讀書筆記：《用Google玩人工智慧實驗》

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最近幾年資訊科技一直圍繞在人工智慧與物聯網(物廉網)上，而《用Google玩人工智慧實驗》這本書介紹了只需開起瀏覽器就可以在電腦、手機、平板上體驗人工智慧實驗，於是筆者就高興地閱讀此書了。

第1章 認識人工智慧

此章介紹了人工智慧的定義與起源，以及它的發展與現況。在1956年，科學家在一次的研討會中，提出「人工智慧」一詞，希望機器能夠使用語言、能理解抽象概念、能解決只有人類可解決的問題、能自我改良等。而Alan Turing提出了 Turing Test來檢驗機器是否具有智慧。

人工智慧經歷過幾次的起伏，從「推理與探索」到「專家系統」到「深度學習」為主流的精采歷史。目前人工智慧可大約分成專用型人工智慧(弱人工智慧)以及通用型人工智慧(強人工智慧)兩種。

世界各大企業持續提供方便的人工智慧工具，例如Google AI Experiments。

第2章人工智慧如何運作
此章介紹了人工智慧如何運作以及機器學習、類神經網路、深度學習的基礎觀念。機器學習、類神經網路、深度學習的關係可參考下圖：

人工智慧研究如何讓機器(電腦)表現得有智慧，於是得先有資料給它進行學習(輸入)，讓電腦進一步計算與分析(處理)，最後產生結果或功能(輸出)，如下圖所示：

機器學習通常分為三種類型：監督式學習(Supervised Learning)、非監督式學習(Unsupervised Learning)、強化學習(Reinforcement Learning)。

深度學習是從類神經網路發展而來的，而類神經網路利用機器來模擬人腦神經系統運作模式。( https://playground.tensorflow.org/ )

類神經網路如下圖所示，含有輸入層(Input Layer)、隱藏層(Hidden Layer)、輸出層(Output Layer)。

圖上的每一個圓圈為一個節點，是模仿生物神經元發送訊號。每個節點的輸出若高於一個指定的臨界值，就會啟動該節點，並將訊號傳送給下一個節點。而深度學習為含有多個隱藏層(通常為三層以上)的類神經網路。

AI Experiments 實作體驗

Teachable Machine 網站：https://teachablemachine.withgoogle.com/

Teachable Machine 教學影片：https://www.youtube.com/watch?v=3BhkeY974Rg

操作說明(後續附上連結)

Tensorflow Playground 網站：https://playground.tensorflow.org/

操作說明(後續附上連結)

第3章人工智慧的影像辨識與應用
人工智慧影像辨識是研究與展現最多的應用之一，因為視覺很讓人容易感到很多的體驗。

圖像的基本單位為像素，一個像素不見得是正方形，可以是點、線、或是平滑的線。下圖取自 https://en.wikipedia.org/wiki/Pixel。

彩色圖像(Color Image) 大致分為兩種圖像格式：RGB與CMYK。電腦如何處理影像可以參考演算法筆記網站的Image說明。 

機器學習的影像資訊處理過程：原始影像 --> 特徵提取 --> 群集分類 --> 辨識學習 --> 模型應用

資料集

MNIST手寫資料集 http://yann.lecun.com/exdb/mnist/

ImageNet 影像資料集 https://www.image-net.org/

ILSVRC競賽 https://image-net.org/challenges/LSVRC/

影像辨識應用：智慧城市、智慧辦公室、智慧零售、智慧家庭

AI Experiments 實作體驗

Thing Translator 網站：https://experiments.withgoogle.com/thing-translator

操作說明(後續附上連結)

Giorgio Cam 網站：https://experiments.withgoogle.com/giorgio-cam

操作說明(後續附上連結)

Emoji Scavenger Hunt 網站：https://experiments.withgoogle.com/emoji-scavenger

操作說明(後續附上連結)

Move Mirror 網站：https://experiments.withgoogle.com/move-mirror

操作說明(後續附上連結)

AutoDraw 網站：https://experiments.withgoogle.com/autodraw

操作說明(後續附上連結)

Cartoonify 網站：https://experiments.withgoogle.com/cartoonify

操作說明(後續附上連結)

Quick, Draw! 網站：https://experiments.withgoogle.com/quick-draw

操作說明(後續附上連結)

Sketch-RNN Demos 網站：https://experiments.withgoogle.com/sketch-rnn-demo

操作說明(後續附上連結)

Scrying Pen 網站：https://experiments.withgoogle.com/scrying-pen

操作說明(後續附上連結)

Handwriting with a Neural Net 網站：https://experiments.withgoogle.com/handwriting-with-a-neural-net

操作說明(後續附上連結)

第4章人工智慧的聲音、音樂技術與應用
聲音介紹，波動。聲波的振幅、聲波的頻率、聲波的波形。

機器學習的聲音資訊處理過程：原始聲音 --> 特徵提取 --> 群集分類 --> 模型應用

各類聲音辨識競賽

Speech Recognition Low-resource speech recognition with Dynamic Time Warping

TensorFlow Speech Recognition Challenge

AI Experiments 實作體驗

Bird Sounds 網站：https://experiments.withgoogle.com/bird-sounds

操作說明(後續附上連結)

The Infinite Drum Machine 網站：https://experiments.withgoogle.com/drum-machine

操作說明(後續附上連結)

AI Duet 網站：https://experiments.withgoogle.com/ai-duet

操作說明(後續附上連結)

NSynth: Sound Maker 網站：https://experiments.withgoogle.com/sound-maker

操作說明(後續附上連結)

Beat Blender 網站：https://experiments.withgoogle.com/beat-blender

操作說明(後續附上連結)

Melody Mixer 網站：https://experiments.withgoogle.com/melody-mixer

操作說明(後續附上連結)

第5章人工智慧的文字、語言技術與應用

自然語言處理過程：文字或語音資料 --> 字詞分析 --> 語意理解 --> 生成語言 

這看起來好像很輕鬆容易，但對電腦而言這不是很容易，這件事情和符號接地問題(https://en.wikipedia.org/wiki/Symbol_grounding_problem)有關。

聊天機器人「小冰」

AI Experiments 實作體驗

Semantris 網站：https://experiments.withgoogle.com/semantris

操作說明(後續附上連結)

Talk to Books 網站：https://experiments.withgoogle.com/talk-to-books

操作說明(後續附上連結)

Font Map 網站：https://experiments.withgoogle.com/font-map

操作說明(後續附上連結)

Fontjoy 網站：https://experiments.withgoogle.com/fontjoy

操作說明(後續附上連結)

Scribbling Speech 網站：https://experiments.withgoogle.com/scribbling-speech

操作說明(後續附上連結)

第6章人工智慧創意應用
AI和硬體整合(如Arduino、Microbit、ESP32、Raspberry PI等)後，產生了虛擬整合的智慧物聯網(AIoT)。

AI Experiments 實作體驗

Morse + WaveNet Starter Code 網站：https://experiments.withgoogle.com/morse-speak-demo

操作說明(後續附上連結)

Rock-Paper-Scissor Machine 網站：https://experiments.withgoogle.com/rock-paper-scissors

操作說明(後續附上連結)

NSynth Super 網站：https://experiments.withgoogle.com/nsynth-super

操作說明(後續附上連結)

Sound-Controlled Intergalactic Teddy 網站：https://experiments.withgoogle.com/sound-teddy

操作說明(後續附上連結)

Objectifier Spatial Programming 網站：https://experiments.withgoogle.com/objectifier-spatial-programming

Semi-Conductor 網站：https://experiments.withgoogle.com/semi-conductor

操作說明(後續附上連結)

Imaginary Soundcape 網站：https://experiments.withgoogle.com/imaginary-soundscape

操作說明(後續附上連結)