Искусственный интеллект и обучение

ЮНЕСКО выпущен документ рамках принятого в 2019 году Пекинского консенсуса по искусственному интеллекту и образованию, в котором обозначены существующие проблемы образования и варианты их решения с помощью ИИ.

«В руководстве представлена оценка преимуществ и рисков, задающих вектор критическому осмыслению возможностей использования технологий ИИ для решения проблем, связанных с достижением задач ЦУР 4*, а также выявления и снижения потенциальных ассоциированных рисков. В публикации представлены новые национальные регуляторные меры и передовой опыт по использованию ИИ для повышения качества образования. Документ может также быть использован в качестве руководства по разработке регуляторных мер в области ИИ и образования: от планирования гуманистических и стратегических целей до определения ключевых компонентов формирования политики и стратегий реализации», - говорит в предисловии к документу Заместитель Генерального директора ЮНЕСКО по вопросам образования Стефания Джаннини.

Можно сказать, что ИИ открывает новые горизонты для освоения навыков, улучшения процесса и повышения качества обучения. Во-первых, ИИ дает возможность создавать персонализированные программы, которые будут учитывать особенности каждого обучающегося. Алгоритмы могут анализировать в процессе обучения способности и сам процесс, а затем подстраиваться и определять оптимальные методы и скорость усвоения материала.

Например, Номикс разработал приложение с распознаванием голоса для обучения и контроля навыков линейных сотрудников банков, салонов связи, магазинов. Главная цель – проведение обучения сотрудников в игровой форме в иммерсионной среде, так как известно, что обучение в игре одно из самых эффективных для взрослых. Результатом работы стал программный комплекс для обучения и контроля навыков линейных сотрудников со случайными сценариями и несоответствиями для максимальной правдоподобности обучения. ИИ позволяет с точностью до 99% правильно распознать речь, полученную из любого внешнего источника, проанализировать ее на соответствия необходимым параметрам, например, скриптам заказчика. Приложение позволит отрабатывать регламент работы, снижать количество ошибок в обслуживании клиентов, повышать стрессоустойчивость, вовлеченность, скорость обучения сотрудников, получать статистику прохождения в виде отчета и сохраненных аудиофайлов. Главные особенности ПО заключаются в использовании современных нейросетевых алгоритмов распознавания и генерации голоса, а также в том, что приложение передается заказчику в адаптивном виде, то есть он сможет своими силами обучать нейросеть по другим алгоритмам.

«Самый главный недостаток классического обучения «по бумажке» – заучивание. Такого обучения достаточно для того, чтобы номинально сдать экзамен, но не достаточно для понимания материала. «Зазубрить» и понять - абсолютно разные парадигмы.  Ярким примером могут стать экзамены по ПДД, где всегда присутствует фиксированное количество билетов, и ответы на вопросы можно просто заучить, но не понять.  Решение фундаментальной проблемы «заучивания» и было одной из главных задач в самом начале создания компании. В системах VR-обучения, которые мы создаем, используются элементы «процедурной» или случайной генерации различных вопросов, несоответствий, проблем и задач. Они могут быть как крупные, так и совершенно незаметные, но итог один: при каждом запуске интерактивной среды пользователь получает уникальную сцену со своим набором характеристик. Это заставляет пользователя максимально включиться в процесс, вникать в то, что видит,  помогает повысить глубину понимания предмета на практике.

До недавнего времени камнем преткновения были симуляторы, связанные с речью: любые диалоговые симуляторы представляли собой просто текстовые плашки с вариантами ответов, как в играх жанра RPG. Максимум, что можно было предложить - заранее записанные диктором ответы. Но в такой системе отсутствует вовлечение. Основой становится пресловутое заучивание, а не понимание материала. В идеальном современном обучающем симуляторе необходимо, чтобы была реализована возможность анализировать и понимать сказанное учеником, оценивать натуральную речь и правильно на нее реагировать. И здесь на первый план выходят инструменты искусственного интеллекта, в частности NLU/ASR/TTS модели, на базе которых мы разработали свой обучающий продукт. Данные модели позволяют нам распознавать речь испытуемого, понимать контекст, раскладывать сказанное на опорные слова или предложения, анализировать правильность сказанного, выдавать ответ и, в конце концов, озвучить его. И даже больше -  дать озвучке эмоциональный окрас. Мы получаем натуральный диалог двух собеседников, один из которых - машина с заданным контекстом для обучения. Бонусом, за счет отсутствия заранее записанного голоса или вариантов ответов, мы получили прекрасный инструмент редактирования и обновления диалогов, которым наши партнеры могут пользоваться самостоятельно без привлечения квалифицированных программистов. Такой подход кратно увеличивает жизненный цикл программного обеспечения. Конечно, еще многое предстоит сделать и отточить, но мы все ближе подходим к технологической сингулярности и автоматизации обучения, направленного на понимание материала, а не на его заучивание», – делится генеральный директор «Номикс» Иван Головенчик.

С помощью ИИ можно автоматизировать рутинные процессы, например, проверку тестов, что позволит преподавателям концентрироваться на более значимых аспектах обучения, например, уделять больше внимания каждому ученику. Например, именно для решения этой задачи учеными из Технологического института Джорджии был создан Jill Watson AI framework. Эти же ученые недавно разработали агента VERA, который ассистирует студентам биологического курса, помогая разрабатывать свои научные проекты по экологии. Похожий ассистент существует и для школьников. Brainly.com — образовательная платформа, на которой ученики и учителя со всего мира могут задавать вопросы и принимать ответы на них. Существует и универсальный ассистент, созданный Cognii. Это одноименная образовательная платформа, где ИИ используется для создания персонализированных учебных материалов и оценок, что позволяет преподавателям собирать уникальные курсы, которые адаптируются к потребностям каждого ученика.

Кроме того, с помощью искусственного интеллекта возможно создание виртуальных преподавателей, которые могут оказывать консультационную помощь вне образовательного учреждения или уже после прохождения обучающего курса. Также эти возможности могли бы быть крайне полезны для обучающихся с особыми образовательными потребностями, например, с аутизмом. Программы, преобразующими текст в речь, для слабовидящих студентов далеко не новинка. Но на данный момент уже есть и приложение на основе ИИ, которое моментально переводит речь в текст - Dragon Anywhere.

Полезен искусственный интеллект и при аналитике больших массивов данных и для выявления закономерностей. Взять хотя бы успеваемость или результаты прохождения курса сотрудниками на повышении квалификации: на основе полученных данных можно строить прогнозы, предсказывать возможные трудности и работать с уже выявленными, предпринимать меры для их нивелирования. К примеру, Factspan Analytics Inc. предлагает решение для целого комплекса задач в обучении с одновременной автоматизацией адаптации студентов, оценки знаний, отслеживания посещаемости занятий, сертификации сотрудников и др.

Уже доказано, что применение интерактивных технологий значительно повышает креативность, интерес к обучению, вдохновляет учащихся на исследования и эксперименты. Также использование технологий повышает доступности обучения и образования, обеспечивает возможность обучения для людей в удаленных районах или странах, где доступ к качественному обучающему контенту ограничен.

Уже сейчас есть попытки внедрения ИИ в постоянный учебный процесс, например, в Китае. В одной из начальных школ дети носили на голове специальные обручи с подключенными ЭЭГ-датчиками. Благодаря датчиками преподаватель мог видеть, насколько ученик сконцентрирован на происходящем и не отвлекается ли он от учебы. Ролик об этом эксперименте на YouTube набрал на данный момент более трех миллионов просмотров. Логично, что не обходится и без тех, кого такие сценарии настораживают: люди считают, что подобная такая система мониторинга учеников нарушает их общечеловеческие права. Кроме того, оборудование может давать сбои и причинять детям дискомфорт, а достоверность данных, которые получают с их помощью не совсем доказана. Да и не один ученый или разработчик в конечно итоге не заинтересован в передаче абсолютного контроля над происходящим искусственному интеллекту.

Применение искусственного интеллекта в образовании должно стать одним из ключевых элементов в развитии образовательных систем в будущем. Но важно не забывать о том, что любые новые технологии имеют как позитивные, так и негативные стороны. Задача всех задействованных в процессе внедрения ИИ в обучение соблюсти баланс, организовать совместную работу искусственного интеллекта с человеком, где он будет забирать на себя рутинные задачи и позволять преподавателю концентрироваться на более важных вещах, помогать в обучении, без побочных эффектов.

*Цель 4 в области устойчивого развития (ЦУР 4) касается качественного образования и входит в число 17 Целей устойчивого развития, установленных Организацией Объединенных Наций в сентябре 2015 года.