Tekoäly ja sen käyttö opiskelussa

Mitä tekoäly on?

Tekoäly voidaan yhdistää robottiin, mutta ihmisen kaltaista monipuolista älykkyyttä sillä ei ole. Kuva: mage.space

Mitä tekoäly on?

Tekoäly tarkoittaa tietokoneohjelmia, jotka pystyvät suorittamaan monimutkaisia tehtäviä jossain määrin ihmisälyä muistuttavalla tavalla. Tekoälyohjelmien “älykkyys” kuitenkin perustuu algoritmeihin, jotka ovat ihmisen sille syöttämiä ohjeita, sekä suureen laskentatehoon, koneoppimiseen ja neuroverkkojen käyttöön. Ne tekevät tekoälyohjelmista taitavia tietyillä osa-alueilla, kuten tekstin tai kuvien tuottamisessa, koska ne pystyvät käsittelemään valtavan suurta datamäärää nopeasti.

Se on jo täällä

Tekoäly on jo pitkään ollut käytössä esim. verkkokaupoissa tai soittolistoilla suosittelijana, puhelimen avaamisessa kasvotunnistuksella, chatboteissa, sähköpostin roskasuodattimissa, peleissä, mainonnassa, somessa ja monessa muussa toiminnossa. Vuonna 2022 suuren yleisön käyttöön alkoi tulla maksuttomia ja maksullisia tekoälysovelluksia, esimerkiksi juuri teksti- ja kuvageneraattoreita. Ne tuottavat kirjoitetun tai puhutun kehotteen (engl. prompt) perusteella vastauksen tekstinä tai kuvana. Sovelluksia on myös moneen muuhun tarkoitukseen, kuten kääntämiseen, videoiden tekemiseen, ajan- ja tehtävienhallintaan ja tiedonhakuun. Niitä tulee koko ajan lisää ja aikaisemmat kehittyvät vauhdilla paremmiksi. Kehitys tapahtuu tällä hetkellä nopeimmin ehkä ns. multimodaalisten transformereiden saralla. Ne ovat sovelluksia, jotka pystyvät samanaikaisesti käsittelemään ja yhdistämään useita eri tietomuotoja, kuten tekstiä, kuvaa, ääntä ja videota.

Tekstiä tuottavien sovellusten pohjana on suuria kielimalleja (LML, Large Language Model). Kielimalli ennustaa pohja-aineiston perusteella seuraavan kirjaimen, tavun tai sanan (tekstialkio, engl. token). Se ei siis oikeasti tiedä asioita eikä sillä  ole kosketusta todellisuuteen. Viime aikoina sovellukset ovat kovasti kehittyneet ja pystyvät hakemaan ja ilmoittamaan lähteitä, mutta joka tapauksessa faktat on tarkistettava myös jostakin muualta. Monesti sovellukset kuitenkin tuottavat hyödyllisiä ideoita, joita voi käyttää apuna eri asioissa. Tekstigeneraattorit myös muistavat käynnissä olevan keskustelun ja niiltä voi kysyä jatkokysymyksiä.

Monenlaisia tekoälyjä

Monista sovelluksista on olemassa kolme versiota: kirjautumatta, pelkän verkko-osoitteen perusteella käytettävä, kirjautumalla käytettävä ilmainen versio ja maksullinen versio. Ilmaisversiot ovat luonnollisesti suppeampia kuin maksulliset, ja niissä saattaa olla käyttömäärärajoituksia. ChatGPT on tunnetuin tekstigeneraattori, mutta tarjolla on monia muitakin. duck.ai on tarkistettu ja hyväksytty koulukäyttöön. Toinen tietoturvalliseksi markkinoitu tekstigeneraattori on eurooppalaisen Proton-yhtiön Lumo, joka on parhaillaan tarkistettavana.

Kuvan generointiin on olemassa valtavasti eri ohjelmia. Parhaat ovat maksullisia ja vaativat kirjautumisen, mutta ainakin kokeilemaan pääsee ilman kirjautumistakin. Jos opiskelijan tietokone on koulun langattomassa verkossa, käyttö on silloin varsin turvallista, koska ohjelmat eivät pysty jäljittämään yksittäisen tietokoneen IP-osoitetta eli yksilöllistä tunnistetta.

Yhä useammin tekoäly integroituu jo olemassa oleviin ohjelmiin, kuten toimisto- ja esitysohjelmiin. Opiskelijat voivat käyttää koulun edu.savonlinna-tunnuksilla ainakin Adobe Expressiä ja ThingLinkiä. Myös Canva on sallittu, samoin kuin kääntökorttiohjelma Anki, joka löytyy opiskelijoiden lukiolaiskannettavista. Kuvia voi generoida näihin ohjelmiin integroiduilla sovelluksilla, ja siirtää tarpeen mukaan niistä muualle.

Tekoälylukutaito

Koska tekoäly on tulevaisuudessa ja jo nyt mukana jokseenkin kaikessa, mitä tietokoneella tai puhelimella tehdään, on tekoälyn ymmärtäminen ja käytön osaaminen (ns. tekoälylukutaito) kansalaistaito. Euroopan komissio ja OECD yhteistyökumppaneineen ovat laatineet tekoälylukutaidon viitekehyksen (AI Litercy Framework), joka on vielä luonnosvaiheessa, mutta tuskin tulee kovin paljon enää muuttumaan. Sen mukaan tarpeellisia tietoja ja taitoja ovat:

  1. Tekoälyn hyödyntäminen – Engaging with AI

Tekoälyn hyödyntäminen tarkoittaa sen käyttöä työkaluna uuden sisällön, tiedon tai suositusten saamiseksi. Näissä tilanteissa oppijoiden on ensin tunnistettava tekoälyn läsnäolo ja arvioitava sitten sen tuotosten tarkkuus ja relevanssi. Oppijoiden on kehitettävä perustavanlaatuinen ymmärrys tekoälyn teknisistä perusteista, jotta he voivat analysoida kriittisesti sen kykyjä ja rajoituksia.

  1. Tekoälyllä luominen – Creating with AI

Luominen tekoälyn avulla tarkoittaa yhteistyötä tekoälyjärjestelmän kanssa luovassa tai ongelmanratkaisuprosessissa. Siihen kuuluu tekoälyn tuotoksen ohjaaminen ja hienosäätö ohjeiden ja palautteen avulla, samalla kun varmistetaan, että sisältö pysyy oikeudenmukaisena ja asianmukaisena. Siihen liittyy myös eettisiä näkökohtia, jotka koskevat sisällön omistajuutta, lähdeviittauksia ja olemassa olevan materiaalin vastuullista käyttöä.

  1. Tekoälyn hallinta – Managing AI

Tekoälyn hallinta edellyttää tietoista valintaa siitä, miten tekoäly voi tukea ja parantaa ihmisten työtä. Tähän kuuluu strukturoitujen tehtävien osoittaminen tekoälylle, kuten tietojen järjestäminen, jotta ihmiset voivat keskittyä alueisiin, jotka vaativat luovuutta, empatiaa ja arvostelukykyä. Tekoälyjärjestelmät voivat simuloida erilaisia rooleja, kuten analyytikkoa, keskustelukumppania tai uraohjaajaa. Tekoälyn toimintaa hallitsevat oppijat oppivat delegoimaan tehtäviä harkiten, ohjaamaan AI:n tuotoksia selkeillä ohjeilla ja arvioimaan, onko tekoälyn rooli sopusoinnussa heidän tavoitteidensa ja arvojensa kanssa. Tämä osa-alue auttaa oppijoita rakentamaan toimijuutta varmistamalla, että tekoäly toimii heidän hyväkseen ja että sen käyttö pysyy eettisenä ja ihmiskeskeisenä.

  1.  Tekoälyn suunnittelu – Designing AI

Tekoälyn suunnittelu auttaa oppijoita ymmärtämään tekoälyn toimintaa ja yhdistämään sen sosiaalisiin ja eettisiin vaikutuksiin muokkaamalla tekoälyjärjestelmien toimintaa. Käytännönläheisen tutkimuksen avulla oppilaat tarkastelevat, miten data, suunnitteluvalinnat ja mallikäyttäytyminen vaikuttavat tekoälyjärjestelmien oikeudenmukaisuuteen, hyödyllisyyteen ja vaikutuksiin. Tavoitteena ei ole kehittää kaupallisia tuotteita tai ottaa niitä käyttöön, vaan rakentaa luottamusta ja kykyä muokata tekoälyä ihmisten hyväksi ymmärtämällä tekoälyn suunnittelun periaatteet jo varhaisesta iästä lähtien.

Hyvää ja huonoa

Tekoälysovellukset voivat tehdä asioita, jotka aikaisemmilla ohjelmilla ovat olleet hitaita, vaivalloisia tai kalliita. Ne voivat siis olla monessa asiassa apuna ja säästää ihmisiltä aikaa ja vaivaa. Tässä muutamia vinkkejä opiskelijan avuksi:

  • Henkilökohtainen avustaja/coach/tutor: “Haluan harjoitella asiaa x. Laadi siitä kysymyksiä helpottaen tai vaikeuttaen niitä sen mukaan, miten vastaan. Aloita helpoilla kysymyksillä.” 
  • Luki- tai muista vaikeuksista kärsivien apu, kuten selkokielistäminen
  • Apu eri kielillä: kääntäminen, olennaiset kohdat aineistosta omalle kielelle
  • Käsitteiden avaaminen, “selitä kuin lapselle”
  • Aikataulut ja erilaiset suunnitelmat, kuten lukusuunnitelmat
  • Lyhennelmien tai tiivistelmien tekeminen, keskeisten kohtien poimiminen aineistosta
  • Tekstin lukeminen ääneen, tekstin muuttaminen ladattavaksi äänitiedostoksi
  • Oman tai yhteisen työn kehittäminen, kuten luettavuuden parantaminen
  • Tuki itsenäiseen opiskeluun.

Kaikissa asioissa on myös varjopuolia, ja tekoälyn käytössä niitä ovat mm. seuraavat:

  • Sovellukset ovat yritysten tuottamia eivätkä niiden toimintaperiaatteet ole julkisia, joten käyttäjä ei voi tietää, miten ohjelma on päätynyt siihen lopputulokseen, jonka se tuottaa. Tuotoksen laatua joutuu siis joka kerta arvioimaan erikseen.
  • Lopputuotoksen laatu on juuri niin hyvää tai huonoa kuin sille annetut ohjeet (algoritmit) ja pohjamateriaali, jota ohjelmalle on syötetty ja josta se on oppinut. Jos siellä on vinoumia, myös tuotoksessa voi olla virheitä tai vinoumia. Esimerkki vinoumasta: jos ohjelmalta pyydetään kuvaa lääkäristä, se todennäköisimmin tuottaa kuvan valkoihoisesta miehestä, koska pohja-aineistossa eli netin sisällössä on eniten sellaisia kuvia. Sovellukset yleensä suosivat englannin kieltä.
  • Tekoälysovellusten tietoturva voi olla heikko. Ne saattavat kerätä tietoa käyttäjistä ja myydä sitä mainostajille tai luovuttaa tiedustelupalveluille. Ne saattavat tallettaa niille syötettyä aineistoa lisäaineistoksi oppimiseensa.
  • Sovelluksia käytetään kyseenalaisiin ja rikollisiin tarkoituksiin, kuten kiusaamiseen, huijauksiin ja sotateknologiaan. Väärennetyillä videoilla voidaan vaikuttaa politiikkaan. Esimerkiksi Venäjän ja Ukrainan sodassa sekä Israelin ja Hamasin yhteenotossa Gazassa on molemmista julkaistu paljon väärennettyä videomateriaalia, jota on vaikea erottaa aidosta. Eri maiden vaaleissa on havaittu paljonkin ulkovaltojen kybervaikuttamista.
  • Ympäristökuormitus: tavallinen haku kuluttaa sähköä saman verran kuin vesipannullisen keittäminen keittimellä. Tekoälytoiminto kuluttaa neljä ja puoli kertaa niin paljon. Tekoäly on jo nyt energiankulutukseltaan ”valtio”: se käyttää yhtä paljon sähköä kuin vaikka koko Ruotsi.
Kuva: mage.space

Lyseon ohjeet tekoälyn käytöstä opiskelussa:

On hyvä oppia käyttämään tekoälysovelluksia, koska osaamista tarvitaan tulevaisuudessa opinnoissa ja ammateissa. Tekoälystä voi olla paljon hyötyä oppimisen tukiälynä.

Kuitenkaan kirjautumista vaativien tekoälysovellusten käyttö koulussa ei ole mahdollista yleisen tietosuojadirektiivin ja EU:n tekoälyasetuksen perusteella. Poikkeuksena ovat muutamat jo aikaisemmin käyttöön hyväksyty palvelut, joihin on tullut mukaan tekoälyavustus. Opettajat voivat tarkistaa ajantasaisesta listasta, mitkä palvelut ovat sallittuja Savonlinnan kaupungissa.

Opettajat eivät siis voi ohjeistaa opiskelijoita käyttämään mitä tahansa kirjautumista vaativia sovelluksia. Jos opiskelija sellaisia sovelluksia käyttää, se on hänen omalla vastuullaan ja alle 18-vuotiaiden kohdalla huoltajan vastuulla. Huoltajan vastuu liittyy siihen, että alaikäinen ei voi itsenäisesti solmia sopimuksia, ja käyttöehtojen hyväksyminen kirjautumisen yhteydessä on sopimuksen solmimista. Joissakin ohjelmissa alaikäraja on kaikessa käytössä 18 vuotta. Kirjautumiseen ei joka tapauksessa saa käyttää edu.savonlinna-tunnuksia yllä mainittuja poikkeuksia lukuun ottamatta eikä niihin pidä koskaan syöttää mitään henkilökohtaisia tietoja. Lisäksi tekijänoikeuksien suojaamaa aineistoa, kuten oppikirjojen sisältöä, ei saa käsitellä tekoälyllä.

Mikäli opiskelija haluaa käyttää tekoälyä tehtävissä eikä opettaja ole ohjeistanut sitä etukäteen, tulee hänen keskustella opettajan kanssa asiasta. Jos tekoälyn käyttö on sallittua jossakin tehtävässä, tehtävään pitää liittää selostus tekoälyn käytöstä opettajan ohjeiden mukaan. Jos käyttää tekoälyä eikä kerro sitä, syyllistyy huijaamiseen tai plagiointiin. Plagioidut työt hylätään ja vilpistä ilmoitetaan myös huoltajalle.

Keskeisiä taitoja tekoälyn käytössä ovat ymmärrys sen luonteesta ja toiminnasta, taito tuottaa hyviä kehotteita ja kyky arvioida tuotosten laatua sekä eettinen käyttö. Opiskelijan tulee myös ymmärtää, että oikoteitä kulkemalla oma oppiminen jää vajaaksi. Jos teettää tekoälyllä työn, joka pitäisi itse tehdä, ei saavuta oikeasti mitään. Tekoälyn aikakaudella siis on yhä tärkeämpää, että ihmisellä itsellään on tietoa ja ymmärrystä, joiden avulla hän voi arvioida tekoälyn tuotoksia.

Haluatko tietää lisää?

Tekoälyyn liittyviä oppaita ja koulutuksia on runsaasti saatavilla. Tässä muutamia esimerkkejä maksuttomista materiaaleista netissä ja kirjallisuudesta: