什麼是生成式人工智慧?

生成式人工智慧是人工智慧的一個先進分支,能讓機器創造新的原創內容,如文字、圖片、音樂,甚至程式碼。

生成式人工智慧是人工智慧的一個分支,使用在龐大資料集上訓練的深度學習(神經網路)模型來創造新內容。這些模型學習文字、圖片、音訊或其他資料的模式,能根據使用者提示產生原創輸出(如文章、圖片或音樂)。

換句話說,生成式 AI 是從「零開始」產生媒體,而非僅分析或分類現有資料。此圖示說明生成模型(中間圓圈)位於神經網路中,神經網路是機器學習及更廣泛 AI 領域的一部分。

生成式 AI 是基於深度學習模型,能「根據訓練資料生成高品質的文字、圖片及其他內容」,並依賴複雜的神經演算法,從龐大資料集中辨識模式以產生新穎輸出。

— IBM 研究

生成式人工智慧的運作原理

建立生成式 AI 系統通常包含三個主要階段:

1

訓練(基礎模型)

大型神經網路(通常稱為基礎模型)在大量原始、未標記資料(如數 TB 的網路文字、圖片或程式碼)上進行訓練。訓練過程中,模型透過預測缺失部分(例如填補數百萬句子中的下一個字)來學習。經過多次迭代,模型調整自身以捕捉資料中的複雜模式與關聯。結果是擁有編碼表示的神經網路,能根據輸入自主生成內容。

2

微調

初步訓練後,模型會針對特定任務進行微調。這可能包含在標記範例上額外訓練,或使用人類回饋強化學習(RLHF),由人類評分模型輸出,模型再調整以提升品質。例如,聊天機器人模型可用客戶問題與理想答案集微調,使回應更準確且相關。

3

生成

訓練與微調完成後,模型會根據提示生成新內容。它透過從學習到的模式中抽樣,例如文字逐字預測,或圖片逐像素優化。實務上,「模型透過辨識現有資料中的模式來生成新內容」。給定使用者提示,AI 逐步預測一連串的詞元或圖像以產生輸出。

4

檢索與精煉(RAG)

許多系統也使用檢索增強生成來提升準確度。此時模型在生成時會調用外部資訊(如文件或資料庫),以根據最新事實支持回答,補充訓練時所學。

資源需求:每個階段都需大量運算資源:訓練基礎模型可能需要數千 GPU 及數週處理時間。訓練完成的模型可部署為服務(如聊天機器人或圖片 API),按需生成內容。
生成式人工智慧的運作原理
生成式人工智慧的運作原理

主要模型類型與架構

生成式 AI 採用多種現代神經架構,各自適合不同媒體:

大型語言模型(LLMs)/變換器(Transformers)

這是當今文字生成 AI 的核心(如 OpenAI 的 GPT-4、Google Bard)。它們使用帶注意力機制的變換器網路,產生連貫且具上下文感知的文字(甚至程式碼)。LLMs 在數十億字詞上訓練,能完成句子、回答問題或撰寫文章,流暢度接近人類。

擴散模型(Diffusion Models)

廣泛用於圖片(及部分音訊)生成(如 DALL·E、Stable Diffusion)。這些模型從隨機噪聲開始,逐步「去噪」成為連貫圖像。網路學會逆轉破壞過程,能根據文字提示生成高度真實的視覺效果。擴散模型因能細緻控制圖像細節,已大幅取代舊有 AI 藝術方法。

生成對抗網路(GANs)

較早期的圖像生成技術(約 2014 年),包含兩個神經網路競爭:生成器創造圖像,判別器評判圖像。透過此對抗過程,GANs 產生極為逼真的圖像,應用於風格轉換或資料增強等任務。

變分自編碼器(VAEs)

另一種較早的深度學習模型,將資料編碼至壓縮空間,再解碼生成新變體。VAEs 是最早用於圖像與語音的生成模型之一(約 2013 年),雖然現代生成式 AI 多轉向變換器與擴散模型以達最高品質。
多模態演進:也有專門處理音訊、影片及多模態內容的架構。許多尖端模型結合這些技術(如變換器與擴散模型),同時處理文字與圖片。IBM 指出,現今的多模態基礎模型能從單一系統生成多種內容(文字、圖片、聲音)。

這些架構共同驅動當今多樣的生成工具。

主要模型類型與架構
主要模型類型與架構

生成式人工智慧的應用

生成式 AI 已廣泛應用於多個領域。主要使用案例包括:

行銷與客戶體驗

  • 自動撰寫行銷文案(部落格、廣告、電子郵件),即時產生個人化內容
  • 驅動先進聊天機器人,能與客戶對話甚至執行操作(如協助訂單)
  • 行銷團隊可即時生成多版本廣告,並依人口統計或情境調整

商務自動化

  • 草擬與審核文件
  • 快速撰寫或修改合約、報告、發票及其他文書
  • 減少人力在 HR、法務、財務等重複工作
  • 協助員工專注於複雜問題解決,而非例行草稿

軟體開發

  • 自動化程式碼生成與補全
  • 工具如 GitHub Copilot 利用 LLM 建議程式碼片段、修正錯誤或跨語言轉換
  • 大幅加速重複性編碼任務
  • 協助應用現代化(如將舊程式碼轉換至新平台)

研究與醫療

  • 提出複雜問題的新解決方案
  • 在科學與工程領域,模型可設計新藥分子或材料
  • AI 可生成合成分子結構或醫療影像,用於訓練診斷系統
  • 在真實資料稀缺時,創造合成資料(如醫療掃描)

創意藝術與設計

  • 協助或創作藝術品、圖像與媒體
  • 設計師利用生成式 AI 製作原創藝術、標誌、遊戲素材或特效
  • 模型如 DALL·E、Midjourney 或 Stable Diffusion 可即時創作插畫或修改照片
  • 生成多種圖像變體以激發藝術靈感

媒體與娛樂

  • 生成音訊與影片內容
  • AI 可作曲、生成自然語音,甚至撰寫短影片腳本
  • 製作特定風格的旁白或根據文字描述創作音樂曲目
  • 從文字提示創建動畫片段,品質快速提升
快速演進:這些例子僅觸及表面;技術發展迅速,持續出現新應用(如個人化教學、虛擬實境內容、自動新聞撰寫)。
生成式人工智慧的應用
生成式人工智慧的應用

生成式人工智慧的優勢

生成式 AI 帶來多項好處:

效率與自動化

它能自動化耗時任務。例如,能在數秒內草擬電子郵件、程式碼或設計構想,大幅加速工作,讓人專注於更高層次任務。

  • 顯著提升生產力
  • 更快生成內容
  • 專注策略性工作

創意提升

它能激發創意,透過腦力激盪與探索多種變化。作家或藝術家可一鍵生成多個草稿或設計方案。

  • 克服創意瓶頸
  • 多樣設計變體
  • 具創意夥伴功能

決策支援

透過快速分析大量資料,生成式 AI 可提供洞見或假設,協助人類決策。

  • 複雜報告摘要
  • 統計模式辨識
  • 數據驅動洞察

個人化

模型能依個人偏好調整輸出。例如,生成個人化行銷內容、推薦產品或調整介面。

  • 即時客製化
  • 提升用戶參與度
  • 情境感知回應
全天候可用:AI 系統不會疲倦,能提供 24 小時服務(如日夜回答問題的聊天機器人),確保穩定表現與持續取得資訊或創意協助。

總之,生成式 AI 能節省時間、激發創新,並以速度與規模處理大規模創意或分析任務。

生成式人工智慧的優勢
生成式人工智慧的優勢

生成式人工智慧的挑戰與風險

儘管強大,生成式 AI 仍有重大限制與風險:

不準確或捏造的輸出(「幻覺」)

模型可能產生聽起來合理但錯誤或荒謬的答案。例如,法律研究 AI 可能自信地引用虛假案例。這些「幻覺」源於模型並非真正理解事實,而只是預測可能的延續。

關鍵行動:使用者必須仔細驗證 AI 輸出。

偏見與公平性

由於 AI 從歷史資料學習,可能繼承資料中的社會偏見,導致不公平或冒犯性結果(如偏頗的職缺推薦或刻板印象的圖片說明)。

緩解策略:防止偏見需謹慎策劃訓練資料並持續評估。

隱私與智慧財產權問題

若使用者輸入敏感或受版權保護的資料,模型可能在輸出中無意洩露私人資訊或侵犯智慧財產權。模型也可能被探查以洩漏部分訓練資料。

安全需求:開發者與使用者必須保護輸入並監控輸出以防範此類風險。

深偽技術與錯誤資訊

生成式 AI 能製作高度逼真的假圖片、音訊或影片(深偽)。這些可被惡意用於冒充個人、散布錯誤資訊或詐騙受害者。

日益關注:偵測與防範深偽是安全與媒體誠信的重要議題。

缺乏可解釋性

生成模型通常是「黑盒子」,難以理解為何產生特定輸出或審核其決策過程。此不透明性使得保證可靠性或追蹤錯誤變得困難。

研究焦點:研究人員正致力於可解釋 AI 技術,但仍是未解挑戰。
其他關切:還包括龐大運算資源需求(增加能源成本與碳足跡)及內容所有權的法律與倫理問題。總體而言,生成式 AI 雖強大,仍需謹慎的人類監督與治理以降低風險。
生成式人工智慧的挑戰與風險
生成式人工智慧的挑戰與風險

生成式人工智慧的未來

生成式 AI 正以驚人速度進步。採用率快速成長:調查顯示約三分之一組織已在某種程度使用生成式 AI,分析師預測到 2026 年約 80% 企業將部署此技術。專家預期此技術將為全球經濟帶來數兆美元價值並改變產業。

目前採用率 33%
預計 2026 年採用率 80%

ChatGPT 問世後,生成式 AI「成為全球現象」,並「預計透過大幅提升生產力為經濟帶來數兆美元價值」。

— Oracle 研究

未來展望

  • 更多專業且強大的模型(科學、法律、工程等領域)
  • 更佳技術以維持輸出準確性(如先進的 RAG 與更優訓練資料)
  • 生成式 AI 整合進日常工具與服務
AI 代理革命:新興概念如 AI 代理—利用生成式 AI 自主執行多步任務的系統—代表下一步(例如,能用 AI 生成建議規劃行程,並預訂飯店與機票的代理)。
治理發展:同時,政府與組織開始制定生成式 AI 的倫理、安全與版權政策與標準。
生成式人工智慧的未來
生成式人工智慧的未來

主要重點整理

總結來說,生成式 AI 指的是透過學習資料創造新穎原創內容的 AI 系統。它由深度神經網路與大型基礎模型驅動,能撰寫文字、生成圖片、作曲等,帶來變革性應用。

機會

巨大優勢

  • 提升創意與效率
  • 全天候可用
  • 大幅提升生產力
挑戰

關鍵風險

  • 錯誤與偏見問題
  • 深偽與錯誤資訊
  • 隱私與智慧財產權疑慮

雖然在創意與效率上帶來巨大優勢,但也伴隨錯誤與偏見等挑戰,使用者必須加以應對。隨著技術成熟,生成式 AI 將成為各產業不可或缺的工具,但負責任的使用對安全發揮其潛力至關重要。

外部參考資料
本文內容參考以下外部資料來源整理而成:
96 網站
Rosie Ha 是 Inviai 的作者,專注於分享人工智慧的知識與解決方案。憑藉在商業、內容創作及自動化等多個領域應用 AI 的研究經驗,Rosie Ha 將帶來易懂、實用且具啟發性的文章。Rosie Ha 的使命是幫助大家有效運用 AI,提高生產力並拓展創造力。
搜尋