému obsahu exponátu.

• Na exponát je dále volně navázán nabízený program “DVPP Umělá inteligence (AI) v kontextu různých vědních oborů”, který je průběžně aktualizován nezávisle na exponátu.

Primární cílová skupina

• Primární cílovou skupinou exponátu jsou žáci druhého stupně základních škol a studenti středních škol.

• Některé části exponátu jsou vhodné i pro žáky prvního stupně, zejména pod vedením lektora či pedagoga (většina částí exponátu prezentuje informace částečně v textové podobě, nejsou proto snadno přístupné pro žáky, kteří se teprve učí číst; pedagog však může tyto informace žákům vhodným způsobem zprostředkovat).

• Exponát je vhodný pro základní seznámení s problematikou i pro širokou veřejnost.

Rozpočet projektu

Nákladové položky

• Osobní náklady: 50 000 Kč

  • Inovace části o automatickém generování textů

    • odborné práce na přípravě obsahu: 10 000 Kč

    • programátorské a grafické práce: 10 000 Kč

  • Inovace části o AI v náboženství

    • odborné práce na přípravě obsahu: 10 000 Kč

    • programátorské a grafické práce: 10 000 Kč

  • Aktualizace a revize obsahu

    • odborné práce na kontrole a aktualizaci obsahu: 10 000 Kč

 

Osobní náklady jsou stanoveny na základě odhadu časové náročnosti jednotlivých činností, přičemž vycházíme zejména ze zkušeností s přípravou stávající verze exponátu. Veškeré činnosti zajistí přímo členové řešitelského týmu, případně využijeme dalších spolupracovníků.

Instalace exponátu

• Inovace exponátu proběhne čistě softwarově, na fyzické instalaci exponátu ani dalších aspektech jeho provozu se nebude nic měnit.

• Popis exponátu navrhujeme zachovat beze změn ve stávajícím znění:

  • AI, umělá inteligence, chytrá zařízení, strojové učení… Tato slova kolem sebe slýcháme stále častěji. Umělá inteligence postupně proniká do mnoha oborů lidské činnosti, od vývoje nových léků přes psaní divadelních her až po náboženství. Je to ale všechno stejná umělá inteligence? Co umí? Jak se používá? A co to vlastně je AI?

  • Jedinou změnou je doplnění Jiřího Dosoudila do seznamu řešitelů.

• Věříme, že exponát bude bez dalších zásahů možné provozovat opět alespoň 1 rok, po této době lze opět očekávat jeho částečné obsahové zastarání a tedy nutnost jeho další aktualizace či výměny.