Автор Rebecca Koenig
Люди, обучающие других людей, работают очень хорошо. Беда в том, что для этого нужно много людей. Инструменты искусственного интеллекта, обучающие людей, тоже работают неплохо, но создание этих цифровых систем требует времени и опыта.
Таким образом, исследователи, надеющиеся разработать более совершенные системы преподавания и обучения, работают над выходом на новый уровень эффективности образования, создавая инструменты искусственного интеллекта, которые упрощают создание преподавателя искусственного интеллекта практически любому человеку.
«Мы пытаемся использовать совместную мощь человеческого и компьютерного обучения», - говорит Кен Кёдингер, профессор психологии и взаимодействия человека с компьютером в Университете Карнеги-Меллона.
Более быстрые решения для ответов на вопросы студентов
Создание инструмента обучения на основе искусственного интеллекта, который дополняет или даже заменяет работу человека-наставника, может занять у квалифицированных программистов сотни или тысячи часов. Это делает такие инструменты недоступными для большинства учителей, которые ищут новые способы индивидуальной поддержки своих учеников.
«Ни один учитель не собирается тратить 1000 человеко-часов своего времени на то, чтобы получить выгоду в размере 200 человеко-часов, которые он может сэкономить», - сказал Ашок Гоэль, профессор информатики и когнитивных наук в технологическом институте штата Джорджии. «Это не то, что я мог бы сообщить вам или какому-нибудь коллеге и сказать: Иди, запускай это в своем классе».
Тысяча часов - это то, сколько времени потребовалось Гоэлу и его команде, чтобы создать Джилл Уотсона, чат-бота помощника преподавателя на основе ИИ, который может отвечать на вопросы студентов. Сейчас Гоэл и его коллеги работают над новым инструментом, который может построить Джилл Уотсон с небольшой помощью человека. Эта система, получившая название «Агент Смит», представляет собой систему с искусственным интеллектом, которая поглощает информацию из программы курса и использует ее для создания Джилл Уотсона, адаптированного к этому классу. На это у человека уходит всего около 10 часов работы.
Способность создавать инструменты обучения на основе искусственного интеллекта за долю от первоначального времени восхищает Гоэла, который считает, что каждый учитель, ребенок и родитель должен иметь доступ к Джилл Уотсон.
«Я думаю, что теперь, когда у нас есть агент Смит, это выполнимо», - говорит он. «Если мы сможем сделать это за два часа - мы еще не достигли этой цели, но если мы сможем сделать это за два часа, то я вижу, что масштабирование действительно произойдет».
Больше чеканить тьюторов по математике
Тем временем Кёдингер и другие исследователи из Университета Карнеги-Меллона работают над созданием системы, которая могла бы легко обучаться математическим навыкам от учителя-человека, а затем обучать студентов этим навыкам.
Когда первый инструмент искусственного интеллекта в системе, называемый Практикующим Учеником, встречает новый тип математической задачи, он попросит человека-пользователя продемонстрировать пошаговое решение. Затем Практикующий Ученик выдвигает гипотезы о том, как работают этапы решения, и проверяет эти теории на последующих проблемах. Пользователь-человек предлагает положительные или отрицательные отзывы, на основе которых инструмент учится. Посмотрите, как работает инструмент здесь.
Создание инструмента, который учится так же, как ученик, - через практику и обратную связь - означает, что «теперь непрограммист может научить компьютер, демонстрируя», - говорит Кёдингер. И он также может дать представление о том, что затрудняет обучение для людей, добавляет он, потому что, когда практикующий ученик имеет трудности, «это довольно предсказуемо, когда настоящий ученик будет иметь трудности, часто так, как люди-эксперты не осознают».
В свою очередь, Практикующий Ученик использует свои знания для создания интеллектуальных обучающих систем, которые предлагают такую же математическую практику и обратную связь для студентов-людей.
«Учитель обучает одного «ученика», а компьютер учит всех остальных, - говорит Кёдингер. «Код пишется искусственным интеллектом».
Исследователи хотели бы улучшить эту систему таким образом, чтобы обучение новому навыку занимало у преподавателя-человека столько же времени, сколько на непосредственное обучение ученика.
«Было бы здорово даже быстрее», - говорит докторант Карнеги-Меллона Дэниел Вайтекамп. «Есть еще несколько ошибок, но мы быстро приближаемся к ним».
А поскольку учителя часто предпочитают разные стратегии решения математических задач, система может изучить альтернативные пути решения, подходящие для различных методов.
«Один учитель может сделать своего репетитора строгим. Другой может сделать его более гибким», - говорит Кёдингер. «Ты можешь делать это по-своему. Это открывает больше дверей».
Создание лучших онлайн-курсов
Сократить время, необходимое для создания целого онлайн-курса, включающего персонализированное обучение с использованием искусственного интеллекта, - это цель Korbit, канадского стартапа, основанного выпускниками исследовательского института искусственного интеллекта Милы в Монреале и Кембриджского университета.
Онлайн-образование, как правило, широко доступно, но процент завершения онлайн-курсов низкий. Репетиторы с искусственным интеллектом могут ускорить обучение студентов, но они требуют больших ресурсов. Korbit стремится объединить лучшее из обеих систем образования без всякого человеческого труда, который обычно тратится на их создание.
«На создание этих программ уходит действительно много времени - год и команда из 10 человек, чтобы создать один курс физики», - говорит Юлиан Влад Сербан, генеральный директор Korbit. «Есть много проблем, и самая большая из них - это масштабируемость».
Компания работает над технологией искусственного интеллекта, называемой Korbi, которая сокращает время, необходимое для создания эффективных интерактивных онлайн-курсов, которые включают поддержку обучения на основе чат-бота, такую как подсказки и определения. Он основан на «алгоритме, который стоит поверх других алгоритмов», - говорит Сербан.
Учителя создают строительные блоки - модули курса - а Корби организует их для учащихся в соответствии с их личными целями и тем, какие уроки, по мнению инструмента, им необходимы. Что касается компонента тьюторинга, инструмент использует данные, которые учителя вводят в систему, а также информацию, которую он собирает из Википедии и открытых образовательных ресурсов.
«Мы не пишем тысячу правил», - говорит Сербан. «Учитель пишет вопросы, пишет один-два ответа. Корби анализирует это, извлекает данные из Интернета и составляет курс».
Он добавляет, что вытаскивание информации из Интернета пока не привело к появлению большого количества неточностей, но иногда это приводит к обнаружению не относящихся к делу фактов.
«Основная проблема, над которой мы работаем, - это поиск наиболее актуальной информации, необходимой студенту», - говорит Сербан.
Корби не только учится, но и работает учителем. Со временем система адаптирует вмешательства, которые она предлагает пользователям-людям, поскольку она узнает, что работает. Тот факт, что этот инструмент может обучать в большом масштабе, для тысяч людей одновременно, также означает, что он имеет доступ к большому количеству информации, которую он использует для улучшения.
«Мы позволяем алгоритму ИИ выяснять это на основе собственных данных», - говорит Сербан. «Большая часть того, чем он занимается, учится у студентов. Студенты учат его делать лучше».