%0 
%A Евдокимова, М. М.
%A Туманова, О. А.
%A Носкова, Т. Н.
%T Технологии диалоговых систем и их применение в учебном процессе
%D 2023
%X Возникновение диалоговых систем явилось очередным логическим этапом развития электронно-вычислительной техники и программных средств. Диалоговая система - это автоматизированная человеко-машинная система, работающая в режиме диалога, при котором она отвечает на запросы пользователя и при необходимости обращается к нему за информацией. Можно выделить следующие виды диалоговых систем: ▪ диалоговая система с заданным сценарием диалога; ▪ интеллектуальная диалоговая система с возможностью самообучения и пополнения базы знаний по тематикам диалогов [BIG DATA, 2020] [Яковлев, 2013]. Технология чат-ботов имеет богатую историю развития. Одним из ее основоположников принято считать известного английского математика, логика и криптографа, Алана Тьюринга, который еще в 1940-х годах занимался изучением так называемого «машинного интеллекта», который в последствии стал основой для искусственного интеллекта [Портал искусственного интеллекта] [Turing, 1950]. Исторически сложилось, что первой попыткой разработать виртуального собеседника стала программа ELIZA, созданная в 1966 году немецко-американским ученым Джозефом Вейценбаумом. ELIZA не обладала искусственным интеллектом, но, базируясь на зарождающейся в те годы технологии обработки естественного языка (natural language processing, далее NLP) и анализируя информационный вес слов собеседника, она могла имитировать диалог с психотерапевтом. На начальном этапе возникновения и развития диалоговых систем была реализована возможность использования семантической обработки естественного языка (одной из составляющих NLP) и программирования простейших диалогов. Следующим этапом в развитии технологии стало внедрение искусственного интеллекта, самообучения и совершенствование систем NLP. Одним из вошедших в историю представителей данного этапа стал чат-бот A.L.I.C.E., созданный в 1995 году американским ученым и программистом Ричардом Воллесом. A.L.I.C.E., также как и ELIZA, является виртуальным собеседником, но в отличие от нее способна обрабатывать естественную речь собеседника на основе эвристического сопоставления фразы пользователя с образцами в базе знаний, то есть она может «вести разговор» на различные темы [Коробкова и др., 2010] [Сергеева, 2020] [A.L.I.C.E., 2007]. Конец 2000-х годов стал поворотным моментом для создания виртуальных собеседников. Во-первых, значительное развитие получили корпоративные чат-боты, дополняющие и расширяющие функционал существующих сайтов компаний. Например, это Jenn (чат-бот авиакомпании Alaska Airlines, созданный в 2008 году), Alex (чат-бот авиакомпании Continental Airlines, созданный в 2011 году) [Chatbox Alex, 2012] [Chatbot Jenn, 2008]. Во-вторых, появляется возможность создания и использования чатботов в мессенджерах и социальных сетях, что смещает сферу взаимодействия в более неформальное русло, в том числе и в бизнесе, за счет распространения виртуальных помощников, которые могут общаться с потенциальными клиентами в удобном для них пространстве. Например, Facebook Messenger уже в первые годы после своего запуска завоевал популярность среди пользователей, в том числе и различных компаний [Сергеева, 2020]. В-третьих, чат-боты становятся частью технологии «умного» дома. Примером такой интеграции может служить разработанный в 2011 году виртуальный ассистент Siri. Работа виртуального помощника построена на технологии обработки естественной языка, что позволяет принимать запросы пользователей и оперативно выдавать на них ответы, а также, в интеграции с технологией рекомендательных систем, приспосабливаться под каждого держателя устройства, чтобы выдавать персонализированные настройки и подсказки, на основе информации о пользовательской активности [Горелов, 2018; Ведомости, 2020; Сергеева, 2020]. Среди российского рынка виртуальных ассистентов наибольшей популярностью пользуется Алиса от компании Яндекс. Виртуальный помощник был запущен в 2017 году в качестве дополнения к поисковой системе Яндекс. Общение с ассистентом возможно при помощи голосового и печатного ввода. Алиса может сразу ответить на вопрос голосом или напечатать ответ в диалоговом интерфейсе, если задача более сложная, то она обращается к поисковому сервису, показывая результат по запросу или открывая нужное приложение. Помимо ответов на запросы пользователя, Алиса умеет решать прикладные задачи, такие как, например, включение и выключение музыки, установка таймера или будильника, вызов такси, прокладывание маршрута, показ актуальной погоды и новостей и т. д. Также для Алисы было разработано большое количество навыков, которые существенно расширяют ее возможности, делая практически универсальным виртуальным помощником для решения разнообразных классов задач. В дальнейшем возможности для разработки были открыты не только для разработчиков компании Яндекс, но и для пользователей, которые могут совершенствовать систему под свои потребности. Таким образом, персонализация возможностей виртуальных ассистентов выходит на новый уровень от простого пользования до творческой деятельности [Сергеева, 2020; Яндекс.Диалоги, 2019]. Современный этап в развитии чат-ботов характеризуется наличием большого числа платформ и специальных конструкторов, которые позволяют разрабатывать собственных виртуальных помощников и собеседников. После запуска платформы для создания виртуальных ассистентов в Telegram многие российские компании стали создавать своих помощников. Если же говорить о сфере профессиональной разработки, то большой популярностью пользуются диалоговые системы на основе искусственного интеллекта [Dev.by, 2021]. Одной из важнейших проблем в сфере образования за последние несколько лет стала организация эффективной коммуникации между учащимися, педагогами и администрацией учебного заведения для совместного решения задач обучения, воспитания и развития учащихся. В условиях пандемии и перехода учебного процесса в дистанционный формат в последние несколько лет особенную актуальность приобрело построение коммуникации при помощи использования программ-мессенджеров. С целью помощи в обработке похожих запросов, касающихся расписания занятия, организации внеурочной деятельности и напоминаний об отложенных домашних заданиях, эффективно было бы использовать возможности технологии чат-ботов. Общение с чат-ботом можно вести непрерывно и повсеместно, достаточно только задать в чате соответствующий вопрос, и бот мгновенно на него ответит. К тому же, многие популярные мессенджеры и социальные сети, такие как, например, Telegram и Вконтакте поддерживают внедрение чат-ботов в свою структуру и даже имеют инструменты выбора настроек под нужды разных групп пользователей в зависимости от предполагаемой тематики создаваемого чат-бота [Волков и др., 2019; Turing, 1950]. Стоит учитывать, что люди не хотят терять «человечность» в общении. Поэтому одной из важнейших задач, стоящих перед разработчиками диалоговых систем, является дизайн личности чат-бота, чтоё достаточно сложно осуществимо, учитывая тот факт, что разработчик диалоговой системы для конкретной отрасли должен либо сам обладать достаточными знаниями в ней, либо основываться на той информации, которую предоставляет группа экспертов. Если говорить о чат-боте для сферы образования, то логично было бы предположить, что сам педагог может быть разработчиком, обладая достаточными знаниями в сфере программирования и искусственного интеллекта. Соответственно, появляется необходимость в обучении технологии создания и внедрения чат-ботов при подготовке квалифицированных педагогических кадров для школ, средне специальных и высших учебных заведений, как в одном из средств развития цифровых компетенций будущих педагогов в условиях быстрой трансформации образовательной среды и смещения сферы педагогического взаимодействия в мессенджеры. В статье Барановой Е. В. и Симоновой И. В. в качестве одной из целей обучения педагогов в области информационных технологий выделяется: «развитие алгоритмических компетенций, т. е. готовности к разработке алгоритмов и программ, их использованию в профессиональной деятельности при обучении информатике, разработке электронных образовательных ресурсов (ЭОР), самообразованию в области информатики». Кроме того, в статье этих же авторов делается вывод о том, что: «развитие алгоритмической компетенции осуществляется в дисциплинах, посвященных изучению современных парадигм программирования», что является ключевым моментом при освоении обучающимися дисцпиплины, связанной с разработкой и внедрением набирающих популярность диалоговых систем. При этом, авторы отмечают, что развитию алгоритмической компетенции помогает модульная структура содержания, опора предлагаемых задач на таксономию Б. Блума, соответствие электронных образовательных ресурсов предполагаемым задачам, что стоит учитывать в качестве фундамента при разработке предполагаемого цифрового образовательного ресурса для будущих педагогов [Баранова и др., 2020; Баранова и др., 2021]. Разрабатываемая авторами методика обучения студентов технологиям диалоговых систем, а также цифровой образовательный ресурс для апробации методики направлены на практическое освоение навыков программирования на языке Python и теоретических знаний предметной области искусственного интеллекта на примере технологии чат-ботов. Теоретический материал, охватывает необходимую информацию для получения знаний в области искусственного интеллекта и разработки простейших чат-ботов. В ходе ознакомления с лекциями обучающиеся: ▪ получают представление о искусственном интеллекте, истории становления, развития и применения систем и алгоритмов искусственного интеллекта, основных подходах при моделировании искусственного интеллекта, направлениях развития искусственного интеллекта, способах дизайна личности чат-бототов; ▪ узнают о нейросетях, подходах к созданию нейросетей, экспертных системах, направлениях использования искусственного интеллекта в образовании; ▪ знакомятся с историей развития технологий чат-ботов, примерами использования виртуальных ассистентов в концепции «умного» дома, коммерческими и условно-бесплатными платформами для создания чатботов, преимуществами использования чат-ботов в образовательном процессе, задачами, для решения которых могли бы быть использованы чатботы, способами обучения чат-ботов, ▪ разбирают на конкретных примерах практическое использование чат-ботов в обучении на примере Telegram-ботов различных компаний. Для закрепления обучающимися пройденного на лекционных занятиях материала, авторами были разработаны практические задания, относящиеся к ключевым моментам, отраженными в теории, и лабораторные работы, связанные с программированием несложных чат-ботов. Практические задания предназначены для закрепления информации, пройденной на лекционных занятиях, помогают расширять кругозор и понятийный аппарат обучающихся, формируют представления о функционале чат-ботов, который может быть необходим потенциальному пользователю, что служит основой для дальнейших собственных разработок обучающихся. Важной составляющей всех лабораторных работ является их практикоориентированность. В повседневной жизни обучающиеся часто встречаются с различными виртуальными помощниками, ищут значения слов с их помощью, узнают интересные факты, читают забавные истории и пр. Разработка собственных виртуальных помощников дает возможность посмотреть на другую сторону привычных вещей, углубиться в изучение дисциплины. Лабораторная работа “Wikipedia-бот” предназначена для знакомства обучающихся с библиотеками для работы с мессенджером Telegram и интернет-энциклопедией Wikipedia. В ходе лабораторной работы обучающиеся получают представление о принципах обработки текста в wiki-разметке инструментами библиотеки Wikipedia, изучают функционал библиотеки pyTelegramBotAPI, с помощью которой реализуется подключение чат-бота в Telegram, а также обработка кнопки /start и сообщений пользователя ботом (рисунок 1). Лабораторная работа «Анекдот или факт» предназначена для формирования навыка работы с файлами средствами Python, изучения механизма действия и назначения виртуальных кнопок в Telegram. В ходе лабораторной работы обучающиеся получают навык создания текстовых файлов, предназначенных для дальнейшей обработки программой, осваивают внедрение виртуальных кнопок в среду Telegram и программную обработку запросов через них (рисунок 2). В ходе апробации разработанных авторами материалов осуществлялся контроль, проводимый средствами комбинированных анкет, реализованных благодаря сервису Google Form, устных опросов и тестирований по материалам лекций в ЦОР, что помогло, с одной стороны, проверить знания обучающихся по пройденному учебному материалу, и, с другой стороны, узнать их мнение относительно материалов цифрового образовательного ресурса. Анализ результатов показал, что обучающиеся, принявшие участие в апробации материалов ресурса, хорошо усвоили пройденный материал, выработали необходимые навыки для дальнейшей работы с виртуальными ассистентами и их последующей разработки и внедрения. Материалы цифрового образовательного ресурса подготовлены на достаточно для освоения дисциплины уровне, однако имеет место быть их дальнейшая доработка и адаптация под нужды, интересы и потребности обучающихся (рисунок 3, 4).
%U https://rep.herzen.spb.ru/publication/990