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2026年6月20日 星期六

AI 發展對世界的衝擊: 國際政經宏觀營講座

AI 發展對世界的衝擊: 國際政經宏觀營講座


艾森豪有關戰爭睿智格言 (ChatGPT 製作)

AI 發展的衝擊 (ChatGPT 製作)

如何在AI 時代自處 (ChatGPT 製作)

久仰艾森豪獎學金的名聲,這次接受張孝威董事長邀請、才知道在台歷年獎學金得主成立了基金會,並且辦理「國際政經宏觀營」。艾森豪獎學金是由美國民間團體於 1953年創立,旨在表彰艾森豪總統作為軍事將領、政治家和世界領袖對人類的貢獻。

我與張董事長選定的題目是「AI 發展對世界的衝擊」,AI 發展是現在大家不能不關注的議題,切入「國際政經宏觀營」各主題,衝擊已在各行各業顯現出來,而且快速擴大增強,應是很值得與大家一起探討的問題。雖然張董告知大家是高階的政務與公務人員,見多識廣,由於不瞭解各位對 AI 熟悉的程度,今天只有盡我所能,分享個人的一些體驗與看法。


首先可看前兩天我請 AI製作的艾森豪有關戰爭名言圖片,艾森豪曾任盟軍在歐洲最高指揮官,是五星上將,但他對戰爭深痛惡絕。我選了四句名言,請AI 作圖,大約幾分鐘後,ChatGPT即產出了一張相當水準的圖片,而它會追問是否對風格滿意,並建議幾種風格,一試之下,又產出一張具水墨現代風格的圖片,令人驚豔。


在進入主題前
先對 AI 發展作一簡單的介紹,接著直接切入主題請教 ChatGPT,答案是:

人工智慧正如十八世紀的蒸汽機、十九世紀的電力、二十世紀的網際網路一般,成為改變人類文明的重要技術力量。尤其自2022年底生成式 AI問世以來,AI已從實驗室走向社會大眾,並快速滲透至經濟、教育、醫療、軍事、文化及國際政治等各個層面。其影響之深遠,可能不亞於歷次工業革命。可從各面向來看、包括

一、經濟與產業的重構

二、教育模式的根本改變

三、科學研究的加速器

四、醫療與健康照護的革新

五、國際政治與地緣競爭

六、軍事革命與戰爭型態改變

七、社會與倫理挑戰

八、AGI可能帶來的文明轉折


可略加說明如下:

一、經濟與產業的重構

AI 最直接的衝擊來自生產力革命。過去機械化取代人類體力勞動,資訊化取代部分例行性工作,而 AI則開始挑戰人類的認知與知識工作。例如法律文件撰寫、程式設計、財務分析、翻譯、客服及新聞摘要等,都已可由AI協助完成。

經濟學家普遍認為,AI將顯著提高勞動生產力。許多企業可藉由 AI降低成本、提升效率並創造新產品與服務。然而,這也可能導致部分職業消失或縮減,引發新一波就業結構調整。

歷史經驗顯示,技術革命雖會消滅某些工作,但也會創造新的產業與職位。未來最有價值的人才,將是能夠善用 AI而非與 AI競爭的人。

二、教育模式的根本改變

AI正在重塑教育。過去教育強調知識記憶與標準答案,但在AI能瞬間提供資訊的時代,單純背誦知識的重要性逐漸降低。教育的核心將轉向:批判思考能力、問題解決能力、創造力與創新能力、團隊合作能力、倫理判斷能力。

AI可成為個人化教師,依據學生程度提供客製化學習內容與即時回饋。未來「一人一AI導師」可能成為教育常態。

然而,高等教育也面臨挑戰:如何避免學生過度依賴AI?如何重新設計考試與評量制度?如何培養學生提出好問題而非僅尋找答案?這些都是全球教育界正在思考的重要課題。

三、科學研究的加速器

AI正在改變科學研究方式。例如,DeepMind 開發的 AlphaFold成功預測數億種蛋白質結構,大幅縮短生物醫學研究時間。在材料科學、藥物開發、氣候模擬及天文觀測等領域,AI都展現驚人的分析能力。

未來科學家可能不再只是研究者,也將成為 AI的協作者。科學研究的速度有機會提高數倍甚至數十倍。

四、醫療與健康照護的革新

AI在醫療領域的應用極具潛力。透過醫學影像分析,AI可協助診斷癌症、心血管疾病及眼科疾病,其準確率在某些領域甚至接近或超越專家。

未來AI可協助:疾病早期預警、精準醫療、新藥研發、遠距醫療以及老人照護等。面對高齡化社會,AI將成為重要輔助工具,有助緩解醫護人力不足問題。

五、國際政治與地緣競爭

AI已成為國家競爭力的重要指標。美中兩國正展開激烈的AI競賽。

一方面,美國擁有領先的 AI企業,例如 OpenAI、Google DeepMind及 NVIDIA;另一方面,中國則積極推動AI產業發展,希望縮小與美國的差距。

AI已不只是科技問題,而是攸關:經濟實力、軍事能力、國家安全以及國際影響力。許多學者甚至認為,二十一世紀的國際競爭,本質上是「AI競賽」。

六、軍事革命與戰爭型態改變

AI 正在改變戰爭方式。自主無人機、智慧飛彈、無人潛艦及自動化指揮系統已逐漸進入實戰。

未來戰爭可能呈現:人機協同作戰、無人化作戰、網路戰、認知戰以及AI決策支援等。

然而,當武器具備自主攻擊能力時,也引發嚴重倫理爭議:是否應允許機器決定人類生死?這將是未來國際社會必須面對的重要問題。

七、社會與倫理挑戰

AI帶來便利,也帶來風險。主要問題包括:

1. 假訊息氾濫: 生成式AI可快速製作逼真的文字、圖片與影片。深度偽造(Deepfake)可能被用於政治操弄、詐騙或社會分化。

2. 隱私問題: AI需要大量資料訓練,如何保護個人隱私成為重大課題。

3. 演算法偏見: 若訓練資料本身存在偏差,AI可能放大社會不公平現象。

4. 權力集中: 大型AI模型需要龐大資金與運算能力,可能使科技巨頭掌握過大影響力。

5. 就業衝擊與經濟不平等: AI 自動化可能取代工作,擴大貧富差距。

6. AI 自主性與失控風險: 當AI 具備高度自主能力,可能超出人類控制。

八、AGI可能帶來的文明轉折

AGI意指具有接近甚至超越人類整體認知能力的智慧系統。如果AGI實現,人類將首次創造出比自己更聰明的智慧體。

AGI 實現可能結果: 具有自我改進能力、促進跨領域整合、解決複雜問題、創造全新價值以及改變人類角色等。

可能引發文明轉折:使科技爆炸式進步、生產力空前提升、工作制度重組、教育模式重建以及政治與經濟制度變革。

潛在風險與挑戰: 失控風險、價值衝突、權力集中、隱私與安全問題、生存風險。

迎接未來,需要考量跨領域合作、國際合作與治理、安全研究與對齊、倫理與價值共識、包容與公平以及永續發展。

因此 AI既不是救世主,也不是毀滅者,而是一項強大的通用技術。它如同一面放大鏡,能放大人類的智慧,也可能放大人類的偏見與衝突。

從工業革命到資訊革命,人類每一次技術突破都伴隨機遇與挑戰。AI的真正價值,不在於機器能做什麼,而在於人類如何運用它來促進知識創新、經濟繁榮與社會福祉。

二十一世紀最重要的課題,或許不只是「AI能否超越人類」,而是「人類能否以智慧駕馭AI」。這將決定未來世界的樣貌,也將決定人類文明的新方向。

AI 時代的來臨,對個人而言,既是挑戰,也是機遇。許多人擔心工作被取代、知識快速貶值,甚至懷疑自己的價值。然而,回顧歷史,每一次重大技術革命都改變了人類社會的運作方式,也重新定義了人的角色。蒸汽機取代體力,電腦取代部分計算能力,而 AI 則開始承擔部分認知工作。

因此,在 AI 時代最重要的問題不是「如何打敗 AI」,而是「如何與 AI 共存並共同成長」。有幾個重要方向:

一、從知識競爭轉向智慧競爭

二、把 AI 視為助手,而非對手

三、培養 AI 難以取代的能力

四、終身學習成為基本生存能力

五、從勞力密集、知識密集走向意圖密集

六、回到人的本質


AI 時代不是人與機器的戰爭,而是人類文明的一次升級。如果工業革命解放了人的體力,資訊革命擴展了人的知識,那麼 AI 革命正在重新定義人的角色。

未來最成功的人,未必是最聰明的人,也未必是最會使用 AI 的人,而是:能夠善用 AI,卻不失人性;擁抱科技,卻不迷失自我;追求效率,卻仍堅守價值的人。在 AI 時代,人類最大的競爭力,終究不是人工智慧,而是人類智慧。

2026年4月21日 星期二

AI 與百工百業: 亞洲大學演講

AI 與百工百業: 亞洲大學演講

AI 與百工百業 (ChatGPT 製作) 

生成式 AI 席捲全球

2025年是 AI 代理人元年

2026年是具身 AI 元年

全面影響經濟與社會

攸關文明走向的重要力量

生成式AI 聊天機器人 ChatGPT於 2022年底由美國 OpenAI 公司推出 ,由於強大好用,將這波AI 熱潮推上高峰,應用滲透到各行各業。 生成式AI 可生成文字、圖像、音訊甚至影片,但主要是內容生產工具,被動應答,單輪預測,依賴單次指令驅動。近來則有AI 代理人的誕生,特色是有自主能力,多部規劃、基於目標導向作業,閉環執行,端到端執行方案。Nvidia 創辦人黃仁勳曾說:「2025年是AI 代理人元年」,也確實讓世人看到很大的進展。

今年黃仁勳又說:「2026年是具身 AI元年」,具身AI 即 Physical AI,也就是可在真實世界運作的AI,使AI 從數位世界走向真實世界。須要整合感測器、AI 模型與制動器。達到感知、理解、決策以致於行動。具體範例從掃地機器人、無人機、自駕車到人身機器人與人協作、處理家事與擔任保全等。

AI  如同電力與網際網路,是一種通用技術(General Purpose Technology),全面影響經濟與社會。技術架構包括算力、資料、演算法以及應用場景要素。其三大特性為可擴散性、可組合性並為創新加速器。深刻重塑百工百業的生產模式、人才需求與競爭結構。舉其大者,包括:

一、製造業: 智慧製造,預測維護,製程良率優化,電腦視覺檢測。可提升良率與效率、降低停機成本以及強化製程優勢。

二、醫療: 精準醫療與診斷輔助。關鍵應用有協助影像判讀,輔助診斷,加速藥物研發,健康預測,個人化醫療。可以提升診斷準確率,降低醫療成本以及延長健康壽命。

三、教育產業:個別化學習與教學輔助。包括課程設計、教材生成、自動評分與回饋、AI 家教以及學習路徑個人化。可以提升學習效率、促進終身學習,同時改變教師角色、

四、金融業:風險評估與智慧投資。關鍵應用包括信用評分、詐欺偵測、演算法交易、風險管理。可以提升金融效率、降低詐騙損失、改變投資模式以及客服自動化等。

五、法律與服務業:文件分析與客服自動化 。關鍵應用包括法律文件分析,自動摘要,智慧客服,語音助理等。可提升服務效率、改變工作型態等。

六、創意產業:內容生成與設計輔助 。關鍵應用包括圖像生成、音樂創作、影片剪輯、廣告文案生成。可以降低創作門檻、提升創意產能,同時有改變智慧財產權議題。

七、農業:智慧農業與精準種植。關鍵應用包括作物監測、智慧灌溉、病蟲害預測、無人農機。可以提升產量、降低資源浪費以及強化糧食安全等。

八、交通運輸:自駕與智慧物流 。關鍵應用包括自動駕駛、智慧交通號誌、物流路徑最佳化、無人配送。可以提供交通便利、降低運輸成本、提升交通安全以及改變物流產業。

九、科學研究:加速知識發現 。關鍵應用包括蛋白質結構預測、新材料發現、科學文獻分析、自主化實驗等。可以加速科學突破並改變研究方法。

十、政府治理:智慧交通、智慧能源、智慧治理與公共衛生,致力於建立永續發展與高韌性的城市環境。關鍵應用包括智慧城市、公共安全、政策模擬、資源分配最佳化。可以優化城市管理與服務,提升資源效率並改善生活品質,但帶來隱私與倫理挑戰。

AI 對百工百業的影響帶來空前的機會,也帶來嚴峻的挑戰。首先是 AI 取代人力造成的就業問題,由於工作重塑、技能轉型,亟需跨域能力,人機協作。在教育上,須要培養專業能力與 AI素養並重以及跨域人才,促進產學合作以及建立終身學習機制。其他則有學術誠信、參與度與偏見、幻覺與假訊息、透明度、公平與准入、原創性以及智財權等,再者造成貧富不均、妨害隱私
可能戕害民主、助長詐騙、資安疑慮、武器濫用以及導致認知退化等困難,也須要正視。

AI 的發展提醒我們,科技變革從來不只是技術問題,更是社會與制度的轉型工程。如何在創新與治理之間取得平衡,如何在提升效率的同時兼顧倫理與公平,將是未來必須面對的重要課題。AI 並非單一產業的議題,而是攸關文明走向的重要力量。唯有及早思考其深層影響,並做好制度與教育準備,方能在這場科技革命中掌握契機,開創新的發展格局。

2025年11月14日 星期五

人工智慧與材料科學: 114年 MRS-T 年會

人工智慧與材料科學:  114 年 MRS-T 年會

AI 在材料科學應用 (ChatGPT 製作)

材料科學是現代科技的基礎,推動半導體、超導體、電池和奈米材料的進步。這些領域面臨兩大核心挑戰:多體系統的複雜性,以及材料組成和結構的巨大可能性。

人工智慧 (AI),尤其是機器學習 (ML),已經成為應對這些挑戰的變革工具 : 做出預測、指導實驗和揭示新的物理現象。

1.  AI 對材料研究的重要性

挑戰:預測材料特性需要解決量子多體問題,而對於大型系統而言,計算通常很困難。

可能的材料組成與結構極為繁多,組合海量使得反覆試驗的設計效率低。實驗表徵會產生難以分析的多面向、富有雜訊資料。

AI 擅長複雜、多面相資料中的模式辨識、計算量大的計算的快速近似以及在材料發現流程的最佳化。

2. AI 在材料科技的應用

A. 預測特性: AI模型學習材料結構、成分與特性之間的關係(結構-屬性關係)。範例包括預測電子能帶結構和能態密度、估算熱、光學或機械特性、預測超導轉變溫度等。如機器學習模型透過學習已知數據並提出測試參數空間之外的有前景的化合物,預測了新的潛在高溫超導體。

B. 發現新材料: GAI 可以設計具有所需特性的假設材料。能逆向設計,指定目標特性並讓AI提出候選結構。以及篩選資料庫(例如,材料項目、OQMD)比從頭計算快。如人工智慧提出了新的鈣鈦礦太陽能電池材料,其預測效率高於迄今為止實驗發現的效率。

C. 相圖映射: 材料科學通常涉及豐富的相圖(例如超導相、磁相、拓樸相)。 AI 可以幫助從實驗或模擬資料中識別相邊界,當傳統相變階次參數不明確時對相變進行分類以及發現強相關系統中的隱藏或湧現階段相。

如在蒙特卡羅資料上訓練的神經網路已經區分了自旋模型中的拓撲相和常規相,而傳統的對稱性破缺描述則失效了。拓撲相是物質的一種特殊量子狀態,其特性由穩定的拓撲不變量所描述,不受局部擾動影響。

D.實驗數據分析: 掃描穿隧顯微鏡 (STM)、X 射線繞射 (XRD) 和光譜等先進的表徵技術會產生大量資料流。 AI 可以透過以下方式提供協助影像去雜訊與重建、從光譜中提取關鍵特徵以及自動解釋繞射圖案。

如卷積神經網路 (CNN) 已用於分析 STM 影像,偵測人眼看不見的晶格缺陷和局部順序。

3.人工智慧在該領域的優勢,包括避免強力計算,加速研究、引導實驗朝參數空間中最有希望的區域進行、能夠發現非直觀的材料行為以及理解來自現代儀器的「大數據」。

4. 挑戰與注意事項,包括可解釋性:黑盒模型的預測通常難以從物理上解釋。資料稀缺性:許多材料系統缺乏足夠的高品質訓練資料。可遷移性:針對某一材料類別訓練的模式可能無法很好地推廣到其他材料類別。 整合性:將人工智慧洞察與成熟的物理理論結合仍然是一項挑戰。

5. 未來方向

以物理為基礎AI:將已知的對稱性和守恆定律納入 AI 模型,可提高準確性和可解釋性。

自主實驗室:完全由 AI 驅動的自動化材料合成與性能循環實驗。

跨學科方法:結合材料資料庫、人工智慧和量子運算來解決前所未有的規模問題。

可解釋的 AI:開發不僅可以預測而且可以提供對觀察到的現象背後機制的洞察的模型。

AI 正在改變材料科學,它能夠更快、更聰明、更有系統地探索物質。透過連結實驗數據、計算模型和理論,AI 不僅加速了科學發現,還開啟了新的概念視野 
例如發現奇異的量子相,或為尚不存在的技術設計材料。

然而,要充分發揮這一潛力,物理學家、材料科學家和人工智慧專家之間的合作至關重要
,以確保人工智慧方法尊重底層物理學並以嚴謹的科學為基礎。

2025年10月9日 星期四

生成式AI 與高等教育以及科學研究: 清華材料系書報討論

生成式AI 與高等教育以及科學研究: 清華材料系書報討論

GAI 在科學研究上的應用 (ChatGPT製作)

生成式 AI (Generative AI,GAI) 於2022年底橫空出世,讓非專業人員可與AI 直接對談,有如「舊時王謝堂前燕,飛入尋常百姓家」,引起很大回響,僅是 OpenAI 的 ChatGPT,每周即有七億人次使用,同時 GAI 能力進步迅速,應用日漸廣泛而深入。

目前 GAI 已成教學場所的有力工具,並且在科學研究上顯現出獨特的能力,2024年諾貝爾物理獎與化學獎,不約而同的頒給AI 專家,而兩位經濟獎得主也有與AI 相關的著作,可見其威力強大與前景可期。

本演講將分四部分講述:

一、生成式AI 的發展與能力,

二、生成式AI 與高等教育,

三、生成式AI 與科學研究,

四、生成式AI 與材料科技發展。

一、生成式AI 的發展與能力 (略,見114.3.20: 從 AI運用談大學教育)

二、生成式AI 與高等教育 (略,見114.11.11: AI與高等教育)

在教學與學習的應用方面,對教師來說,舉凡課程大綱、教案、教材、備課、考試、出習題,AI 都是很好的幫手,如何讓AI 輔助教學,發揮功能,是一大挑戰。對學生來說,AI 工具可以是全時家教、學伴,協助資訊檢索和總結、互動探索、內容綜合,養成自主學習的能力特別重要。大學能及時培訓足夠的師資,引導學生善用AI,是目前最大的挑戰。

三、生成式AI 與科學研究

人工智慧 (AI) 正在徹底改變科學研究,它能夠實現更快、更準確,甚至通常是全新的發現形式。從自動化繁瑣的任務到發現人類無法察覺的模式,AI 正在改變跨學科研究的發展、發表和應用方式。

1. AI作為研究助理

人工智慧最直接的影響之一是增強人類研究人員的日常工作能力,包括:

數據處理與分析:人工智慧演算法可以解析數 TB 的實驗或觀察數據,識別基因組學、天文學、氣候科學等領域的有意義的模式。

文獻綜述與綜合:語意搜尋引擎和自然語言處理 (NLP) 模型等工具可協助研究人員快速找到相關論文,甚至產生摘要。

實驗自動化:在材料科學和化學領域,人工智慧控制機器人系統運行實驗並動態調整參數。

例如DeepMind 的 AlphaFold 解決了幾十年來根據氨基酸序列預測 3D 蛋白質結構的難題,這是人工智慧模式識別能力在生物學領域的突破。

2. 加速發現

人工智慧不僅使研究更有效率,也開啟了全新的研究途徑,包括:

假設生成:人工智慧可以透過分析人類無法獨自消化的大量資料集來提出新的假設。

模擬和建模:機器學習提高了物理、氣候模型和藥物發現中模擬的速度和準確性。

跨學科創新:人工智慧將各個領域的見解連接起來,例如應用電腦視覺來分析考古文物或應用 NLP 來解碼古代文獻。

例如在藥物研發領域,Insilico Medicine 和 BenevolentAI 等公司使用人工智慧來識別新型候選藥物並預測其療效,從而將傳統時間縮短數年。

3. 研究民主化

人工智慧降低了小型機構和研究人員的進入門檻,包括開源人工智慧工具和基於雲端的平台可以存取強大的運算資源。公民科學計畫使用人工智慧讓大眾參與科學數據分析,如Galaxy Zoo 或 Zooniverse 計畫。

4. 挑戰與擔憂

儘管前景光明,但人工智慧研究也面臨重大挑戰,包括:

數據和模型中的偏見:人工智慧可以傳播或放大現有的偏見,導致錯誤的結論。

透明度和可重複性:許多人工智慧模型都是黑盒子,這使得其他人很難驗證其發現。

倫理影響:對於醫療保健或社會科學等敏感領域,人工智慧的結論需要仔細的倫理審查。

技能差距:並非所有研究人員都接受過人工智慧技術的培訓,在研究界造成了數位落差。

5. 未來方向

展望未來,人工智慧可能變得更容易解釋和透明,提高信任,透過將研究翻譯成多種語言並整合來自不同來源的數據來促進全球合作,實現「自主科學」,即人工智慧驅動的系統獨立設計和進行實驗、解釋結果並進行迭代。

人工智慧正成為現代研究人員工具包中不可或缺的工具,以前所未有的速度催化著科學進步。透過將人類的創造力和批判性思維與機器的效率和分析能力相結合,科學研究正在進入一個新時代——知識將呈指數級增長,創新也將更具包容性。

研究人員、政策制定者和機構必須共同努力,確保人工智慧得到負責任、透明和公平的使用,以便其變革潛力能夠真正造福科學和整個社會。

四、生成式AI 與材料科技發展。(略,見114.11.14: 人工智慧與材料科學)

在AI 時代,材料科技與 AI 息息相關,互為依托,應受到正視,以利用厚生。總結生成式 AI應用廣泛,強大而好用,但必須要了解它的限制與可能的缺點,同時生成式 AI 只是 AI技術的一小部分,處於AI時代,不可不知。

2025年6月25日 星期三

一一四年顯微鏡學會年會: 先得 AI 者勝

 一一四年顯微鏡學會年會: 先得 AI 者勝

顯微鏡學會年會

AI 與電鏡的交叉融合

教學研究與研究專業之家

很高興再度來參加顯微鏡學會年會。上次參加年會還是在三年前,當時我曾就台灣電子顯微鏡應用的發展懷舊一番,比喻現今與五十年前的舊時有如天壤之別,有幸看到後來發展迅速。

三年前在台灣大學參加年會,我曾說有回到家的感覺,今天在我四十幾年來的教學研究之家清華大學,參加更長時間的研究專業之家年會,也見到許多中生代的老朋友,倍感親切。

在去年底送走了最後一位博士畢業生,回想起來,指導的前後約一百一十位博士畢業生以及數不清的碩士生,沒有一位不是以電子顯微鏡為最主要的研究工具,雖然目前已關掉實驗室仍然不能忘情而持續關心電子顯微鏡的發展。

上星期參加我以前一位博士生指導的第一個博士生畢業口試,曾問他研究上與 AI 互動的情形,在 AI 時代,這是未來研究越來越須要面對的問題

不知大家有沒有估計過,世界上現在正在使用的電子顯微鏡有多少台;以往要自己查詢,千頭萬緒,現在 AI時代,可從問聊天機器人 ChatGPT 或 Deepseek 開始 :

GPT: 由於製造商和機構很少公佈準確的累積數量,因此很難獲得全球範圍內穿透式電子顯微鏡 (TEM) 和掃描電子顯微鏡 (SEM) 使用數量的可靠數據。不過,一些行業報告和公司揭露的資訊提供了一些有用的估算:

在長達約千字的分析後結論是:
SEM 的用途十分廣泛 -- 全球可能有五萬台 SEM 在運作。
TEM的使用較為有限而且昂貴 -- 全球大約只有一萬台。


其次是有關電子顯微鏡的展望: 
ChatGPT (節錄):
電子顯微鏡 (EM) 前景光明,在硬體、軟體和跨學科應用的推動下,其發展日新月異。以下是對其未來發展軌跡的全面概述:
1.技術進步
a.解析度改進,b.低溫電子顯微鏡(Cryo-EM),c.時間分辨電磁法

2.生物與醫學應用
藥物設計、細胞結構、疾病研究

3.材料科學與奈米技術
缺陷、界面和奈米結構的原子分辨率成像使得在原子尺度上進行材料設計成為可能。
原位電子顯微鏡 (EM) 可以即時觀察運行條件下的電池材料、催化劑和半導體。
電子斷層掃描可以對複雜的奈米結構進行 3D 重建。

4.人工智慧與計算進步
人工智慧輔助影像分析:深度學習可自動執行粒子拾取、去雜訊、分類和重建。
與大數據平台的整合可以實現高通量結構研究。
模擬和建模越來越多地與電鏡數據相結合,以了解動態過程。

5.產業與科技融合
半導體產業使用電鏡來鑑定微晶片中的奈米級特徵和缺陷。
自動化電子顯微鏡正在部署在材料和生命科學的品質控制流程中。

6.更廣泛的可及性和民主化
基於雲端的遠端操作和數據處理平台正在將 EM 存取擴展到精英實驗室之外。

7.未來的挑戰與機遇

結論
電子顯微鏡正邁入黃金時代,融合了量子、生物和數據科學。它的未來將深度跨學科發展,推動奈米技術、結構生物學和即時成像領域的前沿發展。我們期待電子顯微鏡變得更強大、更自動化,並成為基礎研究和應用創新不可或缺的一部分。

Prompt: 人工智慧和電子顯微鏡
ChatGPT :
AI 與電鏡的交叉融合正在改變這一領域,它能夠提升成像品質、加速數據分析,並推動材料科學、生物學和奈米技術領域的新發現。以下是對兩者融合的結構化展望:

1.人工智慧驅動的影像處理
a.去雜訊和超分辨率,b.自動去除偽影

2.自動粒子和特徵檢測
a.冷凍電鏡,
可以實現自動粒子拾取,加速了3D 重建流程。
b.材料科學中的 SEM/TEM
機器學習模型自動偵測晶界、位錯、空隙和奈米顆粒。

3.結構預測與解釋
AI 有助於從電子斷層掃描中的 2D 切片重建 3D 模型。

4.現場和即時分析
AI 增強時間電子顯微鏡 (EM): AI可以幫助即時分析不斷變化的結構(例如相變、成核、催化)。
只有在發生關鍵事件時,AI 才會協助觸發資料擷取,從而節省儲存和處理。

5.儀器自動化
AI 被用於引導對焦、對準和樣本追踪,從而實現用於高通量研究的自動採集方式。

6.資料探勘與關聯分析
AI 可以實現:跨數千個 EM 資料集進行模式識別。
多模態關聯(例如,將電鏡與X射線、拉曼或螢光資料結合)。
提取複雜材料中的結構-性能關係。

7.挑戰與未來方向
挑戰 AI解決方案及研究方向

總結展望
AI影響領域
影像品質: 增強解析度、去雜訊、去除偽影
處理率: 自動採集和重建
解釋 : 粒子拾取、斷層掃描、結構擬合
即時洞察: 動態研究中的事件精準偵測
無障礙設施: 透過自動化和雲端工具實現民主化

是了解這些問題的開始,但不應照單全收,而應檢驗並判斷其正確性與周全性,再做進一步探討。總之,AI 已經大軍壓境,是兵家必爭之地,先得者勝,是大家應積極面對的。

2025年3月20日 星期四

清華月涵學校講座: 「從AI 的運用談大學教育」

 清華月涵學校講座: 「從AI 的運用談大學教育」


前瞻學習班

具清華特色

課程要項

濟濟一堂

高速列車取得車票不難

很榮幸來擔任清華月涵學校講座,我與主辦單位商定的題目是「從AI 的運用談大學教育」,與大家分享我使用生成式 AI 的經驗,以及對 AI 運用於大學教育的看法。

AI 快速發展方興未艾,甚至可以如火如荼形容,去年的諾貝爾物理獎與化學獎得主都有 AI 專家, 物理獎得主 Jeffrey Hinton 有「AI 教父」的稱號,他與另一位得獎人共同因為「透過人工神經網路實現機器學習的基礎發現和發明」,並由於機器學習對物理研究大有幫助而得獎,雖然讓 Hinton 聲名大噪的是影像辨識在 2016年勝過人類的能力。

在化學獎方面,兩位 AI 專家是因「預測蛋白質結構」而得獎,他們能根據胺基酸序列來預測蛋白質結構。蛋白質的胺基酸序列以長串連接在一起,折疊起來形成三維結構,這對蛋白質的功能至關重要。兩位得獎人提出了一個名為「阿爾法折疊2」(AlphaFold2)的 AI 模型。他們使用該模型預測出近兩億個蛋白質的三維結構,自從有了這項突破,已經有 190個國家超過 200萬人使用阿爾法折疊2。

獲獎者的工作在如天文、氣象、環境汙染防治、藥物放送等廣泛領域中已經帶來了很大的效益,而他們不約而同的提到使用人工神經網絡,可用以開發新材料。

在談發展前景時,如果回頭看這波AI 浪潮的時間順序,可能可以由 2017年 4月李開復先生出版的「人工智慧來了」看出端倪,當時社會上已充滿對 AI討論與憧憬,本人有緣建議國內的頂尖科技智庫「中技社」致力於 AI的探討,因而於 2018-2024年辦理了七場大型研討會,包括
「AI對科技經濟社會政治暨產業之挑戰及影響」(2018.2.22),
「AI時代社科文教之變革與創新思維」(2019.3.13),
「AI 智能應用對日常生活之翻轉與創新」(2019.8.23),
「AI倫理治理與醫療防疫」(2020.10.16),
「AI在教育領域應用」 (2022.9.7),
「AI智慧製造與數位轉型」 (2023.3.30),
「AI在服務領域應用」 (2024.3.27),

會後並各出版一本研究報告。同時在 2023年與 2024年分別進行「AI教師培育及教材教法」以及「AI跨域教師培育示範與教學資源共享之實踐」探討,並出版研究報告,將研討結果與建議提供政府機構與民間單位做決策參考。每項研討,常會辦理幾次較小型的座談會。另外舉辦三場次每次兩天「國中 AI教師培育營」 (新北、彰化、南投) ,參訪 AI 展示中心 (東海、逢甲、亞洲、中華、敏實) 以及舉辦六次「大專院校AI 創意競賽」,包括:
AI與藝術、創新服務與教育 (2019年),
AI與健康照護 (2020年),
AI與農林漁牧 (2021年),
AI與生活 (2022年),
AI與教學 (2023年),
AI與ESG (2024年),

所以對 AI 科技發展與應用略有些了解。

AI 最簡單的定義是由人造機器或工具呈現,協助或取代人工的智慧或能力。2022年11月 30日,美國 OpenAI 公司,推出新型聊天機器人 ChatGPT (Generative Pre-Trained Transformer) ,意為「預習式文本生成器」,資料庫部分來自維基百科,部分來自研究機構、分析師和詩人作品,能夠提供複雜、冗長甚至有趣的回應,由於其強大好用,佳評如潮,迅速席捲全球,主要的作用是讓 AI「飛入尋常百姓家」,人人得以上手,同時發展迅速而驚人,幾乎讓人目不暇給。

ChatGPT 的特點是根據提問「無所不答」,幾乎可以立即寫出幾百甚至上千字的文章,字句通順不說,而且有些相當有趣,另外主要功能為生成新數據、圖像、音樂與影訊等信息,具有非常廣泛的應用,在圖像生成方面,可生成逼真的圖像或多種風格和變形效果,在文字或語言生成方面,可用於自動寫作、翻譯、對話機器人等方面,甚至能由文字提問,短時間內即能生成長達兩分鐘的逼真或科幻影片。

本報告前半部將介紹個人於約兩年時間內使用生成式 AI的體驗,由生成式AI 的里程碑,逐一檢視其主要功能:
2022年11月30日: OpenAI 公司推出 ChatGPT,
2023年 3月 14日: OpenAI 公司推出 GPT-4,功能比ChatGPT更為強大,
2023年10月19日: GPT-4 開放生成式軟體繪圖的工具, Dall-e3,
2024年2月15日: OpenAI 推出 Sora,它能根據使用者輸入的文字描述,產生最長1分鐘的高畫質影片,當時 Sora 僅提供紅隊成員(錯誤訊息、仇恨內容和偏見等領域的領域專家)試用,讓他們以對抗性方式測試該模型,以免濫用,
2024年 3月13日: Figure AI 發布 Figure 01 人形機器人 (ChatGPT + Robot = Figure 01) ,在 OpenAI 模型的協助下,Figure 01現在可以跟人類進行完整對話,善於推理,並執行各種動作。由範例,可見Figure 01聽得懂人類指令並自主決策執行,
2024 年3月21日: Suno AI發布創作音樂 AI Suno v3,讓用戶免費創作長達兩分鐘的音樂,通過簡單的文字提示,甚至由一張圖,請其賦予音樂的感覺,使用戶能夠生成出原創歌曲,
2024年 5月13日: OpenAI 公司推出 GPT-4o,在多語言和視覺基準方面取得了最先進的結果,創下了音訊語音辨識和翻譯的新記錄。本身支援語音到語音,使得回應幾乎即時且無縫,
2024年 6月10日: 快手 (Kuaishou) 公司推出 Kling (可靈) AI ,可製作長達兩分鐘高畫質影片,顯示中國大陸AI 應用的實力不容小覷,
2024年12月9日: OpenAI正式向 ChatGPT Plus和 ChatGPT Pro使用者公開發布 Sora的試用版本,這些付費使用者可以開始使用 Sora,
2025年1月20日: 中國大陸 「深度求索」(DeepSeek)公司發布 Deepseek R1,有超高性價比,挑戰業界普遍認為由美國建立起的規則:以規模制勝,為追求更高的性能,算力只能不斷膨脹,參數數量呈現指數級增長,同時帶來了驚人的能源消耗和訓練成本。

在測試已開放而免費的 Deepseek V3能力時,曾請其 評析中國古典名作: 《岳陽樓記》、《前赤壁賦》、《滕王閣序》、《蘭亭集序》、《歸去來辭》等,西洋名作:《哈姆雷特》,名畫與雕塑: 達文西《蒙娜麗莎》,羅丹《沉思者》,音樂: 歌劇《唐懷瑟》(Tannhäuser)序曲等,另比較李白與杜甫、拜倫 (Byron) 與雪萊 (Shelley)、李白與莎士比亞等。

同時也請其闡釋與英譯清華校訓、為梅園故事寫歌詞與作古詩、作以數字入詩之五言與七言詩。發現其中文能力顯然較 GPT-4o 強。寫歌詞較到位,五言詩與七言詩皆押韻,在 1月 27日發布的 繪圖工具 Janus Pro 7b 評價不俗,但尚未搭載於Deepseek V3中開放使用。因此與 GPT-4o相較,各有千秋。

在教學與學習的應用方面,對教師來說,舉凡課程大綱、教案、教材、備課、考試、出習題,AI 都是很好的幫手,如何讓AI 輔助教學,發揮功能,是一大挑戰。對學生來說,AI 工具可以是全時家教、學伴,協助資訊檢索和總結、互動探索、內容綜合,養成自主學習的能力特別重要。大學能及時培訓足夠的師資,引導學生善用AI,是目前最大的挑戰。

如果請 Deepseek 就「從AI運用談大學教育」為題發揮,主要內容有AI 在大學教育中的應用領域、技術驅動的教育創新、教育模式的變革、倫理與挑戰、未來趨勢與前沿探索以及結論與展望,並逐一條列大綱,考慮相當周全。

另有感於AI 的應用,在目前對人文科的學生衝擊最大,而報載人文科的學生對選修AI 課程,普遍興趣不大,因而思考開一門專為非理工科學生設計的AI 微課程,請 Deepseek 設計「生成式 AI 的應用」八小時微課程大綱,它羅列目標、課程特色外,大綱標目為:
第一小時:生成式 AI 初探,
第二小時:文字生成魔法,
第三小時:圖像生成奇想,
第四小時:音樂生成旋律,
第五小時:影片生成創意,
第六小時:生成式 AI 的倫理議題,
第七小時:生成式 AI 的未來趨勢,
第八小時:期末專案發表。

每標目下
,有四五項大綱另附評量方式、期望成果,是一個很好的起點,也讓人領會其威力。

生成式 AI 不啻帶動新一波的工業革命,有人比喻它為科技發展的高速列車,但取得車票並不困難,將其視為水電來用,是正確的看法。

總結生成式 AI應用廣泛,強大而好用,但必須要了解它的限制與可能的缺點,同時生成式 AI 只是 AI技術的一小部分,處於AI時代,不可不知。

2024年6月14日 星期五

2024退聯會樂活講座: 生成式 AI的應用

2024 退聯會樂活講座: 生成式 AI的應用

人事室與退聯會合辦 (孫海珍攝)

人工智慧來了 (孫海珍攝)

協助「中技社」研討AI 科技

AI 無所不在 (孫海珍攝)

ChatGPT 橫空出世 (孫海珍攝)

飛入尋常百姓家 (孫海珍攝)

強大好用 (孫海珍攝)

Q&A (趙淑華攝)

很歡迎大家來參加今天清華人事室與退聯會合辦的樂活講座;去年七月我也在此會議廳類似場合講「清華的花木」,今天又毛遂自薦來講「生成式AI的應用」,算是野人獻曝,希望不會讓今天來捧人場的同仁們失望。

人工智慧 (AI ) 近年來火紅,如果看時序,大約從李開復與王詠剛先生在 2017年出版的《人工智慧來了》一書的內容,可看出當時AI 已對人類的生活產生了很大的影響,差不多同一時候
個人有機會建議國內頂尖科技智庫「中技社」研討AI 相關議題,從此就協助「中技社」規劃和執行AI 科技研討的工作,至今舉辦了七次與 AI 有關主題大型研討會,十幾次較小型的座談會,三場次每次兩天「國中AI教師培育營」以及五次「大專院校AI 創意競賽」,所以對 AI 科技發展與應用有些了解。

AI 最簡單的定義是由人造機器或工具呈現
協助或取代人工的智慧或能力。2022年11月30日,美國 OpenAI 公司,推出新型聊天機器人 ChatGPT (Generative Pre-Trained Transformer) ,意為「預習式文本生成器」,資料庫部分來自維基百科,部分來自研究機構、分析師和詩人作品,能夠提供複雜、冗長甚至有趣的回應,由於其強大好用,佳評如潮,迅速席捲全球,主要的作用是讓AI「飛入尋常百姓家」,人人得以上手,同時發展迅速而驚人,幾乎讓人目不暇給。

ChatGPT 的特點是根據提問「無所不答」,幾乎可以立即寫出幾百甚至上千字的文章,字句通順不說,而且有些相當有趣,另外主要功能為生成新數據、圖像、音樂與影訊等信息,具有非常廣泛的應用,在圖像生成方面,可生成逼真的圖像或多種風格和變形效果,在文字或語言生成方面,可用於自動寫作、翻譯、對話機器人等方面,甚至能由文字提問,短時間內即能生成長達兩分鐘的逼真或科幻影片。

本報告將介紹個人於約一年半時間內使用生成式AI的體驗,由生成式AI 的里程碑,逐一檢視其主要功能:

2022年11月30日: OpenAI 公司推出 ChatGPT
2023年 3月 14日: OpenAI 公司推出 GPT-4,功能比ChatGPT更為強大,
2023年10月19日: GPT-4 開放生成式軟體繪圖的工具, Dall-e3
2024年2月15日: OpenAI 推出 Sora,它能根據使用者輸入的文字描述,產生最長1分鐘的高畫質影片,目前 Sora 僅提供紅隊成員(錯誤訊息、仇恨內容和偏見等領域的領域專家)試用,讓他們以對抗性方式測試該模型,以免濫用,
2024年 3月13日: Figure AI 發布 Figure 01 
人形機器人 (ChatGPT + Robot = Figure 01) ,在 OpenAI 模型的協助下,Figure 01現在可以跟人類進行完整對話,善於推理,並執行各種動作。由範例,可見Figure 01聽得懂人類指令並自主決策執行,
2024 年3月21日: Suno AI發布創作音樂 AI Suno v3,讓用戶免費創作長達兩分鐘的音樂,通過簡單的文字提示,甚至由一張圖,請其賦予音樂的感覺,使用戶能夠生成出原創歌曲,
2024年 5月13日: OpenAI 公司推出 GPT-4o,在多語言和視覺基準方面取得了最先進的結果,創下了音訊語音辨識和翻譯的新記錄。本身支援語音到語音,使得回應幾乎即時且無縫,

2024年 6月10日:
快手 (Kuaishou) 公司推出 Kling (可靈) AI ,可製作長達兩分鐘高畫質影片,顯示中國大陸AI 應用的實力不容小覷。

生成式AI 工具基本特色是容易上手,趣味與潛力無窮。
有人把未來人類分會用 AI 的人與未用 AI 的人,能力差異懸殊很值得大家思考與警惕。

總結生成式 AI應用廣泛,強大而好用,但必須要了解它的限制與可能的缺點,同時生成式 AI 只是 AI技術的一小部分,處於AI時代,不可不知。

2023年11月17日 星期五

生成式AI的應用: 石油學會年會演講

 生成式AI的應用: 石油學會年會演講

不敢「班門弄斧」

女大學校長就職 (雷諾瓦風格
SD 生成)

愛因斯坦與塞尚對飲 (SD 生成)

希臘哲學三聖 (SD 生成)

浪漫氣氛 (SD 生成)

戴茶花美女 (Mid-Journey 生成)

 普羅米修斯 (SD 生成)

尋秦記封面 (SD 生成)

製作投影片插件

由照片轉換成影片並配音

很感謝石油工會邀請來貴會年會演講,當初陳理事長初定的題目是「AI 在油氣產業的應用」,讓我非常惶恐,由於自2017年來,我有緣協助中技社規劃與執行AI相關研討會等工作,所以對AI有相當了解,但對油氣產業相對陌生,雖然可以由搜尋資料,照本宣科,但不敢在各位先進前「班門弄斧」,幸好陳理事長表示有彈性,所以我今天的講題是: 「生成式AI的應用,從油氣產業談起」。

根據維基百科: 「生成式AI(Generative AI)是一種基於深度學習模型的AI技術,主要功能為生成新數據、圖像、文字內容、音訊等資源,具有非常廣泛的應用,在圖像生成方面,可生成逼真的圖像或多種風格和變形效果,在文字或語言生成方面,可用於自動寫作、翻譯、對話機器人等方面。」 自去年十一月30日,距今天剛好差不多一年,美國 OpenAI 公司,推出新型聊天機器人 ChatGPT (Generative Pre-Trained Transformer) ,
意為「預習式文本生成器」,料庫部分來自維基百科,部分來自研究機構、分析師和詩人作品,能夠提供複雜、冗長甚至有趣的回應由於其功力強大好用,佳評如潮迅速席捲全球。


OpenAI 公司再接再厲,於今年三月14日推出進階版 GPT-4,更為強大,我自己是 ChatGPT 愛用者,目前是每月付二十美元付費的 ChatGPT Plus會員,另外最近又加入其製作簡報的插件 「聰明的簡報檔」(Smart Slides) 付費會員 (月付十五美元) ,同時
GPT-4主要產生文字回應,而市面上已生成式軟體繪圖的工具,包括 OpenAI 推出的 Dall-E 以及 Stable Diffusion (SD) 等,它可以在幾秒鐘內創建能想像到的任​​何內容的高品質圖像 - 只需輸入文字提示並點擊「生成」。由於我並非資訊專家,只是生成式AI的重度使用者,相信我的經驗會對非專家很實用今天我就與大家分享我使用這項工具的體驗,「野人獻曝」一番,也希望能「拋磚引玉」。

到石油工會可能還是以AI在油氣產業應用為例較為恰當,首先我提問「AI 在油氣產業應用」,GPT-4迅速的臚列探勘與預測、生產優化、設備維護和監控、供應鏈和物流管理、安全和環保、能源交易和風險管理等項,並加說明。其次它可應需要,利用 Smart Slides 插件,製作關於AI在油氣產業的應用的簡報投影片,並附有圖片。目前投影片品質尚未達專業水準,但是一個很好的起點。

ChatGPT 的特點是根據提問「無所不答」,幾乎可以立即寫出幾百甚至上千字的文章,字句通順不說,而且有些相當有趣,或很有道理,有專家評論說:「大學作文已死」以及「中學英文的終結」,並非危言聳聽,而是部分接近事實,如何因應,是所有教育工作者都迫切地須要多加探索的;在去年十二月我最先試用時,正是號稱台灣的「護國神山」台積電被迫到美國亞利桑那州設廠議題正夯時刻,所以我就此問了「對台灣的影響」、「歷史意義」、「對台灣的歷史意義」、「對於中國的歷史意義」等問題,發現答案四平八穩,但也有相當知識含量,雖有小錯,但瑕不掩瑜,值得一試。同時也請 Stable Diffusion 繪圖,幾經嘗試,得到尚算切題的圖像。

接者,因為一位清華同事將赴南部某大學擔任校長,我請 Stable Diffusion 繪圖誌念;該線上軟體工具,可以文字說明意象,並指名採取哪位大師風格,就可立刻產生一幅像我一樣的外行人,做夢也畫不出的人物畫。試用之下,一發不可收拾,做各種嘗試,相當有趣,其中包括莫內、馬內、雷諾瓦、塞尚、梵谷、畢卡索等名家風格,產生的作品,到目前為止,並不受版權限制。也顯示 AI 繪圖不再是專業人員所獨享,已經「飛入尋常百姓家」,人人可把玩。

其次,利用AI生成「賀新年」、「春之頌」個名家風格影像,再嘗試生成奇幻影像,例如「塞尚與愛因斯坦喝咖啡」、「畢卡索在月球上喝咖啡」,更進一步由修改例圖的提示,生成「梅花仙子」、「戴茶花美女」等,效果都相當驚人。

在音訊方面,現在已有網站提供將上傳照片轉換成影片,並用上傳錄音檔配音的服務;例如我上傳一張近照,以及「各位好,今天我為大家介紹生成式AI的應用」錄音檔,經幾秒鐘處理後,照片中的我開始以原音講話,並顯現露齒、眨眼等動作,相當有趣;據報導,現在也有以講話音痕,模仿真人講話的服務,配上真人照片,經加工處理後,可以亂真,目前在Youtube 上已可看到不少這種例子。

下一步測試AI 寫詩的能力,首先看中文古詩,首先看看其寫詩能力,先從七言詩「迎新年」、「迎春」開始,接著試五言詩與新詩,再問「對新年的期盼」:在作七言詩方面,偶有失手,同時最初似不了解何為五言詩,經重複指證,GPT-4已可產生不錯的作品。如不限古文詩,則發揮的甚好。至於對未來的期盼,考慮周詳,發人深省,令人驚豔。既利用 AI 文字產生程式,也會連帶想到試用 Stable Diffusion AI 圖畫產生程式,不花多少功夫,即完成一篇圖文並茂尚可一閱的筆記,相當神奇。

其次試試它在浪漫英詩方面的能力,先問浪漫主義詩體,並請以浪漫英詩拜倫 (Byron) 、雪萊 (Shelley) 與濟慈 (Keats) 浪漫英詩風格寫「春之頌」開始: 再請問此三家風格以及比較,也對答如流,收穫不少;感嘆有此超級學伴,人類可謂已進入學習的黃金時代,莘莘學子應把握良機。

清華在4月 14日舉行「原住民族科學發展中心」建築落成典禮,首先請GTP-4寫一首新詩禮讚,接著問出它懂十二種台灣原住民語言,最後可以各種語言寫詩:如以排灣族語作一首詩禮讚屏北高中小清華,並附英文翻譯,中文翻譯如下:

在屏北高中培育心智,
年輕人尋求知識和智慧,
未來將因小清華的傳承而輝煌。


因為由排灣族語翻譯過來,因語法差異,較不溜轉,但仍見GPT-4的能力超強。

在網路上聽說有人在利用ChatGPT 迅速寫成數十本小說,並在線上出售,因此以「科學家穿越到古希臘」與「科學家穿越到古中國」為題,看其表現,結果讓人嘆為觀止,尤其從所提供建議《克羅諾斯的禮物》與《玉門關行記》為書名的情節,或真可據以寫一本小說,甚至是英文小說,頗有自娛效果。《玉門關行記》設定古中國時期是漢武帝時代,讓人印象深刻,再試試「科學家穿越到古中國秦始皇時代」,因而有《尋秦記》的構想,想想寫「漢武帝」、「唐太宗」朝廷故事應很有趣,且待以後分解。

ChatGPT 也可用以設計課程大綱,以個人熟悉的課程「電子顯微鏡學 (大學程度)」、「電子顯微鏡學 (研究所程度)」、「半導體材料與製程」、「半導體元件」等課程測試,相當到位。據報導 GPT-4寫教案,也表現不錯。

在設計研討會討論題綱方面,曾經請GPT-4設計「AI 在製造業、服務業與教育應用」、「電資領域AI課程規劃與推動」、「非電資領域AI課程規劃與推動」等,發現頗有幫助。同時以「AI 在教育上應用」測試其能力,先是列了七項,請他再列舉一些,又加了幾項,如是重複,一直加到五十五項,似乎還可以繼續接受挑戰,沒完沒了,倒是我自己覺得應適可而止,留一些時間來分析其應答脈絡。接著試以「AI 在製造業的應用」提問,同樣「隨問隨答,沒完沒了」,這次問到第四十項為止,由於項目太多,也可請其分類;同時,ChatGPT 在每一項下,會稍加說明,如果你請它較仔細說明,它也會以約一倍半文字說明,真是善體人意,而且頗顯機敏。

在設計學習大綱方面,以哲學為例,請它設計「哲學」、「西方哲學」、「中國哲學」、「東方哲學」、「東西哲學比較」等,是很好的入門指南。在觀點分享與比較方面,提供如「科學與藝術」、「藝術家風格與比較」、「文學家風格與比較」、「哲學家學說與比較」、「李白與莎士比亞」等意見,作為思考的起點。

再試「文案與文書處理」,請分別以四百字與一千字簡介清華大學,撰寫介紹台灣聯合大學系統文案,活動新聞稿,各種場合致詞,發送一定主題電子郵件,撰寫反駁文章等,相當中規中矩,可作為初稿之依據。

在時事背景方面,總結「俄烏大戰」、「以哈衝突」、「中美洲政治」、「火山佈雷系統」、「子母彈與貧鈾彈」相關資訊,以為議論的參考。

比較實用的,如設計行程等,包括旅程、工作日程、飲食計畫、食譜、健身規劃,作業解答等,項目繁多,讓許多人受益。

在今年 4 月 14 日,美國紐約時報刊載一篇名為「使用 ChatGPT 的 35 個 範例」,讓人更見識它的威力;同時報導當時限制部分專家使用的「看圖說故事」,如上傳一張冰箱裡貯藏食物的照片,GPT-4 會一一辨認出其中食材,建議利用這些食材的食譜,以及如何製作菜餚的逐步指南,有趣而驚人。

限於時間,總結今天的報告是生成式AI應用廣泛,強大而好用,但必須要了解它的限制與可能的缺點,同時生成式AI只是AI技術的一小部分,處於AI時代,不可不知。

2023年10月30日 星期一

AI 製作投影片: 中技社「電機資訊領域AI課程規劃與推動」討論會

 AI 製作投影片: 中技社「電機資訊領域AI課程規劃與推動」討論會

現今技術趨勢與市場需求

聰明的投影片製作工具

很感謝大家來參加「電機資訊領域AI課程規劃與推動討論會」,今天的會議是中技社執行「AI 教師培育與教材教法之探討」計畫之一部分,未來也將討論「非電機資訊領域AI課程規劃與推動」。

由於約一年前 ChatGPT 的推出,讓非AI 專家能直接領受到AI 的威力;最近我在試用ChatGPT-4 (GPT-4) 的插件 (plug-in) 「聰明的投影片」(Smart Slides) ,感受到AI 日趨強大,它可根據 GPT-4 所提供的資料,製作簡報投影片,同時附有圖像,譬如說我今天早上,請它提供「電機資訊領域AI課程規劃與推動」討論題綱建議,除「開場與介紹」: 說明討論會的目的與背景以及參與者介紹,首先提列 「AI在電機資訊領域的重要性」: 包括「現今技術趨勢與市場需求」以及「AI的潛在應用」,其次是「現行AI課程狀況分析」,包括「課程內容與結構」與「學生反饋與成果」,接著是「課程規劃建議」,包括「新課程提案」、「跨領域合作的機會」以及「實務與理論的結合」,再其次是資源與支援,包括「教材與工具」、「教師培訓與進修」與「產學合作機會」,再列出「討論與問答」,包括「參與者提問與分享」、「建議與意見收集」以及「結論與未來方向」,最後是「討論會總結」以及「下一步的行動計劃」,他並徵求建議或修改意見,大體來說,是一個很好的討論起點。

GPT-4的插件 (plug-in) 有很多,目前最少有二十六種,Smart Slides 是我至今唯一試用的一種,相信其他插件一定有不少讓人驚豔的功能,如果能請專家逐一介紹,會是一個很吸引人的課程;另一方面,不可不知的是,它有一個小陷阱,就是先讓你免費試用後,要開始收費;目前有每月五、十、十五美元訂閱方案,我選的是每月十五美元方案,顯示我認為它很好用。

另一方面,中技社團隊列出的討論題綱,包括:

一、電資領域學生應具備之跨域知識整合能力建構。
二、電資領域教授自我增加AI專業,以及與其他專業跨域合作(「AI+X專業」或「X專業+AI」)之挑戰與建議。
三、校方AI+X跨域課程之規劃與推動建議。

與 GPT-4建議,可謂相輔相成,互相參照,會更完整。

最後值得一提的是,上星期六有機會參加台大校友文化基金會辦理的高教論壇,會中有一位校長提到,它最近與美國麻省理工學院院長見面,曾問他「有了 ChatGTP,大學課程中要教甚麼」,這位院長說,「還在研究中」;這裡要注意,麻省理工學院電機資訊學系與幾乎所有美國一流大學一樣, 屬於工學院,也就是說,電機資訊學系的課程也面臨大變動,這可能是在討論「AI課程規劃與推動」時要考慮到的。

在此順便一提,交通大學前校長張懋中努力將電機相關所系,如電子工程系,合併為電機系,但試行以後,由於同系學生選擇領域偏向軟體設計,明年起將設立半導體工程系,以吸引硬體製程人才,也可看出國內環境之特殊性
,有些措施要因時因地而調整


歸納與會專家的看法:

1. 個別化的AI課程規劃:由於不同學校具有不同的性質和需求,因此不宜由教育部一體制定,應由學校設計適合的課程。

2. 跨領域課程合作:由於教師及學生的背景知識不同,合作中可能會面臨挑戰,需加強溝通以解決不同專業背景之落差。

3. 課程再造:課程再造相當重要,可以一門AI課程或是微學程取代同質性高之課程。

4. AI實作之重要性:理論性的課程效果可能不如實作課程佳,建議加強實作課程,讓學生動手學習AI知識。

5. 建立AI教學資源共享平台:建立一個共享平台是至關重要的。可由政府機關如教育部或國科會等建立,由法人單位如中技社從旁協助推動,透過該平台讓資源得以流通共享。

2023年8月17日 星期四

收穫滿滿: 中技社彰化縣「國中AI教師培訓營」

收穫滿滿: 中技社彰化縣「國中AI教師培訓營」

八卦山下

彰安國中

完成教案設計

今天到彰化縣八卦山下彰安國中來是為了補足沒有上完「培訓營」課程;因為我本周一在新北市大觀國中上了第一天的課,因有他事無法在第二天到場學習,幸好中技社另外舉辦了彰化場,可以有補課的機會,否則會很遺憾。

早上在課間休息時,與一位老師閒聊,很高興知道他認為在培訓營「收穫滿滿」,這也是我的感覺;培訓營是由為教育部主編各級中小學校「與AI 做朋友」教材的李建業教授主持規劃,並邀情林信廷與謝博文兩位精研豐富的專業名師共同授課,希望在兩天內,不僅能從基礎出發,並以應用為重點,提供在國中小教案實例以及目前教學資源,深入介紹各大文字與圖像生成平台,分享案例以討論如何在課堂中帶領學生使用 AI,提高學生的學習效率與學習深度,並反思教育現場會產生的衝突與矛盾。學習如何藉由生成式 AI來提高設計課程的效率,進行很紮實的培訓。

在規劃課程時,有感於新型聊天機器人ChatGPT的強大,不僅在第一天下午解密生成式 AI,今天上午排入課程中引導學生操作AI案例,下午更以實作方式引導學員「善用生成式AI,完成教案設計」,我自己自今年二月請成為每月繳納美金二十元的 ChatGPT Plus 付費會員,可試用更強大的 GPT-4,做了很多嘗試,但不知道可以下載插件 (plug-ins) 作更方便的應用;在課間休息時間經謝博文老師指點,迅速搞定,不用像非訂戶申請
下載要等待通知光是此點,就可讓包括我在內的學員「不虛此行」。

另一方面,這兩天也看到報導,由於ChatGPT運作,每天成本達七十萬美元,一月約兩千萬美元,而推出ChatGPT的OpenAI 公司至今尚未發展出獲利的商業模式,到現在已虧損五億多美元,而試用次數從每月十七億人次降到十五億人次,如此到年底可能有破產之虞,因此在很多人將 ChatGPT 問世比喻為電力的發明時,如果有一天ChatGPT消失了,就像停止供應電力一樣,情況會相當嚴重;由於各大高科技平台公司包括 Google、Apple 、Facebook 等均已開發類似產品,所以應不至於「斷電」,未來如何發展,值得大家密切注意。

下午的課程包括透過 padlet、ChatGPT 。Gamma、Canva等平台,學習如何藉由生成式 AI來提高設計課程的效率,並透過組內的討論以及組間的發表進行課程的共同備課,融合眾人的優點完成自己的教案。我雖沒有直接參與討論,但充分體會到padlet、Gamma、Canva等平台的好用與強大,相信會對各位老師未來學習與教學會有很大幫助。

培訓營在結業前舉行綜合座談,學員在 2 天培訓營或日常授課中,所碰到 AI 教學相關問題,皆可在該時段進行交流,由三位講員協助解答。最後請學員協助填寫課後問卷,並提供寶貴之反饋意見,以為中技社後續活動的參考。

2023年8月14日 星期一

ChatGPT : 中技社新北市「國中AI教師培訓營」

ChatGPT : 中技社新北市「國中AI教師培訓營」

新北市大觀國中

新北市雲端智慧科技中心

跨域協作

這一周本人似乎與新北市教育界人士,尤其是張明文局長,特別有緣,上星期二才在新北市政府代表「台灣聯合大學系統」(台灣聯大) 與新北市簽署課程合作備忘錄,今天又與張局長在此同場,頗為難得。

很湊巧的,在中技社舉辦新北市「國中AI教師培訓營」的今天,聯合報頭條及內頁一系列新聞都在報導AI 相關消息,顯示AI在現代社會的重要性。剛才陳執行長已經說明中技社舉辦此項活動的背景,中技社自2018年起,致力於推廣AI 認知與應用,舉辦了六次大型「AI+X研討會」,會後則出版專題報告,對政府及民間團體作專業的建言。另一方面,中技社自2019年起也連續舉辦AI創意競賽,今年活動邁入第五屆,將以「AI與教學」為競賽主題,以期獎勵更多跨領域優秀人才,讓AI於教學領域之應用注入新思維。

同時中技社除正在進行「AI 治理準則」研討外,更擬從實踐中,尋找最有效的著力點,進一步擴大觸角與影響力,做為擬定未來工作方向參考以及公共政策建言的基礎。

今天的「國中AI教師培訓營」是中技社的一項新的嘗試,根據中技社去(111)年執行「AI 在教育領域應用」議題研究結果,立案將深入研究「AI 師資培育及教材教法之探討」的議題,在與為教育部主編各級中小學校「與AI 做朋友」教材的李建業教授等專家研商之後,鎖定請李教授主持規劃「國中AI教師培訓營」,將共舉辦三場:新北市、彰化縣與南投縣場,各為期兩天,陸續於今天起在八月份舉行。

大家在報名時一定有注意到,這次培育營課程重點之一是對聊天機器人 ChatGPT 應用的介紹,我是在去年十二月開始試用 ChatGPT,今年二月成為每月繳納美金二十元的 ChatGPT Plus 付費會員,可試用更強大的 GPT-4,整體而言是感覺「物超所值」,應該會成為長期訂戶,而中技社也特別貼心的為完訓學員,自完訓日起一個月內,提供期間申購 ChatGPT Plus新台幣 650 元的補助,千萬不要錯過。

由於 ChatGPT Plus 的強大功能,有人將今年稱為「AI 應用元年」,在許多領域,造成非常大的衝擊;在大學教學與考核上,教師必須面對學生利用ChatGPT 交作業與在家或開卷考試 (take-home or open-book examination) 問題,我自己是採鼓勵態度,由於我要求研究生以英文撰寫學位論文,在往年學生第一版論文用語多被我改得面目全非,因為 ChatGPT的幫助,初版就相當流利,批改論文要輕鬆很多,衍生的問題是一方面讓擔任指導教授絕活之一價值大為減損,另外就是知識財產權的問題;雖然研究成果為原創,但記述方式是否恰當,是必須嚴加注意的。

而在實務上,清華大學在5月1日公布「大學教育場域AI協作、共學與素養培養指引」,成為國內第一個明訂將培養學生AI素養的大學。並自校學期起,除了將AI融入課程,也將舉辦工作坊及研討會,全面提升師生AI素養,將這項新挑戰化為研究與教學的助力。這些在AI 領域正在發生,並迅速演變的問題,是所有教育界人士需要密切注意。追蹤與思考的。

本培育營承蒙李建業教授,林信廷與謝博文兩位名師擔任授課講師,未來希望能與教育主管單位協作推廣
,最後祝大家學習愉快。

2023年5月15日 星期一

和 AI 做朋友: 「AI 教師培訓營之教材教法」專家諮詢座談會

 和 AI 做朋友: 「AI 教師培訓營之教材教法」專家諮詢座談會


和 AI 做朋友 (國中篇)

AI Stable Diffusion 2.1 繪培訓營場景

歡迎大家來參加今天的座談會,我首先做一背景說明: 中技社做為國內頂尖的科技領域智庫,是最早關注AI 發展並持續投入資源探討AI 應用與衝擊的智庫,自2018年舉辦了六次大型「AI+X研討會」,會後則出版專題報告,對政府及民間團體作專業的建言。目前正在規畫與執行的還有兩次大型研討會。

另一方面,中技社自2019年起也連續舉辦AI創意競賽,2019年以「AI與教育」、「AI與創新服務」與「AI與藝術」為主題, 2020年聚焦於「醫療防疫」,2021年續辦「AI與農林漁牧」競賽;2022年則以「AI與生活」為競賽主題,今年活動邁入第五屆,將以「AI與教學」(智慧型代理人、教學助教、沉浸式教學、適性化教學、智慧評測等)為競賽主題,以期獎勵更多跨領域優秀人才,讓AI於教學領域之應用注入新思維。這主題也與各位與會專家的專長息息相關,歡迎大家指導學生一起參加。

同時中技社除正在進行「AI 治理準則」研討外,更擬從實踐中,尋找最有效的著力點,進一步擴大觸角與影響力,做為擬定未來工作方向參考以及公共政策建言的基礎。

根據中技社去(111)年執行「AI 在教育領域應用」議題研究結果,目前教師將資訊科技融入教學應用,多數仍停留於教學數位化階段,對於支援教師教學及促進學生學習成效相當有限,應強化學校教師的 AI 教學能力。鑑此,今年將深入研究「AI 師資培育及教材教法之探討」的議題,

在 108 課綱中,國小資訊教育 (含 AI 課程) 採取融入課程教學,相關教材教案較多元豐富;而國、高中有另外開設資訊科技課程,其中高中早在九年一貫時期已設立專門電腦課程且有專任資訊教師,具備相關教學經驗,但國中多由生活科技或其他科目教師兼任,雖然多數教師透過第二專長學習取得資訊科技專長教師證書,相較高中,仍較難以透過自學精進自身 AI 教學能力,需透過相關培訓課程,增強其教學能量。

據此中技社規劃籌辦國中教師培訓營,以促進我國 AI 教學之發展,提升學校教師的 AI 思維與教學能力,協助國家培育 AI 時代產業及社會發展所需之人才。本次專家諮詢會議,旨在協請各位專家集思廣益,針對國中 AI 教師培訓營初步規劃,提供看法與建議,藉以完善教師培訓營之規劃。

在此際籌辦「AI 國中教師培訓營」,很特別的是有去年十一月底橫空出世的 ChatGPT 因素,它所以能席捲全球,與它超強的能力而能與非專家直接對話有關,最新版的 GPT-4 已有能力輕鬆通過美國全國律師考試,且名列前百分之十,在生物奧林匹克競賽中,更名列前百分之一,同時在各級各種考試中,往往可名列前茅,來勢洶洶,由其它活潑好用,不需科技背景,免費提問,就可能得到妥適的答案,效果宏大;很多專業工作者發現他是一個博學多才的好助理,學生們則會感覺他是一個有耐心的助教,甚至是好老師,因此初步規劃將生成式 AI 使用技巧納入課程重點之一。

各位與會專家學者一定很熟悉李建樹教授等所主編的國小、國中與高中各階段「和 AI 做朋友」教材,這次教師培訓營之規劃承蒙李建樹教授全力協助,已有很好的雛型,敬請大家就初步規畫之培訓目標、培訓對象、活動地點、授課教材、授課教師、培訓營形式、舉辦時間、成效評估、吸引誘因等加以討論,以集思廣益,做為後續執行重要參考與依據。

[附記] 對 ChatGPT 提問: 「如何評估 AI 教師培訓營的效果?」
ChatGPT回應:
「評估 AI 教師培訓營的效果可以通過以下幾個方面來進行:
一、參與者滿意度調查:在培訓結束後,可以向參與者收集反饋意見,了解他們對培訓營的整體評價、內容、教學方法等方面的滿意程度。
二、知識掌握測試:在培訓營開始和結束時,對參與者進行相關知識測試,以評估他們在培訓過程中的知識吸收情況。
三、實際應用能力評估:設計一些實際場景,讓參與者在培訓營結束後應用所學知識解決問題,從而評估他們的實際應用能力。
四、長期追踪調查:培訓結束後,對參與者進行長期追踪,了解他們在工作中如何應用所學知識以及培訓對他們職業生涯的影響。
五、對比分析:可以與其他類似的教師培訓營進行對比分析,以評估本培訓營在同類營中的優勢和不足。
六、教學質量指標:從參與者在教學實踐中的表現來評估培訓效果,例如學生的學習成果、參與者的教學評價等。

綜合以上幾個方面的評估結果,可以對 AI 教師培訓營的效果進行全面評估。同時,根據評估結果,主辦方可以不斷完善培訓內容和方法,以提高培訓營的效果。」

相當令人驚豔!

2023年4月30日 星期日

頭等大事: 2023年材料系值年系友回娘家

 頭等大事: 2023年材料系值年系友回娘家

風風光光

感恩惜福

清華「第一系」

ChatGPT影響會越來越大

提防「被戰爭」

少長咸集

材料系的榮耀

很高興看到各位值年系友回娘家,以往回娘家主體是畢業三、四十年系友,今年也有畢業一、二十年系友,更為盛大,是向好發展。大家在畢業多年後在母校歡聚,是難得的緣分也是福分,值得感恩惜福。

去年料系曾盛大慶祝成立五十周年,以「清材五十,精采一百」為主題,真實的寫照材料系五十年來的發展,較特別的是原來主持規劃的張守一系主任,正是93級的校友,由於新冠肺炎疫情,正式慶典延到十月舉行,已是由02級的陳柏宇系友接棒主持,慶典辦得風風光光,熱熱鬧鬧,象徵材料系系務「欣欣向榮」。

母系的發展等一下系主任會向大家報告,我特別提兩件事,也就是材料系不僅是學術界的龍頭,而且在畢業生表現與向心力方面,穩居清華「第一系」;客觀的數據顯示,清華在百周年校慶時,為籌募興建綜合體育館經費,成立百人會,材料系系友,無論在會員人數與金額上,都勇奪第一,2018年,開清華創立「系級永續基金」先河,以「雙百會」方式,籌募「永續基金,,得以孳息協助母系延聘優秀教師與招收優良學生,都在在顯示系友的實力與愛護母系之心,是材料系的榮耀。

最近最夯的話題之一,應是去年底由 Open AI推出的新型聊天機器人 ChatGPT,而且影響會越來越大。我自己是 ChatGPT 愛用者;在本月初,我為「工業材料」雜誌「煮字集」專欄寫了一篇「AI 與材料科技」的文章,談談「材料科技對AI發展之貢獻」以及「AI 於材料科技之應用」,首先將此兩問題對ChatGPT提問,它的回應雖不見得完整,但相當中肯,是一個探索相關議題的很有用的起點,可視為學習與研發的強大輔助工具

我在整理文章後投稿,覺得 ChatGPT 貢獻很大,因此問編者稿酬怎麼算? 編者的答覆是: 「我剛剛有問 ChatGPT,它給我的回答是:『作為一名AI語言模型,我不能接受稿費。我的目的是為您提供高質量的文本創作服務,以幫助您實現您的寫作目標。』」編者認為;「只要常常跟他互動,讓他可以更精準地『成長』,就是最棒的稿費!」,是相當有趣的經驗。

同時,大家當然也很關心兩岸和戰的問題,在俄烏戰爭爆發後,使得數百萬烏克蘭人逃亡海外,我們都熟悉的鄰居友校曾募得一筆獎學金,提供烏克蘭難民學子來台就讀,後來發現不少得主因父母認為台灣太危險,而放棄來台;台灣真危險嗎? 如果看西方媒體報導,智庫推演「台灣淪陷」時,將炸毀台積電、核電廠列為選項,美國有相當影響力的人士鼓吹全民皆兵,每人發一支步槍為巷戰做準備,販售快速佈雷系統給台灣,甚至建議台灣青年服役三年等,似乎台灣真的已陷入險境。

另一方面已進行超過二十年的美國杜克大學 (Duke University)「臺灣國家安全研究」 (Taiwan National Security Studies),在2019年到2022年三次民調,都顯示台灣人會反抗共軍入侵,可是願意站出來從軍或者展開抵抗行動的人,低於30%。2022年12月接受「中央研究院政治所」委託的民調查顯示,台灣人願意從軍的僅13.3%,會抵抗的15.1%。而三次民調中,會戰至一兵一卒的都低於1%,確切的數字在2022年是0.3%、這並不代表台灣人不愛國不愛家,而是認為兩岸戰爭是莫名其妙,捲入中美抗爭中「被戰爭」,今天看到一篇政論文章,標題是「兩岸和平關鍵-誠心和好或刻意對立」,相當中肯,只要回想不到幾年前,大陸旅客每年來台數以百萬計,沒有人會想到兩岸會有戰爭,「避戰謀和」應不困難。而且是目前頭等大事。

今天大家回娘家,與大家分享一下近來經常思考的問題,希望能獲得一些共鳴;最後祝大家健康愉快,一切順利。