前言
接觸AI、學習AI，成為能運用AI解決問題的人才！
自從AI模型Alpha Go打敗人類頂尖棋手李世開始，由政府到民間，大家瘋狂地追逐AI。2022年起，生成式AI帶來了新一波AI熱潮，圖像和文字生成方面取得了突破性進展。AI更加庶民化，使用AI 不再是程式人的專利。例如，Midjourney是一款AI 繪圖工具，能根據使用者的文字描述生成圖像。ChatGPT則是基於GPT-3.5的文字接龍AI，可與使用者對話，執行翻譯等任務。2023年推出的GPT-4，理解文字和圖像的能力比GPT-3.5又更強大。儘管如此，許多人仍對自己與AI 的關聯感到困惑。有些名人警告，若不了解AI，將可能面臨失業。AI是顯學，但讓人望而生畏。如何抓住AI 熱潮，成為AI 時代的勝利組？這是越來越多人關心的問題。
本書分為三部分。第一部分談如何成為積極主動、善於提問、懂得記錄研究過程與成果、設定題目與解題、具團隊合作精神的學生。李白老師接觸許多高中生及尋找方向的大學生，只要給予指引，這些學生通常能完成任務。但要他們提出自己的想法時，眾人往往不知如何著手。而這與成績並不相關。李白老師寫這本書的用意之一，是希望幫助同學，能藉由觀察自己的周遭，或是台灣社會所發生的現象，找出問題以及自己有興趣、能著力的點。如果挖掘出的問題能用AI來解當然很棒，若不行也無妨。最重要的是，看清自己的本質，也懂得如何找到向前走的道路。
在1.1及1.2節，李白老師用學校中發生的實例，說明如何開發出主動積極的性格與發問能力。從表面上看，做研究似乎只是學術領域在乎的事情。但其實在研究的過程中，能培養許多日後從事其他工作的技能，包含怎樣調研市場的現況？怎樣基於前人的研究繼續發展某項做法或技術？怎樣查證外界所宣稱的聲明？怎樣規劃專案與管理專案進度？怎樣從整個大環境中，找出一些自己解起來有優勢的問題？怎樣做技術報告？怎樣寫技術文章，以論證自己的方法有效？怎樣將研究結果視覺化？只要同學用心做研究，一定可以讓自己各項技能大大地升級。所以李白老師也花了一些篇幅，在1.3及1.4兩節對研究的過程加以說明，並穿插自己帶學生的故事。
此外，現在的台灣學生，由於升學路上多半是自己顧好自己的成績，因此實際上非常缺乏合作經驗，不了解什麼叫做真正的合作。以至於到了大學在修課、參加比賽，或研究上需要合作的時候，經常找錯合作對象，或淪為「切蛋糕式」的合作，每人切走一塊，做好以後再拼接起來。甚至有一些同學因為能力落差太大，直接被排除在任何工作之外。1.5節中李白老師特別針對這點，以自己帶過學生的經驗，用實例來解說可行的合作方式，幫助讀者走過這一台灣學生必經的關卡。
總體來說，如果同學們能參考第一章的引導，確認自己已培養正確的「三觀」，擁有健全的態度，就可以做好進入AI之門的準備。台灣若能有更多有動機去觀察、能發現問題的學生朋友，在社會趨勢瞬息萬變的AI時代，就會很有優勢。
第二部分將帶領讀者從「AI的發展」及「AI技術」在幾個領域的應用現況，認識AI。在2.1節，李白老師先回顧AI發展的過程，從AI這個概念怎麼被提出，到中間的幾次興衰，敘述並討論興起與衰敗的原因，再到目前AI大紅的狀態。李白老師期望讀者知道這個過程後，能對AI有「符合現實的理解」，不要過度誇大AI的功效或恐懼AI所帶來的影響。
在2.2至2.8節李白老師藉由不同領域的許多案例，來說明監督式學習、非監督式學習、強化式學習等AI的基礎概念。透過在資訊守門、協助人類照護與運動、交通運輸、人文研究、音樂與遊戲等領域的研究與應用案例說明，讓讀者了解該怎麼在思考層次上以AI解決問題，也就是把現實生活的問題對應到一個現行AI能解的任務上。接著再想想該如何執行思考層次上的想法，把問題真正解決。在2.9節，李白老師介紹一種近期開始流行的AI計算架構─邊緣運算。由於AI需要龐大的運算能力，所以原先多半在雲端伺服器進行運算。但這樣衍生出許多問題，例如有些資料具隱私性，不適合直接上傳到雲端；且直接將裝置收集到的資料上傳到雲端往往會造成延遲。因此，若能在靠近收資料的裝置這邊直接進行AI運算，就可以消除上述的問題。
2.10節將介紹最新生成式AI 的發展，如能生成各種文字內容的ChatGPT 文字接龍AI及能根據使用者文字輸入生成圖像的DALL.E、Stable Diffusion等。它們將大幅改變人類工作流程，為藝術家提供創作靈感。
在第二部分已經看過現行的許多案例後，第三部分的目的就是引導讀者自己成為AI達人。在3.1節，李白老師就教過的學生加以分類，並引導讀者去思考自己是否適合投入資工領域，甚至繼續在AI領域中鑽研。在3.2節，李白老師提供了一些具體做法，讓讀者可以逐步建立專家的素養。在3.3節，李白老師具體說明了如何從AI的思維看世界，這樣讀者就可以從身邊發現很多問題，進而再判斷哪些問題適合用AI來解。在3.4節，李白老師詳細解析了由進入大學、選課，到成為某一方面AI專家的具體途徑，可以節省讀者很多摸索的力氣。在3.5節，李白老師針對人類擅長的項目，與機器擅長的項目進行比較與討論。社會上有許多擅長某個項目的專家，李白老師將具體說明為什麼這些專家不用害怕被AI所取代。反之，若這些專家願意與AI合作，他們的產出會更有效率。李白老師也以自己為例，說明在兒時的許多興趣，雖然一度因專心升學而中斷，但藉著AI的助力，一項一項找回來，讓大家看到現在跨領域能力十足的李白老師。
這本書在部分小節之後也設計了一些小練習與反思問題，讓各位可以去實際演練該節中所提到的方法或概念，也同時思考自己如何去面對AI，這對讀者融會貫通本書所提的理念，會非常有幫助。
AI包羅萬象，一個人不可能全部都非常精通。感謝李白老師的專家好友們，包括台大電機李宏毅教授、智齡科技執行長康仕仲教授、台灣人工智慧學校校務長蔡明順先生、交大資工易智偉教授與彭文志教授、工研院機械所王傑智（Bob Wang）教授、清大資工陳宜欣教授與胡敏君教授、2020年十大傑出青年耐能智慧創辦人劉峻誠博士、AI4Kids創辦人陳佳慧女士等，在撰寫過程中對內容精確性的協助。也感謝我的學生翁郁涵小姐，協助編排校對並在整體內容對學習者的適切性上給了許多建議。最後要感謝我的家人與朋友，在我埋首寫書期間給我的鼓勵與支持。
總之，這本書集合了李白老師在大學及台灣人工智慧學校輔導社會人士與各級學校學生的經驗，總結出一些素養上的問題，也用一些實例讓讀者更具體地了解這些問題以及解決方法，並且提供讀者學習發現問題與判斷問題是否適合以AI 解決的具體步驟。希望這本耗費大量時間寫作集成的書，能夠提供正在嘗試接觸AI、學習AI、運用AI、甚至以AI為志業的讀者，一些參考或具體指引。
專文推薦
不只適合學生，也值得老師家長們細讀反思的AI入門書
國立臺灣大學電機工程學系副教授 李宏毅
不同於一般資訊工程領域的專家，李白老師對社會、人文充滿了關懷，因此這是一本特別的AI入門書。
在本書第一章中，李白老師分享了從「對失敗的恐懼大於對生命的熱情」到「切蛋糕式合作」等學生常見的問題，看得我連連點頭。李白老師的觀點一針見血，這是只有在教學第一線，而且對學生充滿關懷的好老師才能寫出的觀察。
在第二章中，李白老師對於 AI 的各項應用做了深入淺出的介紹，李白老師博學多聞，書中旁徵博引，令人非常欽佩，如同李白老師在書中講的「跨域是 AI 時代的必然」，他自己就是這句話最好的註腳。
李白老師擔任教育部人工智慧競賽與標註資料蒐集計畫的主持人多年，一直站在培育 AI 人才的第一線，在第三章中他特別對於 AI 專家的培育給予具體的建議。
雖然坊間已經有很多學習 AI 的入門讀物，但是本書不同於一般的入門讀物，它不只是適合學生閱讀，本書的內容也值得老師、家長們細讀與反思。
理科老文青的反撲
臺北護理健康大學語言治療與聽力學系副教授 翁仕明 醫師
拿起宗翰的這本書，當年的青澀又浮現眼前！我們曾是某明星高中號稱「數理資優班」的同窗，同班同學們除了一兩位轉文組外，其餘皆是理科生。
遙遠的上個世紀，理科文科好似一刀切，家中長輩曾諄諄告誡我，文章不華美「免緊張」，你是理科生，數理強才是「王道」。前一陣子，母校大張旗鼓的號召我們這些畢業三十週年老校友，返校參與校慶，這才驚覺，身為理科生的我們之中，有著像宗翰老師這種「AI界李白」，也有著像我這類不務正業，每隔幾週在專欄發表的兒科醫師！或許我們不是文豪，但，理科文科真是「一刀切」嗎？文科人就沒有理科魂，還是理科人都不該有文科情？相信宗翰老師的這本書，特別是「弭平文理之別」那一段，已經給了各位精采絕倫的解答。
宗翰將累積多年的教育現場觀察，運用風趣生動的解說，把一段又一段的AI基礎理論，幻化成生活中的各式風格呈現，實在是令人拍案叫絕。我們或許就是生不逢時吧！倘若當初有這樣一號AI界李白，出版如此富含深遠意義的書籍，不是更能造福眾多莘莘學子嗎？
讓人對 AI 有興趣，進而了解 AI、使用 AI！
臺灣大學電機工程學系教授 葉丙成
蔡教授這本 AI 的書，非常特別。它不僅是一本讓高中生了解 AI 的好書，更是一個引領學生更了解如何自主學習、研究的好書。從這本書的字裡行間，可以看到蔡教授對學生的循循善誘。特別是蔡教授在書中舉了許多以前他所指導的學生的案例故事，讓中學生讀者可以更了解做學問、與人合作是怎麼回事。這對於讓高中生對「做研究」這件事有更深刻的理解。這樣用心教導學生的書，真的罕見。
除了教學生怎麼做研究外，關於現在常見的 AI 觀念，蔡教授更是以深入淺出的方式、搭配精心設計的類比，希望能幫助剛入門的學生，讓他們覺得 AI 理論是容易親近的。我覺得蔡教授的這點用心非常重要！先讓學生覺得容易親近，他們才會更有興趣做更深入的探索。相較於一些把 AI 理論講得硬梆梆的書籍，蔡教授這本書非常適合想對 AI 了解的中學生，或任何 AI 新手。
在 AI 崛起的時代，AI 將是未來世界非常關鍵的技術。讓學生對 AI 有興趣，進而了解 AI、使用 AI，將會為他的未來打開一扇窗。蔡教授這本書，我非常推薦給所有想了解 AI 的入門新手！
豈止於中學生？給AI初世代的新攻略
輔仁大學中國文學系副教授 劉雅芬
人稱「AI界李白」的蔡老師要出書了，身為一名中文系教師有幸先行拜讀此書，正正呼應了李白老師的用心──這是一本寫給「中學生」，同時也適用於大專院校人文科系與社會大眾的入門書籍。
相信有許多同我一樣的「普通讀者」，知道AI時代已來臨，也想要與時俱進提升自己的資訊能力。但面對五花八門的訊息來源，有些淺而泛論，有些卻難如天書，雖知AI世界十分神妙，卻不得其門而入。
這是一本跨越專業術語障礙，結合理論與實例，深入淺出的AI導論書，對新入此領域的「小白」而言，堪稱為極佳的「新手攻略」。
對應108課綱精神，超前佈署
李白老師於大學任教多年，面對台灣大學生普遍缺乏學習動機與學用不一的現象，十分關切。長年內化的運算思維，讓他對事物的因果特別注意，是以，他正本清源，直接引領大家重回起點，全書先從學習的本質意義談起，分享有效的學習態度與經驗，希望青春洋溢的中學同學能夠及時了解自己的興趣與天份所在，並能夠建立／保有／重拾學習的熱情與初衷。他超前佈署，希望能透過此書並配合適性教育，培養具有學習強烈動機的「未來大學生」，期能為台灣的大學教育注入活水。
108課綱的核心精神是「終身學習」，正是對應於劇烈的「社會變化」，紮實的基礎功加以及恆長的學習續航力，適性揚才，成就每一個孩子。
但人生最重要卻也最難的，其實便是能長期堅持且持續地積累。長期地投入做一件事，取決於學習者自身的意願與動力。唯有自發的興趣與意志的結合，方能有成。學習者愈早開始探索自我興趣與天賦所在，愈能順利啟程。
108課綱的前行實踐者─跨域又能說「人話」的資訊專家
20世紀中期，人類進入數位資訊時代，電腦或由相關設備衍生的各項功能及服務，幾乎已成為人人生活中不可或缺的部分。21世紀，我們更進化到AI世代，有些人以為AI時代還是未來式，但AI早已是現在進行式。如果說上世紀的資訊能力與電腦程式語言編寫尚是資訊相關從業人員的專業，那麼具有基本程式運算思維的編寫能力已成為當代公民需具備的素養，行政院已將培育國民邏輯運算思維，列為促進數位經濟發展之重要政策方向。
許多人知道趨勢的發展亦想要了解與學習AI知識，這幾年來，有關AI主題的著作與演講紛紛出版。淺顯一些的著作大多暢談概念，介紹讀者AI的發展並暢想未來可能的AI生活，但對於技術產業則未能著墨。專業的AI書籍，又由於資訊知識與程式語言學習門檻較一般學科門檻高，加上術語眾多，學習者如聞天書，心理感受有如當下的流行語「有聽沒有懂，拜託說點人話！」一路得識非常多優秀的資訊專家，但常很難溝通理解彼此的想法。得識李白老師後，深歎「昔有居易作詩老嫗能解，今有李白老師講AI常人終明」。感謝宗翰老師將專業知識與艱難術語，轉譯成一般大眾能懂的「人話」。
李白老師以AI為核心工具，以中學時代的基本素養為基礎，重啟年少對數理、政治、財經、歷史、地理、音樂、生物醫學等領域的學習與研究。另外，也因為具有人文學科的核心素養，李白老師遂能深入淺出，將深難的AI知識透過比喻與淺白口語轉譯成易懂的「人話」，引領大家一窺AI世界之妙。所以，讀者可以發現，本書中呈現多元跨域整合的實例，包括了AI與傳播、AI與醫學、AI與人文、AI與體育，成為跨越鴻溝，架接理工與人文的橋樑。
跨域前輩帶領，一起培育AI核心素養
瞬息萬變的世界，如何以不變應萬變？學會「如何學習」的能力，加上養成良好的學習習慣，是不變的正解。
在現代社會我們需要更明確地區分「知識」與「資訊」，學會從「獲取資訊」到「運用知識」。在各學門的學習過程中，重要的不是能死背多少資訊，而是要養成該學科的核心素養，發展關鍵能力，將知識需要轉化成「帶得走的能力」，將其有效運用在日常生活、未來職場等。
當然不是人人都是李白，也非個個資優，但當我們具備了AI的核心素養後，便能將AI技術與我們的興趣與專長結合，立基在自己專業基礎進行跨域，擴大生命的格局與可能。個人因李白老師的引領，有幸跨入新領域，展開數位人文的學習與研究。
這是一本AI界堪稱「歐皇段位」的前輩（資訊與人文的博通者，理想與應用的實踐者）送給當代入門小白的王者攻略，願各位讀者，過關斬將，終成王者。
突破年齡限制：高中生也能做出AI 專題
臺北市立建國高級中學科學班 許澤厚同學
2021年的暑假，我正要升上高二。當時我只是一個稍稍接觸程式競賽的高中生，跟許多同學一樣嚮往最潮的AI，卻對實際上怎麼發展與應用AI技術做研究一無所知。幸運的是，透過學校老師介紹，加入科學班大學長李白老師的實驗室，開始利用AI自然語言處理偵測Twitter 上具有攻擊性情緒推文，以執行探討封城對於攻擊性推文數量的影響的專題。現在，我已經完成英文論文初稿，正在和老師一起做最後的修改，預計投稿國際期刊。
回想起這一年，我覺得自己改變最多的，是看待問題的思維模式。剛進實驗室的我，要面對寫程式碼，訓練出一個分辨語句情緒的模型，我心想「這應該是需要上過資工系課程才會的，我一個高中生怎麼可能寫得出來？」
但是老師與學長姐並沒有因為我是高中生，而給我特別待遇，而是直接教我「去哪裡找魚來釣」。在這個懵懵懂懂的階段，老師教導我「拆解問題的方法」，將眼前的大問題，劃分成數個小問題，最後甚至細到「為什麼有些人可以從網路上整理出可以運作的程式，我卻一直卡住？」面對同一個程式執行錯誤，我先自己嘗試Google ，再比較自己查資料的過程跟學長姐有什麼差異，找出癥結點，練習問好問題，追根究柢。漸漸地，面對未知的問題不再是逃避，仰賴別人給予解答，而是透過不斷的問問題、找答案，自己從網路與書籍得到深刻的理解。
如同書中描述的，在老師指導下，我與幾位資工系學長們的合作，並不是將專題「分段」每個人自己做完，而是透過分享自己對問題的看法，增進彼此的瞭解，讓每個人在合作中發揮自己的專長，一起找出最好的解決方案。在研究進行到中段，我們也由原本的問題衍生出幾個進階的問題，現在正各自為自己的目標努力著。但因為之前建立的互信與了解，因此仍然能保持互相討論與彼此支援。
在台灣的朋友們，一定都很想知道，到底要如何從一個被動接收知識的學生，蛻變成一個有獨立研究能力的工程師？許多學校的觀念告訴我們，學生就該把自己的本分做好，乖乖讀書。但是從小接收資訊的學生們，卻缺少了尋找資訊的能力。尋找資訊的過程，不像讀書保證有可以很快呈現在眼前的結果，有時因為害怕一無所獲，就只去做自己舒適圈內的事。
然而，當我願意踏出去嘗試老師教我的新思維模式，就經歷到了前所未有的突破。如果可以讀懂第一本書是第一場學習革命，那麼可以主動用電腦解決第一個問題，就是第二場學習革命。老師在我身上，看到了台灣高中生的潛力。
為了讓更多高中生能夠從傳統思維中跳脫出來，成為駕馭AI的贏家，因此在百忙之中仍然不計代價寫了這本書，實在令我感動與敬佩！在這裡，我一定要大力推薦這本書給中學生們！只要照著老師在書中提出的概念，換一個角度來生活，來看世界，你將不再為前途茫茫而徬徨，而是跟我一樣，充滿用AI來讓世界變得更好的動力！
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