هوش مصنوعی کتاب داستان می‌سازه! معجزه جدید برای یادگیری زبان بچه‌ها

یک سامانهٔ نوین برای خلق کتاب‌های داستان ویژهٔ کودکان

پروفسور این‌سوک هوانگ از دپارتمان علوم کامپیوتر و مهندسی و هم‌دانشجویانش جونگ‌اون لی، سُوُون یون و کی‌اُوسیک لی، همگی از همین دپارتمان در دانشگاه POSTECH، با همکاری پروفسور دونگ‌سان ییم از دپارتمان اختلالات ارتباطی دانشگاه اِیو‌وا، یک سامانه‌ی نوآورانه برای تولید کتاب‌های داستان شخصی‌سازی‌شده طراحی کرده‌اند. این سامانه از هوش مصنوعی تولیدی و فناوری اینترنت اشیا در خانه‌ها استفاده می‌کند تا به کودکان در یادگیری زبان کمک کند.

پژوهش‌های آن‌ها در کنفرانس “ای‌سی‌ام چی” (کنفرانس ای‌سی‌ام سیگ‌چی در زمینه‌ی عوامل انسانی در سامانه‌های محاسباتی) که از معتبرترین کنفرانس‌ها در حوزه‌ی تعامل انسان و کامپیوتر است، ارائه شد و موفق به دریافت “جایزهٔ تقدیر ویژه” شد که این نشان‌دهندهٔ قرار گرفتن اثر در میان ۵ درصد برتر مقاله‌ها است.

اهمیت کلیدی توسعهٔ زبان در کودکان

رشد و گسترش زبان در کودکان، نقش بسیار مهمی در رشد ذهنی و پیشرفت تحصیلی آن‌ها، تعاملات با هم‌سن‌وسالان و رشد کلی اجتماعی‌شان دارد. ارزیابی مداوم پیشرفت زبانی و ارائهٔ مداخلات زبانی به‌موقع، برای حمایت از یادگیری زبان ضروری است. چالش اینجا است که بچه‌ها در محیط‌های گوناگونی بزرگ می‌شوند که منجر به تفاوت‌هایی در میزان آشنایی آن‌ها با واژگان می‌شود. با این حال، رویکردهای سنتی معمولاً به فهرست‌های واژگان ثابت و کتاب‌های داستان یا اسباب‌بازی‌های آماده متکی هستند تا مهارت‌های زبانی را بسنجند و مداخلات را اجرا کنند. این روش‌ها از تنوع پشتیبانی نمی‌کنند.

نوآوری در نظام آموزشی

با درک کمبودهای رویکردهای سنتی که به تفاوت‌های زمینه‌ای کودکان توجه نمی‌کنند، این تیم یک سامانهٔ آموزشی نوآورانه را طراحی کرده است که با محیط خاص هر کودک سازگار است. آن‌ها با استفاده از دستگاه‌های اینترنت اشیا، در خانه‌ها شروع به ضبط و پایش زبانی کردند که کودکان در زندگی روزمره خود می‌شنیدند و صحبت می‌کردند. محققان با بهره‌گیری از تکنیک‌های جداسازی صدا و تجزیه و تحلیل ساختاری کلمات، به بررسی واژگانی پرداختند که کودکان با آن مواجه بودند. کلماتی که آن‌ها ادا می‌کردند و کلماتی که می‌شنیدند، اما به زبان نمی‌آوردند.

سپس آن‌ها هر کلمه را با محاسبهٔ امتیازهایی بر اساس عوامل کلیدی مرتبط با آسیب‌شناسی گفتار، ارزیابی کردند. برای ایجاد مواد آموزشی شخصی‌سازی‌شده، تیم از فناوری‌های پیشرفته‌ی هوش مصنوعی تولیدی، شامل جی‌پی‌تی-۴ و استیبل دیفیوژن استفاده کرد.

ایجاد کتاب‌های کودکانه سفارشی با استفاده از هوش مصنوعی

این تحقیق، این امکان را برای پژوهشگران فراهم کرد تا کتاب‌های کودکانهٔ منحصربه‌فردی را تولید کنند که به‌طور خاص واژگان هدف را برای هر کودک در نظر می‌گیرد. محققان با ترکیب تئوری آسیب‌شناسی گفتار با دانش عملی، یک سامانهٔ یادگیری زبان مؤثر و شخصی‌سازی‌شده را توسعه دادند.

سامانه‌ی طراحی‌شده به گونه‌ای است که تغییرات در روند توسعهٔ زبان کودکان را در نظر می‌گیرد و این امکان را به آن‌ها می‌دهد که وزن‌های فردی را برای عوامل مختلف و معیارهای انتخاب واژگان، به‌طور انعطاف‌پذیری تنظیم کنند. این سامانه می‌تواند به صورت خودکار، هم واژگان هدف برای هر کودک را استخراج کند و هم کتاب‌های داستان شخصی‌سازی‌شده را بسازد. این کار تضمین می‌کند که هم واژگان و هم کتاب‌های داستان، به صورت مداوم و بر اساس تغییرات در توسعهٔ زبان و محیط کودک، به‌روز می‌شوند.

پس از آزمایش این سامانه در ۹ خانواده به مدت چهار هفته، نتایج نشان داد که کودکان به خوبی واژگان هدف را یاد گرفته‌اند و این نشان‌دهندهٔ قابلیت کاربرد این سامانه در محیط‌های روزمره، فراتر از اتاق درمان است.

جونگ‌اون لی، از دانشگاه POSTECH، نویسنده‌ی اصلی مقاله، آرزوهای خود را با این جمله بیان کرد: «ما به طور مؤثری محدودیت‌های رویکردهای سنتی و یکسان‌سازی‌شده، در ارزیابی و مداخله‌ی زبانی کودکان را با کمک هوش مصنوعی مولد برطرف کردیم.» او افزود: «هدف ما این است که از هوش مصنوعی برای ایجاد راهنماهای سفارشی استفاده کنیم که با سطوح و نیازهای مختلف هر فرد مطابقت داشته باشد.»

پروفسور این‌سوک هوانگ، از دانشگاه POSTECH و نویسنده‌ی مسئول، اعلام کرد: «از طریق تحقیقات بین‌رشته‌ای، ما موفق به توسعه‌ی یک سامانهٔ تحریک و توسعه‌ی زبان شخصی‌سازی‌شده شدیم که فناوری هوش مصنوعی مولد را با نظریهٔ آسیب‌شناسی گفتار ترکیب می‌کند.» او ادامه داد: «امیدواریم یافته‌های ما، معلمان را تشویق کند که به محیط‌ها و اهداف یادگیری متنوع کودکان احترام بگذارند و آن‌ها را در نظر بگیرند.»

پروفسور دونگ‌سان ییم، از دانشگاه اووا، نیز انتظارات خود را با این جمله بیان کرد: «کار ما پتانسیل خدمات پشتیبانی زبانی شخصی‌سازی‌شده و غیرسنتی را نمایان می‌کند.» او اضافه کرد: «این سامانه، توانایی سفارشی‌سازی استخراج واژگان هدف و ارائه محرک‌های زبانی برای کودکانی را نشان می‌دهد که در محیط‌ها و زبان‌های مختلف قرار دارند.»

این پژوهش با حمایت مالی برنامهٔ محققان میان‌دوره‌ای بنیاد ملی تحقیقات کره‌ی جنوبی، SSK، ITRC از IITP و برنامهٔ نوآوری و وام تحقیق‌وتوسعه‌ی ICT انجام شد.

“`