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人工智能为教育插上了翅膀
  • 2017/6/14 9:38:44
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:电脑报
  • 作者:
【电脑报在线】从无人驾驶再到打败人类的AlphaGO,人工智能已经开始渗透到各个具体的垂直场景中,教育就是其中之一。

@特约作者 钟清远

作者简介:曾经的媒体人,科技媒体记者,科技专栏作者。如今投身互联网企业。《电脑报》特约记者

 

      从无人驾驶再到打败人类的AlphaGO,人工智能已经开始渗透到各个具体的垂直场景中,教育就是其中之一。人工智能与教育结合的价值不仅仅在于知识教育本身,还有对学生成长培养、心理教育以及让教育资源分配更公平的巨大价值。如果说教育为人类的梦想插上了翅膀,那么人工智能则为人类的教育插上了翅膀。

 

Aidam和高考状元同台PK,并获得了134的高分

 

两个“教育界AlphaGo”挑战高考

      6月7日,举国上下最关注的事情是一年一次的高考,和往年不一样,今年的高考有两位十分特殊的“考生”。这两位特殊的“考生”都自诩为“高考版阿尔法狗”,一位是由学霸君自主研发的人工智能系统Aidam,另一位则是来自成都一家人工智能企业准星研发的人工智能系统AI-MATHS。

      不得不说,这次Aidam和AI-MATHS更像是一次借势AlphaGO的事件策划,因此两位“人工智能考生“挑战的都只有高考数学科目试卷。据介绍,它们都将完成包括客观题和主观题在内的整张试卷,并按照评分标准得出最终成绩。其中,AI-MATHS的团队更是在挑战前喊出目标是取得110分。

      Aidam学霸君创始人张凯磊说:“高考是检验基础教育成果的标尺,是一个很有说服力的场景。”最终,在6月7日下午,高考数学结束后,学霸君高考机器人Aidam与高考状元同台PK,Aidam完成了包括客观题和主观题在内的整张试卷,用时9分47秒,并获得了134的高分。而AI-MATHS最终也获得了105分,阅卷老师评价AI-Maths的成绩相当于一个中等水平的学生。

      虽然人工智能挑战高考策划大于实际,但是在两位“人工智能考生“挑战高考背后,AI在教育领域的努力值得关注。张凯磊介绍,Aidam其实不是一个实体,而是一个以深度学习、专家系统和自然语言理解为核心的复杂系统。这个系统的核心在于通过学习人类的编程逻辑,熟悉人类思考和学习的方式,进而掌握解题方法。

      人工智能教育机器人技术并非一蹴而就,而是经历了长期的积累过程,学霸君打造Adiam起始于2012年。第一步是海量的数据积累,依靠大规模的用户拍照上传,学霸君首先积累了海量题库和答案。截止5月,App已有超7000万用户,累计解决近100亿道问题,答疑命中率93%;同时学霸君还开发了智能笔,采集学生的手写答题行为数据,便于机器分析学生对题目背后知识点的具体掌握情况,为后续教师的因材施教提供反馈。

      有了海量数据,才是机器深度学习人的推理解题能力。机器人可自己做题并和答案做比对,吸取答错题的经验,不断拓展、强化知识图谱,就像Alpha-Go每天不吃不喝,自我对弈,练出炉火纯青的棋艺一样,Aidam也是每天做四五十万道题自我学习,模仿人脑的推理演算过程,最终优雅地输出一步步有逻辑次序的答案。在张凯磊看来,一旦它搞懂了人类是如何学数学的,也就能训练学生学数学了。

      和Aidam成长路径一样,AI-MATHS近1年多来,同样也在复杂逻辑推理、直觉观察推理、计算机算法、深度学习上进行了深入攻关,从而实现通过综合逻辑推理平台来解题,而非学习储存题库。“AI-MATHS之父”林辉表示,对于AI-MATHS参加数学高考,并不应该仅仅关注考试的分数,由于此次是在小样本的情况下参加考试,因此更是一种验证理论算法模型的手段,用以检验在小样本的数据学习下,人工智能能达到怎样的效果,这对未来人工智能技术在其他领域的教育成本与效果借鉴意义不言而喻。

      在林辉看来,人工智能与教育的结合只是迈出一小步,系统在自然语言的理解方面还有很长的路要走。林辉举一个简单的例子,正切函数有多种写法,当遇到没见过的其他写法时,AI-MATHS就会“犯糊涂”,明明会解答的问题也不会了,因此,这也是一个长期的需要“添砖加瓦”的工作。

      另外,今天机器人可以参加数学高考,客观上也是因为数学的答题思路与评判相对更容易数字化和标准化;至于文科领域,虽然目前AI也已经有了技术储备,能完成简单的文章撰写等任务,但离解决创造性、开放性和复杂程度高的问题还有很大差距。

   

人工智能机器人走进课堂

 

呆萌的“小胖”走进中关村的课堂

 

“爱因斯坦”机器人非常睿智

      和Aidam、AI-MATHS的看不见摸不着不一样,不管是中国的人工智能机器人“小胖”,还是国外的机器人“爱因斯坦”,他们都因为有具体的形象而更受学生们欢迎。

      2016年12月27日,在北京航空航天大学教授王巍的带领下,呆萌的机器人“小胖”走进了中关村第一小学,与五年级8班的30多名孩子进行亲密接触以及互动。在40分钟的互动讲课环节中,孩子们更是被机器人小胖的英语跟读、投影播放、自建地图等“能力”迷住了,七嘴八舌地和小胖互动,小胖忙得团团转。

      小胖是进化者机器人公司为孩子打造的家庭服务型的教育机器人。据介绍,研发团队在设计之初,就将家庭场景中的AI应用视为核心体系加以研发,小胖可以真正听懂并理解孩子的心情。“如今,机器人小胖不仅已经可以顺畅实现同孩子的对话,甚至还可以通过孩子给他下达的命令,加深对孩子行为习惯和喜爱的认知。并且通过在日后的互动中增加或减少相应内容比重,起到孩子行为培养的作用。”进化者机器人公司联合创始人、首席科学家王巍很看重机器人对孩子的启蒙教育作用。

      相比小胖的呆萌形象,机器人制造商汉森机器人公司在今年年初发布了一款新型的人工智能迷你机器人,不但可以谈话、走路,而且其外貌还和著名的理论物理学家爱因斯坦极其相似,而看上去更睿智了不少。据介绍,“爱因斯坦”机器人不仅可以帮助人类解决数学类的相关问题,还可以识别用户的语音,与用户进行合理有效的交谈。

      与“爱因斯坦”机器人一同发布的还有一款与之配套的智能应用程序,通过该款智能应用程序,用户可以与“爱因斯坦”机器人进行游戏互动,与此同时,“爱因斯坦”机器人还可以通过该程序讲授数学和科学等相关科目的知识,帮助一些小朋友更好的学习知识。此外,“爱因斯坦”机器人还可以做出超过50种的手势和表情,包括微笑、皱眉甚至是吐舌头卖萌等等,在具备如此众多手势和表情的同时它还可以与用户谈论天气,名人,食物和数学问题等等。

      汉森机器人的首席技术官安迪•里夫金表示:“众所周知,如果人类在学习的过程中能够拥有更多的身体的感官交流,那么学习的效果将会得到大大的提高。”根据里夫金介绍,“爱因斯坦”机器人首先就具备机器人与人之间的这种感官的视觉交流,而同时机器人与人之间还具备一个听觉的感官交流,再此之后如果用户用手指触摸ipad来与机器人进行互动交流,那么它将打开人类大脑的更多区域的互动,而这也可以使人类的大脑更加快速的接收这些知识并且接受这种学习方式。

   

投资者说

AI将重新定义教学体系

      过去十年间,互联网已大大改变了人类的学习方式,但是教育作为一个古老的行业仍然存在诸多痛点没有被解决,人工智能+教育一定会带来更多创新的可能。

      在我看来,人工智能和教育的结合,至少将在以下三个方面改变教育行业。首先,AI能胜任枯燥的重复性劳动,释放教师的创造力;其次,AI可以改变千篇一律的大班授课,提供个性化教学,提高学习效率;第三,最后,教育资源不均的本质是优秀教师稀缺,AI能推动教育公平。

      具体到应用来看,一是面向老师,成为“助教机器人”,将老师从试卷和作业批改、班级学习数据分析等重复性的工作中彻底解放出来,提高教学效率和效果。二是面向学生,成为“助学机器人”,通过系统快速判断答题对错、锁定知识缺陷并定点清除知识盲点,并提供个人错题本、知识图谱、强化训练等学习诊断分析,提供个性化学习指导。

      现行的教育模式在考量教学质量和学生素质的时候,实际上是以分数和教师的主观判断为依据的,相对比较简单粗放,我相信,当人工智能技术被引入后,这种局面将被打破。在人工智能的加持下,未来将有非常科学、系统的方式来评判教育质量,教师水平,学生素质等各方面工作。可以说,人工智能有望重新定义和改革现有的教学体系,真正实现素质教育。

      不过,必须承认的是,目前全球的人工智能技术还处在弱人工智能阶段,机器人还无法达到影视作品中所描述的能力。人工智能技术本身还有很长的路要走,只有当人工智能技术更成熟了,它与教育的结合才能发挥更大的作用。

 
本文出自2017-06-12出版的《电脑报》2017年第23期 A.新闻周刊
(网站编辑:pcw2013)


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