读AI繁荣04AI提升教育水平
读AI繁荣04AI提升教育水平
1. 预测与预防
1.1. 数据与数据工程是AI数字生态系统的核心组成部分
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1.1.1. 数据中蕴藏着答案,但人类的数据处理能力存在着天然的局限性
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1.1.2. 即便我们拥有全球数据资源,面对浩如烟海的信息洪流,也仿佛置身于堆积如山的钢针“草垛”,试图从中寻找特定的那一根,要找到关键信息点,难如登天
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1.1.3. AI与机器学习无可取代的优势所在:它们能够从海量数据中提取出关键模式,为人类研判决策提供支撑
1.2. 保险业正借助数据与AI技术重塑商业模式,在欺诈检测方面表现尤为突出
- 1.2.1. 当资金切实被用于医疗服务,而非流入欺诈行为时,个人与企业的保费有望大幅下降
1.3. 保险数据的价值还体现在风险预测
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1.3.1. 识别早期风险指标并据此为老年人提供个性化健康建议,帮助老年人延长健康寿命
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1.3.2. 既提升了老年人的生活质量,又降低了保险公司的赔付风险,最终通过优化保险产品设计,实现了双赢的局面
1.4. 任何技术工具都存在被滥用的风险,AI预测模型也不例外:它可能导致特定人群被拒绝承保,也可能加剧对特定人群(如有色人种)的系统性偏见
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1.4.1. 需要公共政策制定相应的防护机制
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1.4.2. 印刷机,它既能印制启迪众生的典籍,也可能被用来传播煽动种族仇恨的有害言论
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1.4.3. 刀具既可烹饪美食,也可沦为凶器
2. AI拓展科研与治疗的新边界
2.1. 人类健康远不止智能手表记录步数或提醒用药这么简单
2.2. 除了疾病预测、预防与治疗,AI还在基础生物学层面,拓展着人类认知的边界,推动个性化医疗愿景成为现实
2.3. 已借助AI在蛋白质结构预测领域取得了重大突破
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2.3.1. 蛋白质作为生命的基本单元,决定着细胞层面的生理功能
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2.3.2. 对蛋白质的深入理解,对于推进遗传学、病毒学、细菌学以及疾病机理的认知至关重要
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2.3.3. 精准预测蛋白质结构的能力被誉为“生物学革命”,它将重塑生命科学研究范式,极大地加速药物研发与医学进步的进程
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2.3.4. AI网络AlphaFold,已经成功预测了约100万个物种的2亿多个蛋白质的结构,几乎覆盖了地球上所有已知的蛋白质
- 2.3.4.1. 这些高精度的预测结果,正深刻地改变生命科学领域的研究范式,在很大程度上减少了对X射线晶体学、冷冻电镜等耗时且成本高昂的实验方法的依赖
2.4. AI在生命科学领域的影响将极其深远
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2.4.1. 治疗神经退行性疾病ALS(肌萎缩侧索硬化)在内的多款新药,已经快速进入临床试验阶段
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2.4.2. mRNA技术的非凡之处在于,理论上可通过修正人体蛋白质结构缺陷来治疗各类疾病
- 2.4.2.1. 只需提取特定蛋白质的遗传编码,在实验室环境中完成合成后,将其注入人体以激发免疫反应
3. 健康革命
3.1. 规模日益壮大的互联设备、应用程序和传感器构成的生态系统,结合AI分析数据的能力,正引领人类迈向更健康的未来
3.2. 在这个未来图景中,医疗服务将变得更加普惠,健康管理方案也将更具个性化
3.3. 慢性病患者能够借助智能设备实现更高效的治疗管理,运动爱好者则可借助科技突破自身的体能极限
3.4. 更重要的是,AI将不断拓展人类在医学健康领域的认知边界,攻克棘手的医学难题
4. ChatGPT
4.1. ChatGPT是一款集成多种技术的大语言模型,其设计目的是针对人类提出的问题和指令生成文本响应
4.2. 大语言模型基于深度学习,通过分析海量现存文本(包括全网内容、维基百科、X平台等社交媒体数据,以及Common Crawl等开源语料库等),进而实现文本预测、翻译与生成等功能
4.3. 4个步骤
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4.3.1. 将输入的单词或句子序列分割成词元(token),并转换为数字序列
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4.3.2. 将分割好的这些词元映射到嵌入空间,赋予其语义信息。含义相近的词句在此空间中的位置相邻,模型会记录每个词元的位置编码(positional encoding)。
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4.3.3. 模型会动态计算词元间的注意力权重,即确定某个词元对其他词元的“关注”程度
- 4.3.3.1. 在实际运算过程中,多个注意力权重会并行计算,以捕捉现实语境的不同维度信息
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4.3.4. 模型输出下一个最有可能出现的词元的概率分布
- 4.3.4.1. 生成的词元会重新输入模型中,循环往复,直至输出完整的内容
4.4. 算法是通过检索与主题相关的信息片段,并将它们组装成合理的模式
4.5. 与传统的需要记忆整句话的序列处理方式不同,这种并行处理机制可以同时处理大量词语,使得模型训练速度呈指数级提升,并且能够解析更为海量的文本数据
4.6. AI训练师负责理解用户意图、设置输出安全护栏
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4.6.1. AI训练师的核心任务是对模型生成的各类回答进行优先级排序
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4.6.2. 这些人类反馈数据会被算法转化为奖励函数,进而驱动强化学习过程(即RLHF技术,人机协同强化学习)
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4.6.3. 随着训练数据规模不断扩大、维度持续拓展,模型会针对同一指令生成多个备选回答,并通过包括相关性、信息量、危害性等在内的多维评估体系进行自动标注
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4.6.4. 最终,由人类依据回答质量进行排序,持续优化模型输出,确保生成既合理又符合预期的回答
4.7. ChatGPT的设计初衷是实现对话式交互,形成“用户提问、系统应答、持续追问”的循环模式
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4.7.1. 一方面,人们惊叹于其生成逻辑通顺文本的能力(实际上这是对特定语境表达范式的精准模仿),由此衍生出诸如“AI将颠覆文案创作、新闻业、编程等领域”的预言
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4.7.2. 另一方面,伊恩·博格斯特等作者则犀利地指出,ChatGPT存在局限性,它经常给出不准确的答案,甚至会坦率承认自身的错误
4.8. ChatGPT并不是非黑即白的存在,与其他强大的工具一样,使用者的意图才是决定其价值发挥的关键
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4.8.1. 从ChatGPT得到的答案很平庸,只是因为我没有深入钻研使用技巧
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4.8.2. 那些善于运用它的人,已经得到了令人惊艳的答案
4.9. ChatGPT等AI工具并不能取代人类思维与专业能力
- 4.9.1. 更有可能转变为增强和拓展人类现有能力的工具
4.10. “人机协作模式”:人类不再被动等待AI输出结果,而是主动引导AI并纠正其可能出现的错误
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4.10.1. 意味着专家能够弥补AI在能力上的不足,而AI反过来也能帮助专家提升工作效率,这种双向赋能将极大地提升多个领域的生产力
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4.10.2. 即使不考虑AI带来的附加价值,凭借这种模式,一个人也足以完成原本需要团队协作才能完成的工作
4.11. 作家可快速润色AI生成文章中的那些拙劣语句,程序员能及时察觉AI生成代码里的漏洞,分析师可检验AI推导结论的可靠性
- 4.11.1. 作家无须独自撰稿,程序员无须全程手写代码,分析师也不用亲自处理数据
4.12. 以GPT-4为代表的生成式AI大语言模型,具备强大的模拟人类写作、考试、绘画与创作的能力
- 4.12.1. 与早期语言模型类似,GPT-4基于海量公开数据(含互联网内容等来源)进行训练,预测文档中的下一个单词
5. AI提升教育水平
5.1. 提升全球教育水平是人类当前面临的重大挑战之一
5.2. 玛丽·雪莱的《弗兰肯斯坦》(1818年)和塞缪尔·巴特勒的《埃瑞璜》(1872年)
- 5.2.1. 《终结者》《太空堡垒卡拉狄加》《黑客帝国》《黑镜》等影视作品
5.3. 根据任务类型的不同,ChatGPT输出的结果或令人信服,或滑稽荒诞,还有的让人感觉诡异
5.4. ChatGPT的出现既带来了兴奋,也引发了焦虑与不安,同时促使人们思考一系列重要的问题
5.5. 在历史的长河中,技术革新重塑经济格局、颠覆传统生计模式、改变人类行为方式的案例数不胜数
- 5.5.1. 时间与严谨的研究终将检验这些观点的真伪
5.6. ChatGPT的横空出世,促使人们重新审视重大技术革新必然引发的经典议题
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5.6.1. 直接的影响是书面作业作弊风险急剧上升,但这不过是冰山一角
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5.6.2. 利用ChatGPT作弊且逃避惩罚的情况的确有可能发生,甚至将成为一种常态
- 5.6.2.1. 教育工作者需要一段适应期来调整受技术冲击的教学方案
5.7. ChatGPT开启的时代已然不可逆转
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5.7.1. 教育机构必须与时俱进、主动革新,正如它们曾经适应互联网、个人计算机乃至计算器的普及一样
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5.7.2. 更为关键的是,AI与机器学习极有可能从根本上为教学模式带来积极的变革
5.8. 通过创新教学模式扩大知识传播的覆盖范围,依据个性化学习方案提升教育普惠性
- 5.8.1. 这种技术赋能不仅切实改善了个人的生命质量,还将引发促进就业、提升劳动生产率、缓解贫困等一系列社会连锁效应
5.9. 教育失衡在性别层面也表现得尤为突出
5.10. 提升教育支持效能
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5.10.1. 在中小学、高等院校等多数教育场景中,学生数量往往远超教师、学业顾问以及其他教职员工
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5.10.2. 聊天机器人基于预测算法运作
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5.10.2.1. 当用户输入问题后,系统会根据大量的历史数据与案例库,推测可能的答案
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5.10.2.2. 双向优化机制显著提升了沟通效率:学生能获得即时反馈,教职人员也得以腾出更多时间,去处理更有价值的工作
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5.10.2.3. AI聊天机器人通过处理课业咨询、发送截止提醒等常规事务,优化了学生的学习体验
5.10.2.3.1. 这不仅为教师节省了时间,使他们能够专注于教学内容和教学方法的创新,还能确保学生不会因为等待必要信息而耽误学习进程
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5.10.3. 长期以来,传统高校常以数百人讲座的形式开展通识教育,而近年来大规模开放在线课程(MOOC)的兴起,旨在满足成千上万名学习者的需求,推动教育规模化发展
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5.10.4. 教师显然无法独自应对所有学生的问题,而AI技术能够高效地提供有力支持
5.11. 自动化辅导与自主学习
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5.11.1. 成功的AI教育应用并非仅仅依赖算法,还必须契合用户群体的行为特征
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5.11.2. 对青少年而言,他们使用移动设备的习惯以及社交动机,同样是系统设计的重要考量因素
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5.11.3. 智能手机等移动终端能显著降低教育硬件成本,缓解网络接入压力,并以一种经济可行的方式,扩大教育机会
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5.11.4. 软件提供自主进度的个性化教学,旨在让学生在完全掌握当前知识点后再进入下一阶段的学习
5.12. 数据驱动型AI的另一大优势在于能为每一位学习者定制专属内容与体验
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5.12.1. 在发展中国家以及偏远社区等合格教师资源匮乏的地区,计算机辅助的个性化学习更能彰显其价值
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5.12.2. 不同能力水平的学生呈现的效果有所不同:个性化作业只对中等能力的学生产生积极影响,对高能力与低能力的学生群体并没有产生同等效果
5.13. 个性化技术在日常生活中已经得到广泛应用
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5.13.1. 在购物场景,如亚马逊、谷歌、Meta等借助推荐引擎平台
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5.13.2. 在娱乐场景,如奈飞、声田、潘多拉等流媒体服务
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5.13.3. 在出行场景,基于地理位置的推荐系统
5.14. 借助高校现有的学生数据,机器学习模型可以预测出哪些学生最可能辍学,这一方法让管理者得以提前采取干预措施,如提供咨询和其他支持服务,从而确保那些真正能从这些资源中受益的学生得到帮助
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5.14.1. 这是学校(保留率会影响学校的排名和声誉)和学生的双赢局面
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5.14.2. 机器学习模型的优势在于,凭借充足的数据,预测模型能发现人类难以察觉的规律
5.15. 应用场景:解答学生问题、节省教师时间、提供支持服务、预测辍学风险,甚至进行个性化学习辅导
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5.15.1. AI在教育领域的应用非常广泛,可以帮助院校遏制线上作弊行为,优化校园设施运营效率,提升教育的可及性以满足不同学习者的需求,通过互动游戏教授学龄前儿童基础学术技能,还能协助管理者优化时间表和课程计划
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5.15.2. AI对教育的贡献绝非仅仅局限于生成“语法正确却缺乏深度”的文本内容
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