10歲開始學AI

人工智慧AI是什麼？
AI 是人工智慧（Artificial Intelligence）的英文縮寫，意思是具有像人類一樣行為或表現能力的機器。
人工智慧 AI 是指電腦程式或機器能夠做出需要智慧來執行的事。AI 裝置可以自己運作，不一定需要人類對它下達指令。AI 的英文名稱來自一位美國的電腦科學家 約翰﹒麥卡錫……
人工智慧AI到底是什麼？
不同的專家可能會有不同的看法，但是大多數的專家認為只要看看AI能做什麼，你就能明白它到底是什麼。
看看AI能帶來什麼改變！許多專家認為具備AI的機器，可以做到以下三件事……
1. 可以利用數據來辨識周遭的特定事物。
2. 可以分析數據，然後根據分析結果做出預測、建議或決定。
3. 可以學習和自行改進。你訓練人工智慧程式去執行某件事後，它可以不斷自行改進執行的能力，不需要任何人力介入。
雖然AI 已經能做到許多事情，但仍然會出錯。因此除了開發新的AI技術，研究人員也在努力讓現有的AI 系統更加可靠、值得信賴。
我們的世界會有哪些改變？
許多人認為 AI 將會改變我們的世界，但是沒有人知道到底會有多大的變化，還有這些變化絕大多數是正面的還是負面的呢？你可以從以下的圖表設想可能的情況。
第 1 章AI 是怎麼運作的？
所有的電腦都是依照指令來執行任務，這些指令稱為演算法。尤其具有人工智慧的電腦，能夠運用非常複雜的演算法，足以讓電腦自己學習新的技能。
電腦專家是怎樣讓電腦變得這麼聰明呢？其實他們的靈感來自於人類的大腦。
沒有人完全了解人類的大腦到底如何運作。但我們知道，大腦中有數百億個神經細胞（也稱為神經元），這些神經元彼此連結，並且用非常複雜的方式相互傳遞訊息。當我們思考、學習和解決問題時，訊息就在這些神經元之間流動。基於我們對大腦的認識，電腦專家運用一種稱為類神經網路的程式設計方法來創造AI。這種技術讓電腦可以用類似大腦運作的方式來處理資訊。
什麼才是AI？
1997年，一部叫做「深藍」的超級電腦，擊敗了當時的西洋棋世界冠軍—俄羅斯的加里‧卡斯帕洛夫。這件事對智慧型運算來說是個重大的里程碑，因為電腦首次打敗了世界排名第一的西洋棋職業棋士。
「深藍」的演算法非常複雜，是由頂尖的程式設計師與西洋棋專家共同開發。當時各界都認為它是人工智慧發展史上的里程碑。然而以現在的標準來看，「深藍」並不算是真正的AI，因為它只是遵循設計好的程式指令來運作，並不具備自我學習的能力。
可以自學的機器
過去，程式設計師需要為機器設定精確的指令，讓它能夠應對所有可能的情境。但現在，他們可以設計演算法，讓機器自己學習該怎麼做。
AlphaGo圍棋程式
2016年，一款名叫AlphaGo的電腦程式在圍棋比賽中戰勝人類對手—南韓棋王李世乭，他是世界圍棋史上最頂尖的棋士之一。
跟「深藍」不同的是，AlphaGo 並沒有龐大的棋路資料庫作為思考的基礎，而是先透過「觀看」人類下棋的紀錄來學習圍棋，然後跟自己對弈來精進、提升棋力。換句話說，AlphaGo是自己學會下棋，因此它確實運用了人工智慧。
電腦學會執行特定任務的過程稱為機器學習。機器學習有許多種不同的類型，但每一種都包含三個階段—訓練階段、預測階段、測試階段。
訓練機器學習，通常需要大量的人工標註工作，一開始會耗費許多時間。（許多公司在宣傳自家的AI 軟體時，通常不會提到這件事。）
電腦可以快速的處理數千張圖片的資訊，但這需要強大的運算能力才做得到。這種類型的機器學習稱為監督式學習。在訓練過程中，機器需要人類幫忙標註大量的資料，才能學會判斷。
另一種機器學習的類型是，電腦會獲得一組沒有標籤的資料，它必須自行找出其中的規律，把相似的資料歸類，而不是由人類來告訴它要尋找什麼特徵。
這種機器學習的方式稱為非監督式學習，好處是不要花時間去標註大量的資料。此外，電腦往往比人類更能從大量資料中發現難以察覺的、細微的規律。
非監督式學習可以用來辨識異於常態的資料，在許多方面都很有用，例如：偵測信用卡詐騙ヽ防止電腦遭到駭客攻擊ヽ提前發現機器需要維修的跡象，以免發生故障。
神經網路
讓電腦具有學習能力的一種常見方式是，建立類神經網路（Artificial Neural Network，簡稱ANN，也稱為人工神經網路）系統。這種系統的靈感來自人體神經元相互溝通的方式，讓電腦可以學會如何處理資訊。
類神經網路（ANN）就是以這種類似的方式運作。程式設計師會創造許多「節點」來模擬人體的神經元。整個類神經網路由一層層的節點組成。
每個節點就像是一臺小型電腦，能夠進行簡單的運算。節點與節點相互連接，交換資訊，就像大腦裡的神經元一樣。
具備 AI 的裝置，例如 FIZZY，就是透過類神經網路來學習。舉例來說，當FIZZY學習如何辨識一顆橘子，會先把輸入資料送進類神經網路中，經過好幾層節點的處理，最後產生結果並且輸出。
從錯誤中學習
一開始，工程師會透過「監督式學習」來訓練類神經網路。類神經網路會隨機的產生結果，如果這個結果是錯誤的，只要和正確的結果進行比對，就能慢慢修正、推敲出正確的結果。
AI學習辨識圖片的過程，就像是電腦跟人在玩一場大型的數字遊戲。無論是輸入的圖片訊息、節點之間的權重，還是電腦辨識後輸出的詞語，全都是用一連串的數字進行。以下用簡化的對話來說明這個過程。
這位人類老師的教法有點奇怪，甚至令人抓狂。但是電腦不會介意，也不怕失敗。它會不斷嘗試，努力找出正確的中間步驟（也就是權重），直到輸出正確的答案為止。
深度學習
節點層數非常多的類神經網路，就叫做深度神經網路。如果機器學習是透過這樣的神經網路，它的學習過程就稱為深度學習。
和簡單的類神經網路一樣，深度神經網路裡的節點也會根據自我學習的過程自動調整權重。不過，就連設計出這些網路的工程師，也未必清楚哪些節點之間的權重改變了，或者深度神經網路是根據什麼邏輯做出這樣的判斷。
第 2 章AI 時代來臨
人工智慧AI這個點子，最早是在1950年代由數學家和計算機科學家提出。他們想知道：機器有沒有可能像人類一樣擁有智慧？
到了21世紀的今天，AI已經實際運用在我們生活中的各個層面，例如幫助人們做決定、預測未來的情況，或是提出建議。翻開下一頁，各式各樣的AI應用實例會讓你嘆為觀止！
但是，請注意！AI並不是無所不能，它也有辦不到的事；此外，當我們依賴AI的幫助後，也要小心避免可能帶來的麻煩。

人工智慧AI是什麼？
AI 是人工智慧（Artificial Intelligence）的英文縮寫，意思是具有像人類一樣行為或表現能力的機器。
人工智慧 AI 是指電腦程式或機器能夠做出需要智慧來執行的事。AI 裝置可以自己運作，不一定需要人類對它下達指令。AI 的英文名稱來自一位美國的電腦科學家 約翰﹒麥卡錫……
人工智慧AI到底是什麼？
不同的專家可能會有不同的看法，但是大多數的專家認為只要看看AI能做什麼，你就能明白它到底是什麼。
看看AI能帶來什麼改變！許多專家認為具備AI的機器，可以做到以下三件事……
1. 可以利用數據來辨識周遭的特...

身為一位長期研究人工智慧（Artificial Intelligence, AI）的學者，同時也是一位家長，我常常被問到這樣的問題：「老師，孩子這麼小，真的需要了解 AI 嗎？」我的答案始終是：是的，而且最好能跟父母一起學習。

而這本《10歲開始學AI》就是一個很好的起點。它並不是艱澀的學術專書，而是一本專門為孩子設計的 AI 入門書。內容充滿色彩繽紛的插畫、生動的例子，以及淺顯易懂的解說，幫助孩子理解什麼是 AI、它如何運作、在日常生活裡的應用，以及它對未來世界可能帶來的影響。

坊間也有其他的 AI 入門書，但我認為這本書有以下三個特點：

一、正確的知識觀念：容易，但不簡陋
AI 是一門快速進展的科學，資訊浩瀚，充滿新名詞。很多媒體為了吸引眼球，常常把 AI 描述得像「魔法」一樣，讓人覺得它無所不能。但事實上，AI 不是神秘的巫術，而是一門實實在在的科學，而這本書的第一個特色，就是提供正確而清晰的知識觀念。它由專業團隊撰寫，內容更經由英國牛津大學與國立臺灣大學的教授審定，既有學術的嚴謹，又兼具對孩子友善的表達方式。例如：

▲ 書中用「食譜」來比喻演算法，讓孩子理解：電腦其實就是按照步驟執行任務。

▲ 用「考試練習」來解釋機器學習：AI 要先看大量例題（訓練），再去解新題目（測試）。

▲ 甚至把神經網路比喻成人腦的神經細胞，讓孩子知道電腦「學習」的靈感，其實就來自我們自身的大腦。

這些比喻不但容易懂，而且是真正符合科學的正確描述和比喻。孩子在閱讀時不會被誤導，反而能從基礎開始，打下紮實的理解。這對他們未來進一步探索 AI，有極大幫助。

二、不浮誇的內容：AI 不是魔法，而是科學

在很多文章或影片中，AI 常被描繪成「比人類聰明百倍的機器大腦」，彷彿隨時要取代我們。但我在審訂這本書的時候，最大的感受就是：它不浮誇、不誇大 AI 的力量，而是冷靜地告訴孩子：AI 再厲害，也有它的限制。舉例來說：

▲ 書中提到自駕車確實能降低人為錯誤造成的交通事故，但它仍然需要大量測試，還有產生的道德難題需要解決。

▲ 人臉辨識系統可以幫助找人，但也可能因為訓練資料不足，誤把無辜者當成嫌犯。

▲ 生成式 AI 能寫故事、畫圖、作曲，但也會出錯，甚至「幻覺」出不真實的答案。

這樣的表達方式，讓孩子理解 AI 再先進，也只是工具。重點在於人類如何設計與使用 AI ，而不是盲目地相信它能解決一切問題。這種科學態度，是相當正確、可貴的。

三、批判性思考：不要太快追求標準答案，而是討論與思辨

第三個特色，就是書中不急著給出標準答案，而是引導孩子思考，我覺得這一點是現有教育制度下的孩子最需要的。例如書中幾個我印象特別深的例子：

▲ 談到「殺手機器人」，也就是 AI 是否應該運用在國防及戰爭上？支持者認為它能減少士兵傷亡，但反對者則擔心戰爭因此變得更容易、更頻繁。書裡沒有說誰對誰錯，而是把不同觀點呈現出來，讓孩子自己去思考。

▲ 談到 AI 生成藝術時，有人覺得 AI 作品缺乏人類情感，不算「真正的藝術」；也有人覺得無論是誰創作，只要能啟發人，那就是有價值的藝術。這樣的討論，讓孩子學會包容不同觀點。

▲ 在談論 AI 與就業時，提到「有些工作會被取代，有些則不會」，引導孩子思考和選擇，沒有製造恐慌，而是誠實呈現 AI 所帶來的多面性。

這種寫法特別適合親子共讀、或是在課堂上當成討論教材。父母及師長可以在旁邊和孩子討論：「你覺得如果是你，會怎麼選擇？」這不只是學知識，更是培養批判思考與價值判斷力。在 AI 時代，這樣的能力將會比單純的知識更重要。

《10歲開始學AI》是一個很好的開始。它幫助孩子建立正確的知識觀念，不被誇張的敘事誤導；它用科學的態度讓孩子知道 AI 的能力與限制；更重要的是，它培養孩子的批判性思考，讓他們學會面對科技帶來的選擇與爭議。

我推薦這本書給每一位高年級小學生與他們的父母及老師。讓我們陪著孩子，不只是理解 AI，更學會思考及選擇。因為 AI 的未來，就是孩子以及我們全人類的未來。
——本書審定楊立偉（臺灣大學資訊管理學系兼任助理教授）

身為一位長期研究人工智慧（Artificial Intelligence, AI）的學者，同時也是一位家長，我常常被問到這樣的問題：「老師，孩子這麼小，真的需要了解 AI 嗎？」我的答案始終是：是的，而且最好能跟父母一起學習。

而這本《10歲開始學AI》就是一個很好的起點。它並不是艱澀的學術專書，而是一本專門為孩子設計的 AI 入門書。內容充滿色彩繽紛的插畫、生動的例子，以及淺顯易懂的解說，幫助孩子理解什麼是 AI、它如何運作、在日常生活裡的應用，以及它對未來世界可能帶來的影響。

坊間也有其他的 AI 入門書，但我認為這本書有以下三...

這是一本適合孩子自學或親子共讀的第一本AI書。從什麼是 AI、AI 有什麼用途，一直探討到AI的未來。
本書有三大特色：
1. 知識觀念正確完整，經牛津大學及臺灣大學的教授專家進行審定。
2.內容真實不誇大，沒有過度強調AI的神奇，只談科學而不是魔法，為孩子建立正確的觀念。
3.「不要太快給答案」、「不要太快接受答案」，以引導性的文字、提問的方式，讓孩子在過程中發展出自己的想法，建立批判性思考的習慣。
——本書審定楊立偉（臺灣大學資訊管理學系兼任助理教授）

這是一本適合孩子自學或親子共讀的第一本AI書。從什麼是 AI、AI 有什麼用途，一直探討到AI的未來。
本書有三大特色：
1. 知識觀念正確完整，經牛津大學及臺灣大學的教授專家進行審定。
2.內容真實不誇大，沒有過度強調AI的神奇，只談科學而不是魔法，為孩子建立正確的觀念。
3.「不要太快給答案」、「不要太快接受答案」，以引導性的文字、提問的方式，讓孩子在過程中發展出自己的想法，建立批判性思考的習慣。
——本書審定楊立偉（臺灣大學資訊管理學系兼任助理教授）

人工智慧 AI 是什麼？／目前 AI 發展到什麼程度？／我們的世界會有哪些改變？
第1章：AI 是怎麼運作的？
因為有了電腦，人工智慧（AI）才能出現。我們從頭開始，先認識電腦的運作方式，然後進一步探索程式的祕密—這正是人類如何教會電腦自我學習的開始。
第2章：AI 時代來臨
AI 幫助我們完成了各種工作—從搜尋網路、偵查犯罪案件、執行日常照護，甚至發動戰爭。最有趣的是，AI 工具讓電腦能夠與人對話，甚至創作藝術，而且它們的外表越來越像真人！這些AI 工具究竟如何運作？它們到底有多聰明？還有……它們的極限在哪裡？
第3章：AI 如何改變世界？
隨著 AI 工具能做的事情越來越多，人們的生活方式也正在改變。而且改變的不只是人類的工作，或者說是那些不再需要我們做的工作。人工智慧還影響我們如何交友、分享創意以及認識世界。我們甚至可以期待 AI 有能力解決氣候危機，但是 AI 也有可能讓問題變得更嚴重。
第4章：迎向未來
有些專家正在努力創造像人類一樣的機器，問題是：電腦程式能夠和真人多麼相似？會不會有一天，AI 真的變成像是「活」的生物呢？
接下來該怎麼做？

人工智慧 AI 是什麼？／目前 AI 發展到什麼程度？／我們的世界會有哪些改變？
第1章：AI 是怎麼運作的？
因為有了電腦，人工智慧（AI）才能出現。我們從頭開始，先認識電腦的運作方式，然後進一步探索程式的祕密—這正是人類如何教會電腦自我學習的開始。
第2章：AI 時代來臨
AI 幫助我們完成了各種工作—從搜尋網路、偵查犯罪案件、執行日常照護，甚至發動戰爭。最有趣的是，AI 工具讓電腦能夠與人對話，甚至創作藝術，而且它們的外表越來越像真人！這些AI 工具究竟如何運作？它們到底有多聰明？還有……它們的極限在哪裡？
第3章：...