AI魔法盒：給中小學生的人工智慧奇趣故事書

程式設計和人工智慧入門課程的極佳教材
結合故事、繪畫和練習，讓人工智慧學習變得更平易近人、有趣
本書英文版獲2024年SIGDSA國際會議 最佳教學論文獎
亞馬遜讀者評5顆星

強力推薦
楊光磊
臺灣大學領導學程兼任教授／前台積電研發處處長

陳縕儂
臺灣大學資訊工程學系教授

施百俊
國立屏東大學學術副校長
國立屏東大學文化創意產業學系教授

以有趣、吸引人、構思精巧的故事幫助孩子（還有成年人）了解人工智慧處理的基礎知識。幫助讀者跟上現今所處美麗新世界的AI步伐。
●看故事學習：生活化的故事，輔以親切有趣插畫，輕鬆就能了解並學習AI 相關理論，幫助讀者解開許多這個最新科技背後「魔法盒」的奧秘。
●挑戰遊戲練習題：每章後的習題，設計簡單，只要運用四則運算題，即可輕鬆學會入門分類演算法和模型訓練。書後並附所有習題的答案。
●教導孩子們AI的核心基礎：學習邏輯與批判思考，閱讀本書練習各單元習題不需要任何電腦或是程式碼，即可清楚地帶領孩子們理解AI的核心邏輯。
●適合所有對人工智慧想了解的初學者。

透過人人理解的有趣生活故事──「如何找到最合適的家庭寵物」，幫助中小學生理解AI的關鍵概念。讀者跟隨主角康康和娜娜這對兄妹一起展開尋找領養小狗的旅程「並且一步步完成我們設計的活動」便能輕鬆的理解像「機器學習」和「AI模型」這些人人朗朗上口的詞彙。
本書引導年輕讀者了解人工智慧過程的三個步驟：收集、訓練、決策。每章節結尾的習題︐能讓讀者實際運用新學到的技能。這本書所提供的AI知識與技能︐使下一代的AI原生世代能在日常生活中運用並評估AI更重要的是︐讓他們能深刻了解AI的運作原理與應用。

「這本書透過一對兄妹，向身為數據科學家的母親學習這個引人入勝的故事，介紹AI的核心概念，如：訓練、權重和監督式學習。作為一名發展心理學家，我發現這種結合故事、插圖和練習的方式，讓AI變得不再令人卻步，更加親切有趣，特別適合年輕讀者。」
──丹佛大學大腦、人工智慧與兒童研究中心主任 Pilyoung Kim 博士。

鍾婷婷
現職：College of William & Mary威廉瑪麗學院 (W&M) 商業分析教授
學歷：賓州匹茲堡大學資訊系統管理心理學雙博士
經歷：W&M(威廉瑪麗學院)商業分析的獲獎教授
鍾博士曾多次獲得W&M頒發的「優秀教師獎」和IBM頒發的「認知計算教師獎」。她也曾擔任2012年、2015年和2018年英特爾國際科學與工程博覽會（ISEF）的資助獎評審。加入W&M前，鍾博士在賓州匹茲堡的查塔姆大學創立資料科學專業。

拉尼•本加利（Rani Banjarian）是中學數學教師，大學主修創意寫作與物理，曾是鍾婷婷博士的商業分析碩生。

毛昱文（Jennifer Mau）是康橋國際學校國際部學生，熱愛藝術與球類運動，負責本書所有的翻譯工作，也曾是U21輕艇水球國手。

鍾佩芝（Peggy Chung）對小孩充滿熱情。曾從事全球科技管理工作，並擁有匹茲堡大學統計學碩士學位與卡內基美隆大學資訊系統碩士學位。

丹妮爾•席衣（Danielle Seay）是威廉瑪麗學院藝術與英文主修生。本書插畫是她的創作。

楊一思（Alisa Yang）是威廉瑪麗學院的數據科學與商業分析學生，本書英文原文書的行銷與編輯專案經理。

近年來，人工智慧（AI）席捲全球，成為家喻戶曉的重要話題。現在的社會裡，人人都應該了解AI，這樣它就不再只是個「黑盒子」，或如我們在書中所稱的「魔法盒」。因為AI 充滿了各種流行術語，所以需要用更簡單的方式來解釋AI 的運作原理，好讓大人和小孩都能瞭解AI 並且安全合理的使用AI。根據研究，持續且有創意地將學習與現實生活聯繫起來，是引領孩子投入STEAM（科學、科技、工程、藝術和數學）領域至關重要的因素。因此，在新冠疫情期間，鍾博士、其前碩士學生拉尼‧本加利，以及她妹妹鍾佩芝，共同創辦Data Scientist Junior（DSJr.）網路學習課程，透過日常生活俯拾即是的例子來讓學生學習資料科學。
DSJr. 團隊決定撰寫《AI 魔法盒》這本遊戲書，希望透過大家都能理解的有趣生活故事如何找到最合適的家庭寵物，幫助中小學生理解AI 的關鍵概念。讀者跟隨主角康康和娜娜這對兄妹，一起展開領養小狗的旅程，並且一步步完成我們設計的活動，就能輕鬆地理解像是「機器學習」和「AI 模型」這些的數學原理詞彙。
這本書介紹了「AI 流程」的三個步驟（收集、訓練、決策），每章節結尾的習題，能讓讀者實際運用新學到的技能。我們希望為這本書所提供的AI 知識與技能，讓下一代的AI 原生世代能在日常生活中使用並評估AI，更重要的是，讓他們能質疑AI 的運作原理與應用。
2024 年10 月15 日
謝　詞
我們衷心感謝所有慷慨支持我們出書、讓我們夢想成真的朋友：威廉與瑪麗學院（W&M）提供「無薪／低薪學習經驗（F.U.S.E.）獎學金」，資助Danielle 和Alisa 以暑期實習的形式參與「人工與自然智慧教育（AANIE）」基金會的運作。AANIE 是由鍾博士創立的非營利組織，支持她在W&M 教學外的教育活動。最重要的是，有了一群信任並熱情支持我們Kickstarter 專案的朋友，讓這本書得以完成。為了感激這些支持我們第一個Kickstarter 專案（但未達目標）贊助者、與對我們書籍初稿提供寶貴意見的朋友，他們的名字都成為這本書中角色的名字。
我們也特別感謝Dr. Linh Phung、胡昌亞教授、吳庭毓與呂子芸給予我們的寶貴建議和協助。我們還要特別感謝以下這些支持者，讓我們第二個 Kickstarter 專案達成目標，讓這本書能在美國成功出版。

前言
謝詞
我們想要養小狗狗
步驟1：收集
步驟1：習作
步驟2：訓練
步驟2：習作
步驟3：決策
步驟3：習作
我們有小狗狗了！
挑戰習作
詞彙
解答
挑戰項目
關於作者

我們想要養小狗狗
下週康康要過14歲生日了，他9歲的妹妹娜娜有個瘋狂的點子。
「康康，你知道今年該跟媽媽要什麼生日禮物嗎？」娜娜問。
「什麼？」康康回答。
「一隻狗狗！我們一直想養狗狗！」。
娜娜說得沒錯。從小到大，康康都想養狗。當娜娜出生時，康康馬上就知道她也是一個愛狗的人。
但不幸的是，媽媽幾乎對所有東西都過敏。不能有毛、不能有羽毛、也不能有鱗片。這代表他們不能養狗、不能養倉鼠、不能養貓、不能養老鼠、不能養鸚鵡，甚至連一隻金魚都不行！
康康想起最近曾讀到：「有些狗不容易讓人過敏（低致敏狗狗）」。這表示就算經常過敏的人，也可以養這種狗。（註：為方便讀者了解，本書將較低程度會引致人們過敏的狗狗，用「低致敏」來說明）
康康和娜娜開心地歡呼！
「但是⋯⋯！」媽媽打斷了他們，「讓我們把這變成一個挑戰吧。」
康康問：「什麼樣的挑戰？」。媽媽總是這樣，而且她的挑戰通常都很難。
「你們知道我是一名資料科學家，每天都在跟人工智慧（AI）打交道。」康康和娜娜都知道，這也是為什麼媽媽提出來的挑戰總是好難。她接著說：「我一直希望你們多了解一些AI，特別是你們現在又長大了一些。」
「什麼是AI？」娜娜問道。
媽媽解釋道：「AI 是人工智慧（artificial intelligence）的縮寫，是一個非常強大、正在改變整個世界的工具。」
媽媽說：「我想教你們有關 AI的知識，然後你們就可以用它來找到最適合我們家的小狗！」
娜娜說：「但我根本不懂AI是什麼啊⋯⋯AI長什麼樣子的？能做什麼？」
媽媽笑得燦爛：「我們去圖書館吧，可以從那裡開始找答案！」
康康、娜娜和媽媽去圖書館，要研究不同品種的低致敏狗狗。
「圖書館裡有一台很酷的新機器」媽媽說。「它叫作魔法盒。我覺得魔法盒可以幫我們找到適合的狗狗。」
媽媽微笑著說：「身為一名數據科學家，我每天都用數學來回答一些非常重要的問題。為了做到這一點，我會和人工智慧（AI）合作，讓我和我的團隊能作出令人驚嘆的事情，比如：創造新的方式來治療疾病，讓汽車可以自動駕駛，以及找到新的方法來解決非常複雜的問題。」