教學大綱 Syllabus

科目名稱:設計思考與人工智慧

Course Name: Design Thinking and Artificial Intelligence

修別:選

Type of Credit: Elective

3.0

學分數

Credit(s)

10

預收人數

Number of Students

課程資料Course Details

課程簡介Course Description

人工智慧是非常熱門的主題, 然而要做好一個人工智慧的應用, 有兩個難點: 一是不知道人工智慧的基礎理論及程式實作要怎麼進行; 一是不知道怎麼定義問題,或將想解決的問題「翻譯」成一個人工智慧的問題,讓這門技術有用武之地。這個課程會介紹我們怎麼用「設計思考」去定義我們的問題、提出適切解決問題的方案, 轉換成一個「人工智慧」可以解決的問題、並且實際動手寫程式來進行驗證。我們歡迎不同背景的同學, 一起來學習。

核心能力分析圖 Core Competence Analysis Chart

能力項目說明


    課程目標與學習成效Course Objectives & Learning Outcomes

    1. 熟悉設計思考的精神及主要觀念
    2. 學會人工智慧的原理及程式實作
    3. 培養跨域學習、團隊合作的能力

    每周課程進度與作業要求 Course Schedule & Requirements

     

    週次

    Week

    課程主題

    Topic

    課程內容與指定閱讀

    Content and Reading Assignment

    教學活動與作業

    Teaching Activities and Homework

    學習投入時間

    Student workload expectation

    課堂講授

    In-class Hours

    課程前後

    Outside-of-class Hours

    1

    課程簡介、Jupyter Notebook 開發環境介紹

     

    【作業】安裝Jupyter Notebook, 完成一個簡單程式。

    3

    2

    2

    人工智慧概念介紹

     

    課堂中討論什麼樣子的問題,能運用人工智慧討論。

    【作業】人工智慧問題的發想。

    3

    3

    3

    設計思考的歷史及應用,以及 AI Canvas

     

    講課,觀看影片,用個案介紹和AI的關係。練習使用 AI Canvas。

    3

    3

    4

    設計思考的主要工具及精神

     

    基本觀念介紹,上課分組活動,解釋提案要求

    3

    3

    5

    全連結型神經網路實現手寫辨識

     

    【作業】修改第一個神經網路, 思考這樣子的人工智慧有什麼應用?

    3

    3.5

    6

    第一次專題計晝提案

     

    上課依 AI Canvas提出期末專案計畫構想,討論可行性及聽取建議講評

    3

    6

    7

    理解脈絡:對一個 Domain現象的觀察及研究

     

    講課,如何了解現象

    【作業】觀察及研究作業

    3

    6

    8

    圖形辨識的王者卷積神經網路

     

    【作業】修改上課的卷積神經網路, 思考圖形辨識的應用。

    3

    3.5

    9

    Reframing - 重新架構問題

     

    【作業】研究作業報告,重新定義問題和可能的解答

    3

    3

    10

    發想:如何用創造性的觀點來看數據

     

    發想的重要性,方法,以及和數據配合。試著發想期末專案有沒有更多的可能?

    3

    3

    11

    遞歸神經網路

     

    【作業】修改上課範例或新創一個遞歸神經網路。什麼樣的情況,我們會使用遞歸神經網路?

    3

    4

    12

    第二次專題計晝提案

     

    重點討論是否有較明確的 AI model,目前碰到的困難,考慮的解決方案。

    3

    3

    13

    設計思考的原型,測試,及迭代

     

    什麼是原型?AI的原型是什麼?怎麼測試

    3

    3

    14

    遷移式學習

     

    討論是否有可能「借用」別人的model 來完成自己的專案。

    3

    3

    15

    專題實作及討論

     

    正式發表前介紹問題、進度,及討論深化應用的可能性。

    3

    5

    16

    生成對抗讓電腦創作

     

    專題準備。

    3

    5

    17

    強化學習與無人駕駛

     

    專題準備。

    3

    5

    18

    成果發表

     

     

    3

     

     

    授課方式Teaching Approach

    50%

    講述 Lecture

    10%

    討論 Discussion

    30%

    小組活動 Group activity

    10%

    數位學習 E-learning

    0%

    其它: Others:

    評量工具與策略、評分標準成效Evaluation Criteria

    這個課程, 同學需要分組進行實作。
    
     
    - 找到一個問題,做量化及質化的背景研究
    - 定義出問題架構
    - 做出可以用來學習的原型
    - 得取數據驗證原型
    - 提出解決問題的提案
    
     每一組要解決的問題, 必需是一個真實世界的問題, 並且用人工智慧的方式實作出來。
    另外為了讓確認同學對「設計思考」與「人工智慧」有基本的認識,有個人作業,其中至少四次為程式作業。

    指定/參考書目Textbook & References

    * "Prediction Machines: The Simple Economics of Artificial Intelligence", by Ajay Agrawal, Joshua Gans, and Avi Goldfarb
    (中譯本: "AI經濟的策略思維:善用人工智慧的預測威力,做出最佳商業決策", 天下雜誌出版)
    
     
    * "Hands-On Machine Learning with Scikit-Learn, Keras, and TensorFlow: Concepts, Tools, and Techniques to Build Intelligent Systems," 2nd Ed., by Aurélien Géron

    (中譯本: "精通機器學習: 使用 Scikit-Learn, Keras TensorFlow", 碁峰圖書出版)

    已申請之圖書館指定參考書目 圖書館指定參考書查詢 |相關處理要點

    維護智慧財產權,務必使用正版書籍。 Respect Copyright.

    課程相關連結Course Related Links

    https://moodle.nccu.edu.tw

    課程附件Course Attachments

    課程進行中,使用智慧型手機、平板等隨身設備 To Use Smart Devices During the Class

    需經教師同意始得使用 Approval

    列印