Saat ini, kecerdasan buatan (AI) ada di mana-mana dalam kehidupan kita sehari-hari, seperti dalam mesin pencari, media sosial, dan asisten pribadi cerdas seperti Siri, dimana anak-anak generasi saat ini adalah generasi yang akan tumbuh dengan teknologi AI ini.
Saya memiliki seorang anak perempuan usia satu tahun; kemungkinan besar kelak dia tidak akan perlu belajar mengemudi, karena kendaraan yang akan menjadi standar adalah kendaraan self-driving yang tidak membutuhkan pengemudi.
Sebagai ilmuwan komputer yang bekerja di lembaga penelitian medis, saya menyaksikan secara langsung bagaimana AI mengubah cara kita menyaring tiga milyar karakter genom kita guna menemukan mutasi yang menyebabkan suatu penyakit, dan mendeteksi risiko kardiovaskular dengan menganalisis data dari alat pelacak kebugaran yang kita kenakan.
Suka atau tidak suka, AI akan menjadi bagian integral dari masa depan anak-anak kita. Istilah AI mungkin terdengar menakutkan, boleh jadi karena asosiasi dengan robot pembunuh dalam cerita fiksi ilmiah. Kesalahpahaman lainnya adalah bahwa AI sangat rumit sehingga tidak mungkin anak usia sekolah dapat memahami konsep tersebut.
Dengan mengesampingkan masalah filosofis seputar apa itu kecerdasan, kebanyakan algoritma AI dalam kehidupan nyata sebenarnya melakukan sesuatu yang lebih sederhana, dengan menirukan beberapa aspek perilaku yang mirip manusia seperti mengidentifikasi obyek di dalam sebuah gambar, belajar, pemahaman bahasa yang alamiah, dan interaksi sosial. Semua perilaku ini dapat dikodekan ke dalam algoritma komputer.
Melalui program CSIRO STEM Professionals in Schools, saya telah bekerja bersama seorang guru TIK, Matthew Scadding, dari Ravenswood School for Girls di North Shore, Sydney untuk memperkenalkan konsep dasar AI ke dalam pelajaran robotik mereka di Kelas 6. Dalam seri yang terdiri dari dua bagian ini, saya akan merangkum kegiatan yang kami gunakan untuk memperkenalkan dua tugas AI penting kepada siswa - pengenalan wajah dan pembelajaran.
Tugas pengenalan wajah ‘tanpa gawai’
Tugas pengenalan wajah adalah kegiatan tanpa gawai di mana siswa menjalankan algoritma secara fisik dalam suatu permainan, tanpa menggunakan komputer atau robot. Tugasnya adalah sebagai berikut: siswa diberi foto seseorang dan menyebutkan nama orang di dalam foto tersebut. Ini adalah jenis teknologi pengenalan wajah di balik tagging foto otomatis di Facebook. Untuk membuatnya lebih menarik bagi anak-anak perempuan Kelas 6, kami menyebut kegiatan ini 'Siapa putri ini?', sebuah permainan untuk mengidentifikasi nama karakter putri Disney dalam gambar. (Sebelum membuat game sendiri, periksa dulu situs web Smartcopying untuk melihat masalah hak cipta dan penggunaan gambar.)
Persiapan: Dalam permainan kami, guru menyiapkan tujuh kertas berwarna, masing-masing memiliki satu sisi yang dicetak gambar seorang dari enam putri Disney yang berbeda-beda - lima gambar dari lima putri yang berbeda-beda dan dua gambar yang berbeda dari satu putri yang sama (sebagai contoh, lihat Belle pada Gambar 1).
Di balik gambar tersebut, ada daftar pertanyaan mengenai beberapa karakteristik fisik sang putri, seperti warna pakaian, warna rambut, warna kulit, panjang rambut, dan sebagainya. Putri-putri Disney dipilih karena mereka umumnya cukup dikenal di kalangan siswa kami, dan mereka cenderung memiliki fitur visual yang berbeda. Anda dapat memilih koleksi tokoh lain yang sesuai dengan kelas Anda, atau membuat tokoh sendiri.
Diskusi kelas: Sebelum memulai kegiatan, guru dapat menjelaskan kepada siswa bahwa pengenalan wajah tidak semudah yang dibayangkan. Komputer dapat mencocokkan dua foto piksel-demi-piksel untuk memeriksa apakah ada kecocokan diantara keduanya. Namun, dalam kehidupan nyata, orang yang sama mungkin terlihat berbeda di setiap foto karena postur tubuh, pakaian, dan ekspresi wajah yang berbeda. Manusia dapat dengan mudah mengenali wajah. Kita dapat melakukannya, karena otak kita mengekstrak dan mencocokkan fitur-fitur kunci dari orang yang ada di dalam foto. Misalnya, Putri Salju memiliki rambut hitam pendek dan selalu mengenakan gaun, sementara Ariel memiliki rambut merah panjang dan memiliki ekor ikan. Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk memberikan ilustrasi tentang konsep utama AI, yaitu ekstraksi fitur - mengonversi data dalam format asli (misalnya gambar) menjadi serangkaian fitur kuantitatif atau kualitatif yang dapat digunakan untuk membedakan obyek yang berbeda di data awal. Komputer tidak dapat 'melihat' foto seperti halnya manusia, tetapi pandai dalam membandingkan daftar fitur-fitur. Dengan mengubah gambar asli menjadi serangkaian fitur, komputer dapat berperilaku seperti manusia dalam hal mengenali orang di dalam setiap foto.
[Gambar 1: Tugas pengenalan wajah dapat dicapai dengan mengubah gambar orang yang tidak disebutkan namanya (kanan) menjadi serangkaian karakteristik fisik, dan mengidentifikasi gambar mana yang paling cocok dengan daftar karakteristik fisik dalam database foto yang diberi nama (kiri) . Gambar © dean bertoncelj/Shutterstock]
Kegiatan: Kegiatan ini terdiri dari dua bagian - ekstraksi fitur dan pencarian database. Pada langkah ekstraksi fitur, kami memilih enam siswa yang masing-masing diberi gambar putri yang dipilih secara acak dan meminta mereka untuk tidak menunjukkannya kepada orang lain. Pastikan bahwa setiap anak memiliki tokoh yang berbeda. Para siswa kemudian diminta untuk menjawab pertanyaan tentang putri yang mereka miliki (lihat Gambar 1 untuk contoh). Guru kemudian memilih satu siswa lain lagi yang diberi gambar baru 'tanpa nama' dari salah satu putri yang dipilih oleh enam siswa sebelumnya. Siswa inipun harus mengisi pertanyaan tentang putri yang di tangannya, tetapi dia bisa menunjukkan gambarnya kepada siswa-siswa lain di kelas. Pada titik ini, citra fisik para putri dapat digambarkan dengan serangkaian deskriptor tekstual dari karakteristik tentang penampilan mereka. Kegiatan ini menuntaskan aktivitas ekstraksi fitur.
Langkah selanjutnya adalah langkah pencarian database. Guru meminta keenam siswa tadi untuk berdiri di depan kelas sambil berusaha untuk tidak menunjukkan gambar putri yang mereka pegang. Seorang siswa yang memegang gambar putri yang tidak bernama berjalan di depan setiap enam siswa tersebut dan menghitung berapa banyak karakteristik fisik yang cocok antara putrinya dan keenam putri yang dipegang teman-temannya, berdasarkan daftar karakteristik fisik saja, tanpa melihat gambar mereka secara langsung. Jumlah karakteristik yang cocok disebut skor kemiripan. Setelah semua enam putri tersebut dibandingkan, sang siswa perlu mengidentifikasi putri yang memiliki skor kemiripan tertinggi. Pada titik ini, guru dapat meminta keenam siswa untuk menunjukkan putri mereka kepada kelas. Jika semuanya berjalan sesuai rencana, putri yang tidak disebutkan namanya harus cocok dengan putri yang memiliki skor kemiripan tertinggi.
Konsep utama: Permainan ini berupaya untuk memperagakan konsep utama dalam mengekstraksi fitur - mengonversi satu jenis data (gambar) ke format lain yang memfasilitasi suatu perbandingan. Dua gambar yang dipilih mungkin tidak memiliki kecocokan sempurna untuk setiap karakteristik, tetapi kemungkinan akan menjadi paling mirip di antara foto-foto dalam database yang besar. Akurasi jenis pengenalan wajah ini bergantung pada kualitas dan ukuran database latar belakang foto. Inilah sebabnya mengapa 'data besar' atau ‘big data’ merupakan komponen yang begitu penting dalam AI modern.
Tetaplah bersama kami: Minggu depan, Dr Joshua Ho akan memberikan panduan selangkah demi selangkah untuk kegiatan siswa lainnya yang dapat Anda gunakan dalam memberikan ilustrasi tentang konsep belajar dengan mesin.
Dengan cara apa saja sekolah Anda melibatkan siswa dalam mata pelajaran STEM (science, technology, engineering and mathematics atau sains, teknologi, permesinan dan matematika)?
Dr Joshua Ho bekerja dengan para pendidik sebagai bagian dari program profesional STEM CSIRO di sekolah. Pikirkan tentang topik terkait STEM yang akan Anda ajarkan pada semester berikutnya. Bagaimana Anda bisa menjalin hubungan untuk memanfaatkan pakar-pakar dari pihak luar?
