掌握國際教育脈動，才能讓家長與孩子們跟上最新趨勢的教育前沿，補足資訊落差讓孩子們的競爭優勢也毫無落差。由於機器學習早已落腳在我們的生活周遭，舉凡無人機、自動駕駛，一直到能幫忙家務的智慧型機器人都是例子，可以想見在孩子將來的就業市場中，擁有批判性思維、基本推理能力，和解決人類與機器互動的問題將是關鍵能力。（請參考什麼是STEM教育？） 本篇將介紹目前先進國家如北美及歐洲許多教育單位正在推動的「AI for K-12」人工智能教育，及內含的「五大理念」及生活相關應用。 所謂「K12」指的是從小學 1年級到高中3年級，共橫跨 12個教育年份的孩童，而這門課程主要是根據美國電腦科學教師協會 CSTA（Computer Science Teachers Association） 與人工智能促進協會 AAAI（Association for the Advancement of Artificial Intelligence）等兩大組織為 K-12孩童們，以人工智能概念做為課綱基礎，所設計的 AI 入門課程。 由 AAAI 和 CSTA 共同贊助的AI4K12，主要是開發針對K-12的AI教育指南 K-12學生應該了解哪些 AI 人工智能知識？ 根據2018年由 Carnegie Mellon University、University of Florida 等教授群所組成的 AI4K12 指導委員會中章程，起草了每一位 K12 學生都該懂的 AI 五大理念，分別是感知 （Perception）、表示與推理 （Representation & Reasoning）、學習 （Learning）、互動 （Natural Interaction）、社會影響 （Societal Impact）。 理念1：電腦利用感知 （Perception）理解世界 如同人類用視覺、味覺、聽覺、嗅覺來對外在世界進行感知一般，電腦則是利用傳感器（sensors）來接收外界的資訊，並感知這個世界。舉一些日常生活中能見到的例子，比如說：相機在識別出的人臉周圍顯示方框，這是人臉辨識；或者我們可以不用打字，靠著語音輸入就能讓電腦或手機幫忙打出許多文字，這就是語音辨識，這些都是「感知」的應用範疇，然而，電腦與人類感知的方式並不同，電腦或機器只能接收「數字」或「數位訊號」等訊息，因此在機器學習或 AI 教育當中，必須讓學生先瞭解電腦是透過不同類型的傳感器（sensors）來接收訊號，並將此訊號以數字或數位方式收集並記錄，再運用如演算法等方式，讓電腦藉此感知（Perception）呈現出人類能理解的樣貌。 此外，電腦或機器還分為「智能（Intelligent）」或「非智能（non-intelligent）」，接受過 AI 基礎教育的學生需要能夠識別並理解機器感知系統的侷限性，比如目前 AI 並無法擁有嗅覺，學生需懂得如何使用機器學習工具來訓練機器或電腦的感知。 人工智能在日常生活中相當普及，例如相機在識別出的人臉周圍顯示方框，這是人臉辨識 理念2：表示與推理 （Representation & Reasoning） Netflix 和 YouTube 是如何透過我們點選過的影片來猜測我們的喜好，並準確猜測出我們下一步會喜歡的影片？我們已知電腦或機器人可以憑藉著理解有限資訊來做出推理與猜測，例如自動駕駛系統有了地圖與目標就能做出路徑規劃、著名的 AlphaGo 可以根據目前棋盤上的狀態，擬定最大可能勝率的策略，然而如同理念1所述，電腦接收的是與人類不同的感知系統，是數字或數位訊號，因此學生需暸解電腦是如何讀取各種抽象表示，進而學習電腦的推理流程及使用的演算法，除此之外，也需要知道如何透過推理算法來從已知的信息中獲得新的信息，受 AI 教育的高中生們需要能夠運用基本數據結構，來編寫簡單的推理算法。 Netflix 和 YouTube 利用人工智能為觀眾準確猜測出我們下一步會喜歡的影片 AlphaGo 曾經在公開比賽擊敗國際棋藝冠軍柯洁 理念 3：學習 （Learning） 透過大量的學習，電腦及機器人可以從數據（data）中獲得有用資訊，不管是協助我們監測自身的健康情形、幫忙醫生更正確地診斷疾病、自主學習道路駕駛、在日常生活中為我們進行多達100種的語言相互翻譯，都是 AI 機器人可以做的事情，訓練後的機器或電腦能為我們帶來生活上許多便利。 以此應用概念出發，瞭解「什麼是機器學習」、「機器是如何學習的」、「訓練資料（training data）是什麼」、「機器學習演算法有哪些」等一系列觀念及實作，將會是 AI 教育的重點，接受 AI 教育的學生應要能夠運用工具來編寫簡單的應用程式碼。 Google Translate 從大量的數據學習並可以翻譯多達100種的語言 10Botics 的 Autogo 自行車可以透過同學提供的數據進行學習 理念 4：互動 （Natural Interaction） 人類與機器互動在現代社會並非罕見的事，常見的手機 Siri 或可以提供天氣預報的家庭助理機器都已經進駐在我們的生活當中，然而如何使機器讓使用者能感覺有「人情味」、「溫度」仍是目前科學家們的挑戰之一，因為對機器或電腦來說，了解人類多元且複雜的情感是一件十分困難的事情，如何透過觀察一個人的行為來推斷其未來意圖，即使對人類同伴來說也具有挑戰性。 因此，如何讓機器能接收情感訊息，並感知人類行為、學習更好的互動，是一道將來的課題，因此也才能讓機器人在我們的生活中更受到歡迎，而受 AI 教育的學生應該要能夠構建相關電腦語法來解析簡單的程式語言，並使用工具來創造聊天機器人，或是使用情感分析工具，來協助機器人或電腦完成與人類的良好互動。 家庭助理機器可以處理語音的指令，但仍然不能和人類作良好的互動 理念 5：社會影響 （Societal Impact） 所有科技都會為社會帶來正面或負面的影響，AI 當然也是，在 AI 全面改變了人類社會如商業模式、醫療保健等層面時，歐美各個國家也積極在孩童的 AI 教育中加入相應的道德與倫理學習，因為應用 AI 科技雖然可以為整個社會帶來許多正面影響，並幫助更多需要幫助的人，相對地也會產生負面影響，比如說用人臉辨識系統假冒、誹謗他人或是製造假新聞，還有自動駕駛系統遇到特殊緊急狀況時，優先考量的是車上的人還是行人安全？AI 如何以最有智慧的方式判斷它該採用哪些程序？這些都是下個世代需要備受重視的議題，因此受 AI 教育的學生們應該得能夠確定 AI 為人類生活做出貢獻的方式。 AI 的社會影響將涉及兩個問題：應該將 AI 用於哪些應用程序？以及我們需要要求 AI 系統滿足哪些道德標準？學生需要能夠評估新的 AI 技術，並描述可能會產生的道德或社會影響問題。 AI 也會很多涉及道德或社會影響問題。2018 年 Uber的自行車駕駛時發生意外，當時便引起社會的關注 我們的課程 10Botics 的課程全部按照 AI4K12 的藍本而設計，並且以生活例子加以解釋，確保同學們可以容易明白人工智能的知識。 我們的設計師特別為 AI4K12 提倡的五大理念設計了精美的海報。適合各老師，家長及同學下載或者購買我們的打印版本。 下載免費 K12 人工智能課程內容