«Α.Ι. DRAW: Ένα εργαλείο καλλιτεχνικής υποστήριξης μέσω τεχνητής νοημοσύνης» για το 16ο Μαθητικό Συνέδριο Πληροφορικής

«Α.Ι. DRAW: Ένα εργαλείο καλλιτεχνικής υποστήριξης μέσω τεχνητής νοημοσύνης»  για το 16ο Μαθητικό Συνέδριο Πληροφορικής

«Α.Ι. DRAW: Ένα εργαλείο καλλιτεχνικής υποστήριξης μέσω τεχνητής νοημοσύνης» για το 16ο Μαθητικό Συνέδριο Πληροφορικής

01 Οκτωβρίου 2024 2024
16o-mathitiko-synedrio-pliroforikis.png

Περίληψη

image003.jpg

Η τέχνη και συγκεκριμένα η ζωγραφική είναι ένα σημαντικό και αναπόσπαστο κομμάτι της ιστορίας του ανθρώπου. Μέσα απο αυτήν αναπτύσσεται η ικανότητα να εξωτερικεύουμε τον εσωτερικό μας κόσμο, τα συναισθήματα μας, τις φοβίες μας και όλα αυτά που μας απασχολούν χρησιμοποιώντας απλά υλικά. Με ένα σύντομο ερωτηματολόγιο στο οποίο συμμετείχαν μαθητές και εκπαιδευτικοί του σχολείου μας φανερώθηκε πως η ενασχόληση με τον συγκεκριμένο τομέα της τέχνης σταδιακά εξασθενεί με κύριο λόγο την έλλειψη έμπνευσης και καλλιτεχνικής δεξιότητας. Με σκοπό να ενθαρρύνουμε τους μικρούς και να επανασυνδέσουμε τους μεγάλους με την ζωγραφική δημιουργήσαμε ένα ψηφιακό εργαλείο το οποίο λειτουργεί ως βοηθός και υποστηρικτής του έργου του χρήστη με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.

Λέξεις κλειδιά: τεχνητή νοημοσύνη, ζωγραφική, εφαρμογή.

Κατεβάστε πατώντας εδώ την παρουσίαση των παιδιων σε Powerpoint.

1. Εισαγωγή

Αφορμή της συγκεκριμένης έρευνας αποτέλεσε ο διαγωνισμός ρομποτικής First Lego League. Στον FLL οι ομάδες εμπλέκονται στην έρευνα, την επίλυση προβλημάτων, τον προγραμματισμό και τη ρομποτική. Κατασκευάζουν και προγραμματίζουν ένα ρομπότ LEGO και διενεργούν ένα Project Καινοτομίας στο οποίο προτείνουν λύση σε ένα επιστημονικό πρόβλημα σχετικό με την θεματική της σεζόν. Κατά τη διάρκεια της σεζόν 2023-2024, ρίχνεται στο προσκήνιο ο ρόλος που παίζει το STEM στις τέχνες!

2. Η τέχνη της ζωγραφικής στη ζωή μας

Η ζωγραφική ήταν, είναι και θα είναι ένα ζωτικό κομμάτι της ζωής μας. Μέσα από τις ζωγραφιές αναπτύσσει κανείς μια ικανότητα να εξωτερικεύει τον εσωτερικό του κόσμο και τα συναισθήματά του. Οι περισσότεροι άνθρωποι, όμως, αποθαρρύνονται και σταματούν να ζωγραφίζουν, γιατί δεν είναι καλοί! Θέλουμε να ενθαρρύνουμε τους ανθρώπους που παράτησαν τη σχεδιαστική τους αντίληψη να ξαναρχίσουν να ασχολούνται με τη ζωγραφική, δημιουργώντας τον δικό τους συμβολικό κόσμο μέσα από ένα διασκεδαστικό παιχνίδι!

3. Έρευνα και καθορισμός απαιτήσεων

Γράψαμε ερωτήσεις σε google forms και στείλαμε το ερωτηματολόγιό μας σε παιδιά δημοτικού, γυμνασίου, λυκείου αλλά και σε ενήλικες. Το ζήτημα που προέκυψε από τα αποτελέσματα είναι πως, οι σημερινοί έφηβοι και ενήλικες, ενώ ζωγράφιζαν μικροί για να δείχνουν συναισθήματα, να αποτυπώνουν εικόνες και να χαλαρώνουν, έχουν αφήσει αυτό τους το χόμπι, γιατί δεν είχαν ιδιαίτερο ταλέντο! Απάντησαν, όμως, θετικά στην ιδέα ενός εργαλείου το οποίο θα τους βοηθά και θα τους μετατρέπει σε ταλαντούχους ζωγράφους! Παρακάτω βλέπετε κάποια γραφήματα από τα αποτελέσματα του ερωτηματολογίου καθορισμού απαιτήσεων.

image005-1.jpg
Εικόνα 1 - αποτελέσματα έρευνας καθορισμού απαιτήσεων
Εικόνα 1 - αποτελέσματα έρευνας καθορισμού απαιτήσεων

2. Πρόταση

Αποφασίσαμε να δημιουργήσουμε ένα online παιχνίδι το οποίο θα παροτρύνει ακόμη και όσους δεν είναι καλοί στη ζωγραφική, να παίξουν και να δημιουργήσουν εικόνες που μοιάζουν με πίνακες διάσημων ζωγράφων!

3. Έμπνευση και σκοπός

Εμπνευστήκαμε από παιχνίδια που παίζουμε οι ίδιοι, όπως το Pictionary, το Gartic Phone και το Quick Draw. Σκοπός μας ήταν να δημιουργήσουμε ένα νέο ψηφιακό εργαλείο ζωγραφικής, το οποίο να λειτουργεί ως βοηθός και υποστηρικτής του ίδιου του έργου των παικτών και όχι να δημιουργεί έτοιμες εικόνες!

4. Πώς παίζεται το AI Draw

Oι παίκτες συνδέονται σε ένα εικονικό δωμάτιο το οποίο τους εμφανίζει μια τυχαία θεματική. Κάθε παίκτης καλείται να ζωγραφίσει μία σχετική ζωγραφιά μέσα σε 2 λεπτά. Μόλις τελειώσουν όλοι, το AI επεξεργάζεται τα σχέδια και βελτιώνει τις ζωγραφιές των παικτών κάνοντας μικρές διορθώσεις. Στην τελική συλλογή των σχεδίων προστίθεται μία επιπλέον ζωγραφιά που προέρχεται πλήρως από έναν κρυφό παίκτη, το ΑΙ! Ο σκοπός του παιχνιδιού είναι, μέσω ψηφοφορίας, οι παίκτες να εντοπίσουν ποιο σχέδιο δεν δημιουργήθηκε από άνθρωπο!

5. Καινοτομία

Σχεδιάσαμε το δικό μας παιχνίδι, το AI Draw, το οποίο τροποποιεί τις ζωγραφιές των παικτών και τις μετατρέπει σε βελτιωμένες εκδόσεις των πρωτότυπων χειρόγραφων σχεδίων. Και εκεί βρίσκεται και η καινοτομία μας!

Η εφαρμογή μας δίνει τη δυνατότητα στον χρήστη να επιλέγει ποιον καλλιτέχνη θέλει να μιμηθεί με τη ζωγραφιά του και βλέποντας το αντίστοιχο τελικό αποτέλεσμα να τον παραπέμπει σε ένα μικρό κείμενο πληροφοριών για το στυλ και τις επιρροές του!

image016.png
Εικόνα 3 - στιγμιότυπα τελικού αποτελέσματος μέσω του AI Draw
Εικόνα 3 - στιγμιότυπα τελικού αποτελέσματος μέσω του AI Draw

6. Gamification

Στο εργαλείο μας προστίθεται και ένας παίκτης τεχνητής νοημοσύνης, για να το μετατρέψει σε παιχνίδι και να το κάνει πιο διασκεδαστικό!

7. Η δομή της εφαρμογής – Python & stability.ai

Το πρόγραμμά μας λειτουργεί στέλνοντας την τελική ζωγραφιά του χρήστη μαζί με την αρχική προτροπή και τις μεταβλητές επεξεργασίας της εικόνας στον αλγόριθμο της τεχνητής νοημοσύνης ώστε να μας επιστρέψει την τελική εικόνα.

Αφού ολοκληρώσει ο χρήστης την ζωγραφιά του και αποφασίσει τον καλλιτέχνη που θέλει να χρησιμοποιήσει, η εικόνα αποθηκεύεται ως ένα αρχείο με το όνομα «drawing.png» και αποστέλλεται στον αλγόριθμο τεχνητής νοημοσύνης μαζί με μία αρχική προτροπή σε μορφή μεταβλητής με το όνομα «text_prompt». Έχουμε επιπλέον την δυνατότητα να επιλέξουμε τον αριθμό των τελικών εικόνων που θα μας επιστρέψει το πρόγραμμα αλλάζοντας τον αριθμό στην μεταβλητή «number_of_generated_images» και μπορούμε να ρυθμίσουμε περαιτέρω τον τρόπο επεξεργασίας της ζωγραφιάς μέσω των τριών μεταβλητών: «prompt_strictness», «imagination» και «number_of_steps».

Για την δημιουργία της εφαρμογής χρησιμοποιήθηκε το εργαλείο «Stable Diffusion» (engine_id) της εταιρίας «Stability AI», η οποία παρέχει ανοιχτού κώδικα εργαλεία, αλγορίθμους και μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης κυρίως για την επεξεργασία και δημιουργία βίντεο και εικόνων.

Εικόνα 4 – στιγμιότυπο του κώδικα
Εικόνα 4 – στιγμιότυπο του κώδικα

8. Δημιουργία Flyer στο εργαλείο PosterMyWall

Για να προωθήσουμε την ιδέα μας, δημιουργήσαμε ένα Flyer στο διαδικτυακό εργαλείο www.postermywall.com στο οποίο περιγράφουμε με συντομία όλη τη σκέψη και την υλοποίηση του AI DRAW. Χρησιμοποιήθηκαν τα εργαλεία Text, Background, My uploads αλλά και εικόνες από τη βιβλιοθήκη του postermywall.

Εικόνα 5 - στιγμιότυπο της δημιουργίας του Flyer
Εικόνα 5 - στιγμιότυπο της δημιουργίας του Flyer

Ευχαριστίες

Ευχαριστούμε πάρα πολύ τον κύριο Νίκο Καμκαμίτζε για όλη τη βοήθεια που μας παρείχε κατά την υλοποίηση του εργαλείου AI DRAW και την εκπόνηση όλης της εργασίας.