立思辰AI实验室主任张文铸:AI与教育结合的三个方向

今年来,人工智能+”快速兴起,其中人工智能和教育因为其天然的结合基础,获得了快速融合发展。2019年5月24-25日,第三届AIAED全球AI智适应教育峰会召开。立思辰AI实验室主任张文铸作了演讲,介绍了AI与教育结合的三个方向。

立思辰AI实验室主任张文铸认为,从技术的角度来讲,AI在教学的自动观察和反馈方面具有不可比拟的优势。主要包括三点,第一点是可以进行细颗粒度的观测,第二点是可以进行数据驱动的决策,第三点是可以实现大规模的个性化。

关于情感计算,首先会想到经典的情绪七分类的模型,把人的基本情感分成了厌恶、惊喜、奋斗、高兴、恐惧和悲伤。在实际应用过程当中,立思辰现在有三点主要的体会:第一点亚洲人的情感表达和西方人不同,如果想做好亚洲人的情感计算,还要去做自建的数据集。第二点儿童和成人的情感表达不同。第三点也是最重要的一点,就是学习和日常生活情感表达不同。七种基本情感里面的厌恶、愤怒和恐惧,几乎不太可能出现在学习的过程当中。

专注、好奇、愉悦、困惑、烦燥和挫折这些情绪是更有可能出现的。立思辰从基本情感空间去映射到认知性感空间,还需要做一系列技术上的努力。

第二个方向是行为分析,通过研究,立思辰发现学生和老师在课堂中会产生的11种典型行为,这些都是可以通过计算机视觉,行为分析的方式来预测的。在此基础上,立思辰对一个课堂场景的视频图象进行分割,除了分析课堂环境,还可以实现课堂板书的自由提取。另外,现在中国孩子们的近视率是非常之高,立思辰人工智能实验室做过调研,小学和初中毕业的平均近视率是33%,这是一个非常大的比例,近年国家希望把近视率降到17%。所以立思辰开始做关于坐姿和健康提醒的技术研究工作。在学习过程中坐姿是否端正?环境的光线是否足够得好?其实都可以通过图象分析进行自动识别。

第三,也是非常重要的一点,是关于专注力分析的工作。首先是头部三轴信息收集,立思辰人工智能实验室专门请教了一批教育心理学专家,因为每个人都有自己认知负荷,所以孩子在上课的时候,他的头不是不动,而是不停的转动。如果我们能够获取每个孩子头部转动的三轴信息,那么我们就可以去做一些孩子专注力分析的工作,当然事实证明是可以的,而且能对每个孩子做专注力和认知复合分析的模型。

第二点是视线跟踪的技术,立思辰可以在实际课堂过程当中,预测每个学生的视线方向。在老师讲授的环节,我们就可以去看这个学生的视线注意力,进一步可以分析老师这一堂课在某个时间段的教学目标达成的一个基本情况。

最后,是关于对话和语义分析,主要包括三块工作,一个是对话分类,第二个是语音识别,最后一个是知识图谱。

语音识别现在相对来讲是比较成熟的。对话分类来讲,课堂语音互动的分析,目前可以有效的区分和老师和学生,但是目前不好区分到底有哪些学生,这是立思辰下一步工作的方向。最后是知识图谱,立思辰人工智能实验室和清华大学联合研究中心主任许斌老师,把所有的教材和教辅都分析了一遍,产生了超大型的知识图谱。在运用中我们发现这个图谱不是不全,而是太大了,现在立思辰主要的工作是对关键的学科信息进行归纳和裁减。

第三部分就是应用落地的展望,AI+教育最终落地会是什么样子?立思辰认为是要把全部的精力放在注定要发生的事情上,第一,让每一个学生都有一个学习画像;第二,让每个老师都会有一个人工智能助手;第三,让每门课都会有一个不断生长和进化的知识图谱。

立思辰人工智能实验室刚刚建成了中国第一个全AI驱动教学分析的高中,一共覆盖77个教学班,每节课共分析5.6G的数据,一天分析700节课,一年分析3PG的数据。

AI和教育的联合,最终还是落在技术专家和教育专家的结合,从而创造更好的技术应用。所以立思辰非常尊重教育,尤其是非常尊重一线教育专家的智慧。