[發明專利]一種基于人工智能的在線教育人機交互方法與系統

有效

• 申請號: 201810790449.0
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN108961879B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 夏璐
• 申請（專利權）人: 深圳市邇言教育科技有限公司
• 主分類號: G09B5/14
• 分類號: G09B5/14;G06F3/01
• 代理公司: 北京成實知識產權代理有限公司 11724
• 代理人: 陳永虔

1.一種基于人工智能的在線教育人機交互系統，包括教師端(1)、云存儲器(2)和學員端(3)，其特征在于：還包括學習評估裝置(4)和個性化定制裝置(5)，所述的學員端(3)設置有電腦和座椅(8)，所述的電腦上連接有麥克風(6)和攝像頭(7)，所述的座椅(8)上設置有壓力傳感器，所述的壓力傳感器用于監測學員對座椅(8)壓力的變化情況，所述的學習評估裝置(4)用于評估學員的自律性和學習成績，以及用于獎賞與懲罰措施的執行，所述的個性化定制裝置(5)用于定制學習課程和選擇在線學習隊友；所述的座椅(8)椅背上采用薄膜型觸點傳感器，所述的薄膜型觸點傳感器由位于椅背上從上到下單列設置的多個傳感單元組成，相鄰傳感單元之間的間距在下三分之一段為5～8mm、中間段為10～12mm、上三分之一段為15～20mm，所述的座椅(8)椅面上設置有體壓分布測試傳感器；還包括一個蜂鳴器；所述的蜂鳴器與電腦連接；所述的壓力傳感器設置在座椅(8)的椅背上，從下到上依次設置有第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器，所述的第一壓力傳感器距離椅面8-10cm，所述的第二壓力傳感器距離椅面15–20cm，所述的第三壓力傳感器距離椅面25–28cm，設第一壓力傳感器壓力的變化率為α₁，第二壓力傳感器的壓力為N2，第三壓力傳感器的壓力為N3，當在某段時期(t0→tn)內，所述的某段時期(tn-t0)≤2s，同時滿足以下條件時，蜂鳴器發出提示音：

①所述的α₁首先增大，然后減小，最終趨于0；

②所述的N2先增大，然后減小，最終恢復到t₀時壓力大小附近，所述的附近是指|N2_tn–N2_t0|≤10％*N2_t0；

③所述的N3逐漸減小，最終趨于N3_tn≤15％*N3_t0。

2.根據權利要求1所述的一種基于人工智能的在線教育人機交互系統，其特征在于：所述的學習評估裝置(4)包括自律性評估模塊(41)、成績評估模塊(42)、信息處理模塊(43)、優秀學生推薦模塊(44)和獎懲模塊(45)，所述的自律性評估模塊(41)和成績評估模塊(42)均與信息處理模塊(43)連接，優秀學生推薦模塊(44)和獎懲模塊(45)用于執行信息處理模塊(43)分析得到的信息，所述的自律性評估模塊(41)對麥克風(6)、攝像頭(7)和座椅(8)上的傳感器采集到的學員學習狀態信息和學員在線學習檔案信息進行分析。

3.根據權利要求2所述的一種基于人工智能的在線教育人機交互系統，其特征在于：所述的學員狀態信息包括麥克風(6)采集的聲音信息，攝像頭(7)采集的影像信息，壓力傳感器采集的座椅(8)受到的壓力信息；

所述的自律性評估模塊(41)綜合收集的信息對學員自律性做出評價，根據聲音信息分析學員是否講話，每次講話自律性分數扣1分，根據影像信息利用計算機情緒識別技術分析學員的情緒，情緒分別是煩躁、中立和開心，每次出現煩躁情緒自律性分數扣2分，根據壓力信息分析學員的動作狀態，薄膜型觸點傳感器平均每5分鐘輸出通斷信號6～10次，學員自律性分數扣5分，輸出通斷信號10～20次，學員自律性分數扣10分，輸入通斷信號20次以上，學員自律性分數扣30分，椅面上體壓分布平均每5分鐘變化10～20次，學員自律性分數扣5分，變化20～40次，學員自律性分數扣10分，變化40次以上，學員自律性分數扣30分；

所述的在線學習檔案信息包括學習頻率、學習時間、課程完成度、練習完成度和測試完成度。

4.根據權利要求3所述的一種基于人工智能的在線教育人機交互系統，其特征在于：所述的成績評估模塊(42)的評估項目包括練習成績、測試成績、其他學員問題解答正確率和與教師互動教師給的評分。

5.根據權利要求4所述的一種基于人工智能的在線教育人機交互系統，其特征在于：所述的優秀學生推薦模塊(44)在學生登錄時向學員推薦自律性和成績評估分數較高的學員。