Що таке генеративний ШІ?

Генеративний ШІ — це передова галузь штучного інтелекту, яка дозволяє машинам створювати новий та оригінальний контент, такий як текст, зображення, музика або навіть код.

Генеративний ШІ — це галузь штучного інтелекту, яка використовує моделі глибокого навчання (нейронні мережі), навчені на величезних наборах даних, щоб створювати новий контент. Ці моделі вивчають закономірності в текстах, зображеннях, аудіо чи інших даних, щоб генерувати оригінальні результати (наприклад, статті, зображення або музику) у відповідь на запити користувачів.

Інакше кажучи, генеративний ШІ створює медіа «з нуля», а не просто аналізує чи класифікує існуючі дані. Діаграма тут ілюструє, як генеративні моделі (центральне коло) розташовані всередині нейронних мереж, які є частиною машинного навчання та ширшої сфери ШІ.

Генеративний ШІ — це моделі глибокого навчання, які «генерують високоякісний текст, зображення та інший контент на основі даних, на яких вони були навчені», і він базується на складних нейронних алгоритмах, що виявляють закономірності у величезних наборах даних для створення нових результатів.

— IBM Research
Зміст

Як працює генеративний ШІ

Створення системи генеративного ШІ зазвичай включає три основні етапи:

1

Навчання (фундаментальна модель)

Велика нейронна мережа (часто званa фундаментальною моделлю) навчається на величезних обсягах сирих, немаркованих даних (наприклад, терабайти текстів з інтернету, зображень або коду). Під час навчання модель вчиться передбачати відсутні частини (наприклад, заповнювати наступне слово в мільйонах речень). Після багатьох ітерацій вона налаштовується, щоб захопити складні закономірності та взаємозв’язки в даних. Результатом є нейронна мережа з закодованими представленнями, яка може автономно генерувати контент у відповідь на запити.

2

Тонке налаштування

Після початкового навчання модель налаштовують для конкретних завдань за допомогою тонкого налаштування. Це може включати додаткове навчання на маркованих прикладах або підкріплювальне навчання з людським зворотним зв’язком (RLHF), коли люди оцінюють результати моделі, а модель коригується для покращення якості. Наприклад, модель чатбота можна тонко налаштувати, використовуючи набір питань клієнтів і ідеальних відповідей, щоб зробити відповіді точнішими та релевантнішими.

3

Генерація

Після навчання та налаштування модель генерує новий контент за запитом. Вона робить це, вибираючи з вивчених закономірностей — наприклад, передбачаючи по одному слову для тексту або уточнюючи піксельні патерни для зображень. На практиці «модель генерує новий контент, виявляючи закономірності в існуючих даних». За запитом користувача ШІ крок за кроком прогнозує послідовність токенів або зображень для створення результату.

4

Пошук і уточнення (RAG)

Багато систем також використовують генерацію з підсиленням пошуком (Retrieval-Augmented Generation) для підвищення точності. Тут модель під час генерації звертається до зовнішньої інформації (наприклад, документів або бази даних), щоб підкріпити свої відповіді актуальними фактами, доповнюючи те, що вона вивчила під час навчання.

Вимоги до ресурсів: Кожен етап вимагає значних обчислювальних потужностей: навчання фундаментальної моделі може потребувати тисячі GPU і тижні обробки. Навчену модель потім можна розгорнути як сервіс (наприклад, чатбот або API для зображень), що генерує контент на вимогу.
Як працює генеративний ШІ
Як працює генеративний ШІ

Основні типи моделей та архітектури

Генеративний ШІ використовує кілька сучасних нейронних архітектур, кожна з яких підходить для різних типів медіа:

Великі мовні моделі (LLM) / Трансформери

Це основа сучасного текстового генеративного ШІ (наприклад, GPT-4 від OpenAI, Google Bard). Вони використовують трансформерні мережі з механізмами уваги для створення зв’язного, контекстно-залежного тексту (або навіть коду). LLM навчаються на мільярдах слів і можуть доповнювати речення, відповідати на запитання або писати есе з людською плавністю.

Моделі дифузії

Популярні для генерації зображень (а також деякого аудіо) (наприклад, DALL·E, Stable Diffusion). Ці моделі починають з випадкового шуму і поступово «очищують» його до зв’язного зображення. Мережа навчається звертати процес пошкодження назад і таким чином може створювати дуже реалістичні візуальні образи за текстовими запитами. Моделі дифузії значною мірою замінили старі методи для AI-арту завдяки тонкому контролю деталей зображення.

Генеративні змагальні мережі (GAN)

Раніша техніка генерації зображень (близько 2014 року) з двома нейронними мережами у змаганні: генератор створює зображення, а дискримінатор оцінює їх. Через цей змагальний процес GAN створюють надзвичайно реалістичні зображення і використовуються для завдань, як-от перенесення стилю або розширення даних.

Варіаційні автокодери (VAE)

Ще одна стара модель глибокого навчання, яка кодує дані у стиснутий простір і декодує їх для генерації нових варіацій. VAE були одними з перших глибоких генеративних моделей для зображень і мови (близько 2013 року) і показали ранній успіх, хоча сучасний генеративний ШІ здебільшого перейшов на трансформери та моделі дифузії для найвищої якості результату.
Мультимодальна еволюція: Існують також спеціалізовані архітектури для аудіо, відео та мультимодального контенту. Багато передових моделей поєднують ці техніки (наприклад, трансформери з дифузією) для одночасної роботи з текстом і зображеннями. IBM зазначає, що сучасні мультимодальні фундаментальні моделі можуть підтримувати генерацію кількох видів контенту (текст, зображення, звук) з однієї системи.

Разом ці архітектури забезпечують широкий спектр генеративних інструментів, що використовуються сьогодні.

Основні типи моделей та архітектури
Основні типи моделей та архітектури

Застосування генеративного ШІ

Генеративний ШІ застосовується у багатьох сферах. Основні випадки використання включають:

Маркетинг і клієнтський досвід

  • Автоматичне написання маркетингових текстів (блоги, оголошення, електронні листи) та створення персоналізованого контенту на льоту
  • Потужні чатботи, які можуть спілкуватися з клієнтами або навіть виконувати дії (наприклад, допомагати з замовленнями)
  • Маркетингові команди можуть миттєво генерувати кілька варіантів реклами та адаптувати їх за демографією чи контекстом

Автоматизація бізнесу

  • Підготовка та перевірка документів
  • Швидке написання або редагування контрактів, звітів, рахунків та іншої документації
  • Зменшення ручної роботи у HR, юридичній сфері, фінансах тощо
  • Допомагає працівникам зосередитися на складних завданнях замість рутинного складання текстів

Розробка програмного забезпечення

  • Автоматизація генерації та доповнення коду
  • Інструменти, як GitHub Copilot, використовують LLM для пропозиції фрагментів коду, виправлення помилок або перекладу між мовами програмування
  • Значно прискорює повторювані завдання кодування
  • Допомагає модернізувати додатки (наприклад, конвертація старих кодових баз на нові платформи)

Дослідження та охорона здоров’я

  • Пропозиція нових рішень для складних проблем
  • У науці та інженерії моделі можуть пропонувати нові молекули ліків або проєктувати матеріали
  • ШІ може генерувати синтетичні молекулярні структури або медичні зображення для навчання діагностичних систем
  • Створення синтетичних даних (наприклад, медичних сканів), коли реальні дані обмежені

Креативне мистецтво та дизайн

  • Допомога або створення творів мистецтва, графіки та медіа
  • Дизайнери використовують генеративний ШІ для створення оригінального мистецтва, логотипів, ігрових ресурсів або спецефектів
  • Моделі, як DALL·E, Midjourney або Stable Diffusion, можуть створювати ілюстрації або змінювати фотографії на вимогу
  • Генерація кількох варіантів зображення для натхнення художників

Медіа та розваги

  • Генерація аудіо- та відеоконтенту
  • ШІ може складати музику, генерувати природне мовлення або навіть створювати короткі відео
  • Створення озвучення в обраному стилі або музичних треків на основі текстового опису
  • Створення анімаційних кліпів за текстовими запитами з швидким покращенням якості
Швидка еволюція: Ці приклади лише поверхневі; технологія розвивається настільки швидко, що постійно з’являються нові застосування (наприклад, персоналізоване навчання, контент для віртуальної реальності, автоматизоване написання новин).
Застосування генеративного ШІ
Застосування генеративного ШІ

Переваги генеративного ШІ

Генеративний ШІ має кілька переваг:

Ефективність та автоматизація

Він автоматизує трудомісткі завдання. Наприклад, може за секунди створювати чернетки листів, коду або ідей дизайну, значно прискорюючи роботу і звільняючи людей для виконання більш складних завдань.

  • Різке зростання продуктивності
  • Швидша генерація контенту
  • Зосередження на стратегічних завданнях

Покращена креативність

Він може стимулювати творчість, пропонуючи ідеї та варіації. Письменник або художник може створювати кілька чернеток або варіантів дизайну одним кліком.

  • Подолання творчих блоків
  • Кілька варіантів дизайну
  • Можливість творчого партнера

Краща підтримка прийняття рішень

Швидко аналізуючи великі набори даних, генеративний ШІ може виявляти інсайти або гіпотези, що допомагають людям приймати рішення.

  • Складні резюме звітів
  • Розпізнавання статистичних закономірностей
  • Аналітика на основі даних

Персоналізація

Моделі можуть адаптувати результати під індивідуальні вподобання. Наприклад, генерувати персоналізований маркетинговий контент, рекомендувати продукти або адаптувати інтерфейси.

  • Налаштування в реальному часі
  • Покращена взаємодія з користувачем
  • Відповіді з урахуванням контексту
Доступність 24/7: Системи ШІ не втомлюються. Вони можуть надавати цілодобову підтримку (наприклад, чатботи, що відповідають на запитання день і ніч) без втоми. Це забезпечує стабільну продуктивність і постійний доступ до інформації чи творчої допомоги.

Отже, генеративний ШІ може заощаджувати час, стимулювати інновації та виконувати масштабні творчі або аналітичні завдання швидко і ефективно.

Переваги генеративного ШІ
Переваги генеративного ШІ

Виклики та ризики генеративного ШІ

Незважаючи на потужність, генеративний ШІ має суттєві обмеження та небезпеки:

Неточні або вигадані результати («галюцинації»)

Моделі можуть створювати правдоподібні, але хибні або безглузді відповіді. Наприклад, юридичний дослідницький ШІ може впевнено цитувати фальшиві судові рішення. Ці «галюцинації» виникають тому, що модель не розуміє факти — вона лише прогнозує ймовірні продовження.

Критична дія: Користувачі повинні ретельно перевіряти факти у відповідях ШІ.

Упередженість і справедливість

Оскільки ШІ навчається на історичних даних, він може успадковувати суспільні упередження з цих даних. Це може призводити до несправедливих або образливих результатів (наприклад, упереджених рекомендацій роботи або стереотипних підписів до зображень).

Стратегія пом’якшення: Запобігання упередженості вимагає ретельного відбору навчальних даних і постійної оцінки.

Конфіденційність та права інтелектуальної власності

Якщо користувачі вводять у модель конфіденційні або захищені авторським правом матеріали, вона може ненавмисно розкривати приватні деталі у своїх відповідях або порушувати права інтелектуальної власності. Моделі також можуть бути піддані атакам, що призводять до витоку частин навчальних даних.

Вимоги безпеки: Розробники та користувачі повинні захищати вхідні дані і контролювати вихідні результати на предмет таких ризиків.

Діпфейки та дезінформація

Генеративний ШІ може створювати дуже реалістичні фальшиві зображення, аудіо або відео (діпфейки). Їх можуть використовувати зловмисники для імітації осіб, поширення неправдивої інформації або шахрайства.

Зростаюча загроза: Виявлення та запобігання діпфейкам — це зростаюча проблема для безпеки та медіа-інтегритету.

Відсутність пояснюваності

Генеративні моделі часто є «чорними скриньками». Зазвичай неможливо зрозуміти, чому вони створили певний результат або перевірити їхній процес прийняття рішень. Така непрозорість ускладнює гарантування надійності або відстеження помилок.

Науковий фокус: Дослідники працюють над методами пояснюваного ШІ, але це залишається відкритою проблемою.
Додаткові проблеми: Інші питання включають величезні обчислювальні ресурси (що підвищує енергоспоживання та вуглецевий слід) і юридичні/етичні питання щодо власності на контент. Загалом, хоча генеративний ШІ потужний, він потребує ретельного людського контролю та управління для пом’якшення ризиків.
Виклики та ризики генеративного ШІ
Виклики та ризики генеративного ШІ

Майбутнє генеративного ШІ

Генеративний ШІ розвивається надзвичайно швидко. Впровадження зростає стрімко: опитування показують, що близько третини організацій вже використовують генеративний ШІ в тій чи іншій формі, а аналітики прогнозують, що приблизно 80% компаній впровадять його до 2026 року. Експерти очікують, що ця технологія додасть трильйони доларів до світової економіки і трансформує галузі.

Поточний рівень впровадження 33%
Прогнозоване впровадження до 2026 80%

Після дебюту ChatGPT генеративний ШІ «став глобальним феноменом» і «очікується, що додасть трильйони до економіки» завдяки масовому зростанню продуктивності.

— Oracle Research

Що буде далі

  • Більш спеціалізовані та потужні моделі (для науки, права, інженерії тощо)
  • Кращі методи для забезпечення точності результатів (наприклад, вдосконалений RAG і кращі навчальні дані)
  • Інтеграція генеративного ШІ у повсякденні інструменти та сервіси
Революція AI-агентів: Нові концепції, як AI-агенти — системи, що використовують генеративний ШІ для автономного виконання багатокрокових завдань — представляють наступний крок (наприклад, агент, який планує подорож за допомогою рекомендацій ШІ, а потім бронює готелі та квитки).
Розробка управління: Водночас уряди та організації починають розробляти політики та стандарти щодо етики, безпеки та авторських прав для генеративного ШІ.
Майбутнє генеративного ШІ
Майбутнє генеративного ШІ

Основні висновки

Підсумовуючи, генеративний ШІ — це системи ШІ, які створюють новий, оригінальний контент, навчаючись на даних. Завдяки глибоким нейронним мережам і великим фундаментальним моделям він може писати тексти, генерувати зображення, створювати аудіо та більше, відкриваючи трансформаційні застосування.

Можливості

Великі переваги

  • Покращена креативність і ефективність
  • Доступність 24/7
  • Масштабне зростання продуктивності
Виклики

Критичні ризики

  • Помилки та упередженість
  • Діпфейки та дезінформація
  • Проблеми конфіденційності та інтелектуальної власності

Хоча генеративний ШІ пропонує великі переваги у творчості та ефективності, він також приносить виклики, як помилки та упередженість, які користувачі повинні враховувати. Зі зростанням технології вона дедалі більше стане невід’ємним інструментом у різних галузях, але відповідальне використання буде ключовим для безпечного розкриття її потенціалу.

Дізнайтеся більше у суміжних статтях
Зовнішні джерела
Цю статтю було складено з урахуванням таких зовнішніх джерел:
96 статті
Розі Ха — авторка на Inviai, яка спеціалізується на поширенні знань та рішень у сфері штучного інтелекту. Завдяки досвіду досліджень та впровадження ШІ у різні галузі, такі як бізнес, створення контенту та автоматизація, Розі Ха пропонує зрозумілі, практичні та надихаючі матеріали. Її місія — допомогти кожному ефективно використовувати ШІ для підвищення продуктивності та розширення творчих можливостей.
Пошук