Giáo án Tin học ứng dụng 12 kết nối bài 2: Trí tuệ nhân tạo trong khoa học và đời sống

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ:

- GV yêu cầu HS đọc Hoạt động 1 - Tìm hiểu một số lĩnh vực phát triển mạnh mẽ nhờ ứng dụng AI SGK trang 9 và trả lời câu hỏi:

Ngày nay, nhiều lĩnh vực đang có thay đổi lớn lao nhờ ứng dụng AI. Hãy chỉ ra một vài lĩnh vực mà em tìm hiểu được qua các phương tiện thông tin đại chúng và Internet.

- GV chia lớp thành 4 nhóm HS để thảo luận và đặt câu hỏi:

Các em hãy tìm hiểu trong SGK hoặc từ các nguồn khác và trình bày tóm tắt về những lĩnh vực được hưởng lợi ích to lớn từ sự phát triển của AI?

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi trả lời Câu hỏi củng cố kiến thức tr.10 SGK:

Hãy chỉ ra một vài lĩnh vực có sự phát triển đột phá nhờ những thành tựu của AI.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ: 

- HS tìm hiểu nội dung mục 2 SGK tr. 9 – 10 và thảo luận theo nhóm thực hiện nhiệm vụ.

- GV quan sát và trợ giúp HS.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận: 

- Đại diện các nhóm HS trả lời.

- Các nhóm khác đưa ra ý kiến nhận xét.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi Hoạt động 1 tr.9 SGK:

Một vài lĩnh vực đang có thay đổi lớn lao nhờ ứng dụng AI:

+ Hậu cần: AI được sử dụng để tối ưu hoá các tuyến đường giao hàng, dự đoán nhu cầu hàng hoá, quản lí kho bãi.

+ Bảo mật: AI được sử dụng để phát hiện các mối đe doạ bảo mật, chống tấn công mạng, bảo vệ dữ liệu cá nhân.

+ Năng lượng: AI được sử dụng để tối ưu hoá việc sử dụng năng lượng, phát triển các nguồn năng lượng mới, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

…
Hướng dẫn trả lời câu hỏi Củng cố tr.10 SGK:

ChatGPT - Sự đột phá về công nghệ ứng dụng trí tuệ nhân tạo.

+ ChatGPT có khả năng thực hiện nhiều nội dung phức tạp như: làm luận văn, viết thơ, biên tập một bài báo hoặc thậm chí là lập trình cho máy tính.

+ Trong lĩnh vực tài chính, ChatGPT hỗ trợ người dùng phân tích dữ liệu và đưa ra các quyết định đầu tư chính xác, nhanh chóng.

+ ChatGPT có thể hỗ trợ dịch ngôn ngữ trong thời gian thực, cho phép người dùng giao tiếp với những người nói các ngôn ngữ khác nhau thông qua giao diện trò chuyện.

…

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện: 

- GV nêu nhận xét, chính xác hoá lại các nội dung trả lời của HS.

- GV kết luận:  

Ngày nay, nhiều lĩnh vực của khoa học công nghệ và đời sống đã và đang phát triển mạnh mẽ dựa trên những thành tựu to lớn của AI. Có thể nói AI đã trở thành một phần không thể thiếu của cuộc sống hiện đại.

1. TRÍ TUỆ NHÂN TẠO VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ LĨNH VỰC

Ứng dụng của AI đang có thay đổi lớn lao trong nhiều lĩnh vực:

- Hệ chuyên gia: Với sự phát triển của AI, đặc biệt là Học máy, nhiều hệ chuyên gia đã có khả năng tự học từ dữ liệu để tự hình thành các luật và tri thức dựa trên dữ liệu.

Ví dụ: Hệ chuyên gia PXDE giúp dự đoán mức độ và loại ung thư phổi.

- Y học và chăm sóc sức khoẻ: AI được sử dụng để cải thiện chất lượng hình ảnh y tế, làm nổi bật những cấu trúc bất thường bên trong cơ thể, thực hiện đo đạc các chỉ số lâm sàng, hỗ trợ đưa ra các chẩn đoán và hướng điều trị chính xác, kịp thời.

Ví dụ:  Phần mềm IBM Watson for Oncology góp phần nâng cao hiệu quả điều trị ung thư: 

https://www.youtube.com/watch?v=UpFHNGF4F8o

- Giao thông vận tải: Ai được sử dụng để phát triển các phương tiện tự lái, quản lí giao thông thông minh và định tuyến phương tiện vận tải.

Hệ thống giao thông thông minh (ITS) giúp tăng hiệu suất giao thông, giảm thiểu ùn tắc, tiết kiệm năng lượng và tối ưu hoá triển khai hạ tầng giao thông.

- Tài chính, ngân hàng: AI hỗ trợ tự động hoá cập nhật chứng từ, hoá đơn vào cơ sở dữ liệu, phân tích, xử lí dữ liệu một cách hiệu quả để hỗ trợ quyết định đầu tư, phát triển và ngăn chặn gian lận, nâng cao trải nghiệm khách hàng. 

Hình thức Chatbot thực hiện bằng AI được ứng dụng ở nhiều ngân hàng.

- Sản xuất: 

+ Trong công nghiệp, AI giúp tự động hoá nhiều quá trình, từ chế tạo, lắp ráp, kiểm tra chất lượng đến quản lí chuỗi cung ứng.

Hình 2.1. Robot và hệ thống tự động hoá

+ Trong nông nghiệp: AI có thể giúp người nông dân tối ưu hoá quy trình chăm sóc vật nuôi và cây trồng; hợp lí hoá tưới tiêu, dự đoán mùa vụ,…

NatureFresh phân tích thông tin cây trồng trên quy mô lớn để đưa ra dự báo thu hoạch và năng suất chính xác.

- Giáo dục: AI giúp phát triển các nền tảng học tập được cá nhân hoá và hỗ trợ đánh giá kết quả học tập. Các nền tảng học trực tuyến có khả năng theo dõi, đề xuất nội dung phù hợp cho người học. Các trợ lí ảo hỗ trợ HS và GV trả lời câu hỏi, cung cấp các hướng dẫn và tài liệu học tập,…

Học trực tuyến

Ngoài ra, AI còn có nhiều ảnh hưởng trong các lĩnh vực khác như:

- AI được sử dụng để mô phỏng và mô hình hoá nhiều hiện tượng xã hội và nhân học.

- AI được ứng dụng để sáng tác âm nhạc, hội hoạ theo nhiều phong cách khác nhau.

- IoT và AI kết hợp được ứng dụng để giám sát môi trường, theo dõi biến đổi khí hậu.

- Xử lí ngôn ngữ tự nhiên và thị giác máy tính trong AI góp phần phát triển hàng loạt các ứng dụng thiết thực cho đời sống như dịch thuật tự động, hỗ trợ khách hàng bằng ngôn ngữ tự nhiên, các hệ thống nhận dạng hình ảnh và video đa dạng,…

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV yêu cầu HS chia sẻ ý kiến cá nhân về tình huống Hoạt động 2 tr.11 SGK: Trên cơ sở những thông tin về sự phát triển của AI ngày nay, hãy cho biết những suy nghĩ của em về tương lai của AI.

- GV chia lớp thành các nhóm từ 3 – 5 HS để cùng nhau tìm hiểu nội dung kiến thức ở mục 2 tr.11 – 13 SGK.

- GV đặt câu hỏi:

+ Sự phát triển của AI đã và đang diễn ra như thế nào?

+ Các thành tựu hiện tại của AI thuộc phạm vi Trí tuệ nhân tạo nào?

+ Mục tiêu dài hạn trong nghiên cứu và phát triển AI là gì?

+ AI tạo sinh là gì? Hãy nêu một ví dụ của AI tạo sinh và hãy cho biết những khả năng của ứng dụng đó.

+ Bên cạnh những lợi ích to lớn, sự phát triển của AI còn kéo theo những nguy cơ nào?

- GV yêu cầu HS vận dụng kiến thức vừa tìm hiểu, trả lời câu hỏi Củng cố tr.13 SGK:

Câu 1. Trên cơ sở các phân tích về khả năng xử lí ngôn ngữ của ChatGPT ở trên, hãy chỉ ra một vài ví dụ ứng dụng AI cũng có khả năng đọc hiểu, trả lời câu hỏi của người dùng.

Câu 2. Hãy nêu một số nguy cơ có thể xảy ra liên quan tới việc phát triển AI.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập:  

- HS quan sát và lần lượt thực hiện các yêu cầu.

- GV quan sát và trợ giúp HS: 

Ở tình huống Hoạt động 2, GV gợi ý HS có thể chia sẻ suy nghĩ của mình về tương lai của AI xoay quanh những điểm sau:

+ AI sẽ tiếp tục được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

+ AI sẽ trở nên thông minh hơn.

+ AI sẽ tác động sâu sắc đến xã hội.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận: 

- HS lần lượt trả lời các yêu cầu và nhận xét lẫn nhau.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi Hoạt động 2 tr.11 SGK:

+ AI sẽ tiếp tục được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: AI đã và đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực từ sản xuất, y tế, giáo dục, đến tài chính, giải trí.

+ AI sẽ trở nên thông minh hơn nhờ sự phát triển của các kĩ thuật học máy và trí tuệ nhân tạo tổng quát. Trong tương lai, AI có thể thực hiện các nhiệm vụ mà trước đây được coi là chỉ dành cho con người như chẩn đoán bệnh, lái xe và sáng tạo nghệ thuật.

+ AI sẽ tác động sâu sắc đến xã hội: AI có thể mang lại nhiều lợi ích cho xã hội như nâng cao năng suất lao động, cải thiện chất lượng cuộc sống và giải quyết các vấn đề xã hội. Tuy nhiên, AI cũng có thể gây ra một số rủi ro, chẳng hạn như thất nghiệp, ảnh hưởng quyền riêng tư, thiếu minh bạch, bất bình đẳng, mất an ninh an toàn, lạm dụng công nghệ,…

Hướng dẫn trả lời câu hỏi Củng cố tr.13  SGK:

Câu 1. Một vài ví dụ ứng dụng AI có khả năng đọc hiểu, trả lời câu hỏi của người dùng:

+ Chatbot và Trợ lí ảo: Google Assistant hiểu và trả lời các câu hỏi, cũng như thực hiện các nhiệm vụ dựa trên yêu cầu bằng giọng nói,…

+ Hệ thống hỗ trợ quyết định dựa trên AI: IBM Watson có thể phân tích lượng lớn dữ liệu, bao gồm văn bản không cấu trúc để trả lời các câu hỏi, nó được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế để hỗ trợ chẩn đoán và đề xuất phác đồ điều trị.

+ Công cụ tìm kiếm và xử lí ngôn ngữ tự nhiên: Các công cụ tìm kiếm như Google sử dụng AI để hiểu và xử lí các truy vấn tìm kiếm phức tạp.

+ Hệ thống giáo dục tự động hoá: Nền tảng học tập trực tuyến như Coursera hoặc Khan Academy sử dụng AI để đề xuất khoá học và tài liệu học tập phù hợp dựa trên sở thích và lịch sử học tập của người dùng.

Câu 2. Một số nguy cơ có thể xảy ra liên quan tới việc phát triển AI:

+ AI có thể làm trầm trọng thêm tình trạng bất bình đẳng xã hội: Những người có khả năng tiếp cận với AI và các nguồn lực cần thiết để phát triển AI sẽ có lợi thế hơn những người không có.

+ AI có thể bị sử dụng cho các mục đích xấu: Phát triển vũ khí tự động, tấn công mạng và kiểm soát xã hội.

+ AI có thể đặt ra những câu hỏi về đạo đức và giá trị: AI có thể được sử dụng để đưa ra quyết định về sinh mệnh con người, hoặc tạo ra các sản phẩm và dịch vụ có thể gây hại cho xã hội.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện: 

- GV nêu nhận xét, chính xác hoá lại các nội dung trả lời của HS.

- GV kết luận:  

• Các thành tựu hiện tại của AI nói chung đều thuộc phạm vi Trí tuệ nhân tạo hẹp/Trí tuệ nhân tạo yếu. Tuy nhiên, những hệ thống như ChatGPT cũng cho thấy những khả năng không nhỏ của AI. Việc phát triển Trí tuệ nhân tạo tổng quát/ Trí tuệ nhân tạo mạnh, có năng lực trí tuệ như con người, bao gồm cả khả năng áp dụng tri thức từ lĩnh vực này sang lĩnh lực khác vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển.

• Bên cạnh đó, sự phát triển của AI cũng đặt ra nhiều cảnh báo về những nguy cơ liên quan tới các khía cạnh đạo đức và xã hội cần phải được giải quyết.

2. TRÍ TUỆ NHÂN TẠO VÀ MỘT VÀI CẢNH BÁO

- Sự phát triển của AI đã và đang diễn ra với tốc độ nhanh chóng, có tiềm năng cách mạng hoá nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống.

- Các thành tựu hiện tại của AI vẫn chỉ hạn chế trong phạm vi Trí tuệ nhân tạo hẹp/Trí tuệ nhân tạo yếu.

- Mục tiêu dài hạn trong nghiên cứu và phát triển AI là phát triển thành công Trí tuệ nhân tạo tổng quát/Trí tuệ nhân tạo mạnh, có năng lực trí tuệ như con người, bao gồm cả khả năng áp dụng tri thức từ lĩnh vực này sang lĩnh vực khác.

- AI tạo sinh là một lĩnh vực nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng các thuật toán và mô hình có thể tạo nội dung (hình ảnh, âm thanh, văn bản) một cách tự động, được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm nghệ thuật, giải trí, quảng cáo và trò chơi.

- Một ví dụ điển hình của AI tạo sinh là ChatGPT - Sự đột phá về công nghệ ứng dụng trí tuệ nhân tạo:

+ Khả năng suy luận và tri thức về ngôn ngữ: ChatGPT có thể đọc hiểu các câu hỏi và yêu cầu của người dùng, sau đó trả lời một cách hợp lí và thông minh.

+ Khả năng nắm bắt và thích nghi với ngữ cảnh: Tương tác một cách liên tục và cải thiện nội dung trả lời dựa trên phản hồi của người dùng.

+ Khả năng suy luận và tổng hợp tri thức: Xử lí thông tin phức tạp để trả lời các câu hỏi mang tính phân tích và tổng hợp.

+ Khả năng làm việc với nhiều thứ tiếng khác nhau.

+ Khả năng trích rút thông tin từ nhiều nguồn.

+ Khả năng tương tác với người dùng giống như một cuộc hội thoại giữa người với người.

+ Khả năng làm thơ, soạn nhạc, viết thư, thiết, sửa lỗi lập trình,…

Hình 2.2. Một đoạn hội thoại được thực hiện với ChatGPT

- Bên cạnh những lợi ích to lớn, sự phát triển của AI còn kéo theo những nguy cơ cần được cảnh báo:

+ Áp lực thất nghiệp: AI có khả năng tự động hoá nhiều công việc, dẫn đến tình trạng thất nghiệp và tạo nên nhiều nguy cơ cho sự phát triển xã hội.

+ Ảnh hưởng quyền riêng tư: Nhiều ứng dụng AI hoạt động dựa vào việc thu thập một lượng lớn dữ liệu cá nhân làm tăng nguy cơ quyền riêng tư bị lạm dụng.

+ Khả năng thiếu minh bạch: Phần lớn các ứng dụng AI hiện nay đều là các “hộp đen”, gây khó khăn cho việc hiểu các quyết định được đưa ra như thế nào, dẫn đến việc thiếu trách nhiệm giải trình để đảm bảo tính minh bạch.

+ Rủi ro về an ninh, an toàn: Các quyết định được đưa ra bởi AI có thể không chính xác dẫn đến những nguy hại trực tiếp cho con người như chẩn đoán sai về trình trạng bệnh tật hay ra quyết định tấn công các mục tiêu dân sự trong xung đột vũ trang,…