KR102636582B1 - Artificial intelligence tutoring system that support diagnosis of learning proficiency and collaborative learning - Google Patents

Artificial intelligence tutoring system that support diagnosis of learning proficiency and collaborative learning Download PDF

Info

Publication number
KR102636582B1
KR102636582B1 KR1020220135533A KR20220135533A KR102636582B1 KR 102636582 B1 KR102636582 B1 KR 102636582B1 KR 1020220135533 A KR1020220135533 A KR 1020220135533A KR 20220135533 A KR20220135533 A KR 20220135533A KR 102636582 B1 KR102636582 B1 KR 102636582B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
learning
understanding
comprehension
learner
data
Prior art date
Application number
KR1020220135533A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
주대희
김현석
정영훈
박경수
홍영기
송지은
강성윤
장문영
현주은
이지근
Original Assignee
주식회사 아이스크림에듀
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이스크림에듀 filed Critical 주식회사 아이스크림에듀
Priority to KR1020220135533A priority Critical patent/KR102636582B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102636582B1 publication Critical patent/KR102636582B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • G06Q50/20Education
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/18Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N5/00Computing arrangements using knowledge-based models
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Electrically Operated Instructional Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 학습자의 제1 단말과 교사의 제2 단말을 원격 연결하여 학습 이해도 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템에 있어서, 상기 제1,2 단말 및 웹, 외부 서버와 네트워크를 구축하여 통신하면서 상기 제1 단말로부터 획득되는 학습자의 학습로그(X)를 미리 프로그래밍된 딥러닝 알고리즘 기반의 진단용 서브모듈을 통해 분석하여 학습자별 진단정보를 추출하고, 상기 학습자별 진단정보를 미리 지정된 학습관리용 데이터와 매칭시켜 상기 학습자의 향후 학습과 상기 교사의 향후 교수를 가이드하기 위한 임의의 커스터마이징 정보를 생성하며, 상기 커스터마이징정보에 따라 미리 설정된 알림신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제1,2 단말에 구비되어, 상기 제어부로부터 출력된 알림신호에 따라 임의의 화면 상에 시각적으로 디스플레이하는 알림부를 포함하되, 상기 학습자별 진단정보는, 학습영역별 이해도 및 단원별 이해도 중 적어도 하나의 학습역량에 대한 데이터일 수 있고, 상기 제어부는, 상기 학습로그(X)를 기반으로 상기 학습자가 각 시험에서 풀었던 시험에 대한 정답여부를 재생성하고, 추후 시험에서 풀 평가문항들에 대한 정답여부를 예측가능한 임의의 이해도를 추출하는 것을 학습하도록 구성될 수 있으며, 상기 커스터마이징 정보는, 이해도 시각화, 추천 컨텐츠, 추천 평가문항, 팀 커리어 중 적어도 하나의 학습용/교수용 맞춤형 가이드에 대한 데이터를 포함할 수 있다.The present invention is an artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis of learning comprehension and collaborative learning by remotely connecting the learner's first terminal and the teacher's second terminal, and establishes a network with the first and second terminals and the web and external servers. While communicating, the learner's learning log ( A control unit that matches management data to generate customization information to guide the learner's future learning and the teacher's future teaching, and outputs a preset notification signal according to the customization information; and a notification unit provided in the first and second terminals and visually displayed on an arbitrary screen according to a notification signal output from the control unit, wherein the diagnostic information for each learner includes understanding by learning area and understanding by unit. It may be data about at least one learning competency, and the control unit regenerates the correct answer to the test solved by the learner in each test based on the learning log ( It can be configured to learn to extract a random understanding level that can predict whether the answer is correct, and the customized information is included in at least one learning/instructor customized guide among understanding visualization, recommended content, recommended evaluation questions, and team career. It may include data about

Description

학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템{ARTIFICIAL INTELLIGENCE TUTORING SYSTEM THAT SUPPORT DIAGNOSIS OF LEARNING PROFICIENCY AND COLLABORATIVE LEARNING}An artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis of learning comprehension and collaborative learning {ARTIFICIAL INTELLIGENCE TUTORING SYSTEM THAT SUPPORT DIAGNOSIS OF LEARNING PROFICIENCY AND COLLABORATIVE LEARNING}

본 발명은 딥러닝 알고리즘 중 트랜스포머 구조 기반의 기존 딥러닝 기반 지식추적 AI 모델을 활용하여 AI 모델의 출력값이, 다음 평가문항을 맞출 확률이 아닌 해당 개념의 이해도를 직접 추론한 값으로 이루어지도록 한 구성을 통해 학습자의 학습 이해도에 대해 보다 정확한 진단을 지원할 수 있고, 이에 따라, 학습자 및 교사에게 향후 각각의 맞춤형 학습과 교수를 가이드하기 위한 관리환경을 보다 효율적으로 달성할 수 있는 동시에, 학습자들 간의 상호작용을 통한 협업 학습이 이루어지도록 한 구성을 통해 보다 흥미로운 학습환경을 달성할 수 있는 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템에 관한 것이다.The present invention utilizes an existing deep learning-based knowledge tracking AI model based on a transformer structure among deep learning algorithms, so that the output value of the AI model is a value directly inferred from the understanding of the concept, rather than the probability of correcting the next evaluation question. Through this, it is possible to support a more accurate diagnosis of the learner's level of understanding of learning, thereby more efficiently achieving a management environment to guide future customized learning and teaching to learners and teachers, and at the same time, interacting between learners. It is about an artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis of learning understanding and collaborative learning to achieve a more interesting learning environment through a configuration that enables collaborative learning through action.

일반적으로, 인공지능(AI) 비서는 사용자가 발화하는 명령어의 의도를 파악해서 수행하고, 주변기기를 제어하는 음성 인터페이스의 편리성이 주요 특징인 반면, 인공지능 튜터링 시스템은 학습자에게 교사 및 강사의 개입이 필요한 상황을 스스로 파악하여 상황에 맞는 진단과 처방을 제공하는 맥락 중심의 능동적인 반응이 주요 특징이다.In general, the main characteristics of artificial intelligence (AI) assistants are the convenience of a voice interface that understands and executes the intent of commands uttered by the user and controls peripheral devices, while the artificial intelligence tutoring system requires the intervention of teachers and instructors for learners. The main feature is a context-centered active response that identifies necessary situations and provides diagnosis and prescription appropriate to the situation.

현재, 이러한 인공지능 튜터링에 대한 기술이 포함된 국내 에듀테크(Education Technology)시장은 확대되고 있으나 그 성장세는 세계시장 대비 낮고, 영세사업자 비중이 높다.Currently, the domestic edutech (Education Technology) market, which includes such artificial intelligence tutoring technology, is expanding, but its growth rate is lower than the global market and the proportion of small businesses is high.

예컨대, 소수의 대형사업자들에게 매출이 집중되는 한편, 전체 사업자 수의 절반을 차지하는 영세사업자의 매출은 1.6%에 불과해 산업 내 양극화가 존재하고, 이를 해결하기 위해 대형 에듀테크 기업은 기존 에듀테크 스타트업을 인수하여 인공지능 기술, 로봇기술을 활용한 서비스를 출시하며, 유망 에듀테크 스타트업을 직접 발굴 및 지원하며 새로운 기회를 모색하고 있다.For example, while sales are concentrated in a few large businesses, sales of small businesses, which account for half of the total number of businesses, are only 1.6%, creating polarization within the industry. To solve this, large edutech companies are starting existing edutech companies. By acquiring businesses, we are launching services using artificial intelligence technology and robot technology, and we are seeking new opportunities by directly discovering and supporting promising edutech startups.

이에 따라, 에듀테크 스타트업은 기술력을 바탕으로 맞춤형 학습 서비스, 게임기반 학습, 외국어 교육, 코딩 교육 등 다양한 분야에서 성장하고 있으며, 학습자의 성취도, 학습이력 등 빅데이터를 분석해 학습능력을 진단하고 맞춤형 학습을 제공하는 AI(인공지능) 활용이 가장 두드러지게 나타나고 있다.Accordingly, edtech startups are growing in various fields such as customized learning services, game-based learning, foreign language education, and coding education based on technological capabilities. They analyze big data such as learner achievement and learning history to diagnose learning ability and provide personalized learning. The use of AI (artificial intelligence) to provide is most noticeable.

이러한 가운데, 종래 상용화되었던 맞춤형 학습 기술들은 학습 컨텐츠 간의 연계에 의존하거나, 틀린 문제의 개수를 단순하게 세어서 취약한 개념을 진단하는 정도에 그쳐, 학습자의 학습능력 진단이 정교하지 않은 문제점이 존재하였다.Meanwhile, custom learning technologies that have been commercialized in the past either rely on connections between learning contents or are limited to diagnosing weak concepts by simply counting the number of incorrect problems, so there is a problem in that the diagnosis of the learner's learning ability is not sophisticated.

또한, 현재의 기술로서는, 학습자의 학습결과에 대한 향후 관리를 진행하는데 있어서, 학습자의 학습영역별/단원별 이해수준(이해도)과 성향을 그대로 반영하여 딥러닝 기술 기반의 강화된 인공지능 학습과정 및 정확한 분석과정을 거친 학습/교수 가이드 시스템이 부재한 실정이다.In addition, with the current technology, in the future management of the learner's learning results, an enhanced artificial intelligence learning process based on deep learning technology is implemented by reflecting the learner's level of understanding (understanding) and tendency for each learning area/unit. And there is no learning/teaching guide system that has gone through an accurate analysis process.

즉, 개인화된 맞춤형 학습결과 관리를 제공하고자 하는 경우에도, 정확하지 않은 학습역량 진단에 근거하게 됨으로써, 맞춤형 학습 시스템의 효율성 및 신뢰성을 확보하지 못하는 한계점이 있었고, 게다가, 개인화된 평가 및 진단과정은 학습 흥미도 측면에서도 다소 떨어진다는 단점이 있었다.In other words, even when trying to provide personalized learning outcome management, there were limitations in securing the efficiency and reliability of the customized learning system by being based on inaccurate learning competency diagnosis, and in addition, the personalized evaluation and diagnosis process It had the disadvantage of being somewhat low in terms of learning interest.

따라서, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하여 보다 우수한 정확성의 학습역량 진단기술과, 학습 흥미도 향상의 효능까지 겸비한 개인화된 맞춤형 학습결과 관리 서비스에 대한 니즈가 높아지는 실정이다.Accordingly, there is an increasing need for a personalized learning outcome management service that solves the problems of the prior art and provides more accurate learning ability diagnosis technology and the effectiveness of improving learning interest.

대한민국 등록특허공보 제10-2056822호(발명의 명칭: 학습 서비스 제공 방법 및 그 장치)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2056822 (Title of invention: Method and device for providing learning services)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 딥러닝 알고리즘 중 트랜스포머 구조 기반의 기존 딥러닝 기반 지식추적 AI 모델을 활용하여 AI 모델의 출력값이, 다음 평가문항을 맞출 확률이 아닌 해당 개념의 이해도를 직접 추론한 값으로 이루어지도록 한 구성을 통해 학습자의 학습 이해도에 대해 보다 정확한 진단을 지원할 수 있고, 이에 따라, 학습자 및 교사에게 향후 각각의 맞춤형 학습과 교수를 가이드하기 위한 관리환경을 보다 효율적으로 달성할 수 있는 동시에, 학습자들 간의 상호작용을 통한 협업 학습이 이루어지도록 한 구성을 통해 보다 흥미로운 학습환경을 달성할 수 있는 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템을 제공하는데 목적이 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and utilizes an existing deep learning-based knowledge tracking AI model based on a transformer structure among deep learning algorithms, so that the output value of the AI model is not the probability of answering the next evaluation question. A more accurate diagnosis of the learner's learning understanding can be supported through a configuration in which the understanding of the concept is directly inferred, and accordingly, a management environment to guide learners and teachers in future customized learning and teaching. An artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis of learning understanding and collaborative learning that can achieve learning more efficiently and at the same time achieve a more interesting learning environment through a configuration that enables collaborative learning through interaction between learners. The purpose is to provide.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly apparent to those skilled in the art from the description below. It will be understandable.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 수단인 본 발명은, 학습자의 제1 단말과 교사의 제2 단말을 원격 연결하여 비대면 환경에서의 상기 학습자의 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하기 위한 인공지능 튜터링 시스템에 있어서, 상기 제1,2 단말 및 웹, 외부 서버와 네트워크를 구축하여 통신하면서 상기 제1 단말로부터 획득되는 학습자의 학습로그(X)를 미리 프로그래밍된 딥러닝 알고리즘 기반의 진단용 서브모듈을 통해 분석하여 학습자별 진단정보를 추출하고, 상기 학습자별 진단정보를 미리 지정된 학습관리용 데이터와 매칭시켜 상기 학습자의 향후 학습과 상기 교사의 향후 교수를 가이드하기 위한 임의의 커스터마이징 정보를 생성하며, 상기 커스터마이징정보에 따라 미리 설정된 알림신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제1,2 단말에 구비되어, 상기 제어부로부터 출력된 알림신호에 따라 임의의 화면 상에 시각적으로 디스플레이하는 알림부를 포함할 수 있되, 상기 학습자별 진단정보는, 학습영역별 이해도 및 단원별 이해도 중 적어도 하나의 학습역량에 대한 데이터일 수 있고, 상기 제어부는, 상기 학습로그(X)를 기반으로 상기 학습자가 각 시험에서 풀었던 시험에 대한 정답여부를 재생성하고, 추후 시험에서 풀 평가문항들에 대한 정답여부를 예측가능한 임의의 이해도를 추출하는 것을 학습하도록 구성될 수 있으며, 상기 커스터마이징 정보는, 이해도 시각화, 추천 컨텐츠, 추천 평가문항, 팀 커리어 중 적어도 하나의 학습용/교수용 맞춤형 가이드에 대한 데이터를 포함할 수 있다.The present invention, which is a technical means for achieving the above objective, is to remotely connect the learner's first terminal and the teacher's second terminal to diagnose the learner's learning understanding and support collaborative learning in a non-face-to-face environment. In the artificial intelligence tutoring system, a network is established and communicated with the first and second terminals and the web and external servers, and the learner's learning log ( Analyzing through a module, diagnostic information for each learner is extracted, and the diagnostic information for each learner is matched with pre-designated learning management data to generate arbitrary customized information to guide the learner's future learning and the teacher's future teaching. , a control unit that outputs a preset notification signal according to the customizing information; and a notification unit provided in the first and second terminals and visually displayed on an arbitrary screen according to a notification signal output from the control unit, wherein the diagnostic information for each learner includes the level of understanding for each learning area and each unit. It may be data about at least one learning competency among the levels of understanding, and the control unit regenerates whether the learner answered the test correctly in each test based on the learning log (X) and evaluates the full amount in a later test. It can be configured to learn to extract random understanding that can predict whether the questions are correct, and the customizing information is customized for learning/teaching at least one of understanding visualization, recommended content, recommended evaluation questions, and team career. May contain data about the guide.

또한, 상기 커스터마이징 정보 중 상기 이해도 시각화 데이터는, 해당 단원의 상호 관련있는 학습영역끼리 연결된 세포의 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이될 수 있으며, 상기 세포를 이루는 각 학습영역은, 상기 학습자별 진단정보에 대응하여 미리 설정된 색상으로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이될 수 있다.In addition, the comprehension visualization data among the customizing information may be displayed on the screen of the notification unit in the form of cells connected to interrelated learning areas of the unit, and each learning area forming the cell may be displayed for each learner. The diagnostic information may be displayed on the screen of the notification unit in a preset color.

또한, 상기 커스터마이징 정보 중 상기 팀 커리어 데이터는, 상기 학습자별 진단정보에 대응하여 미리 설정된 유사 범위 내 학습유형끼리 하나의 팀으로 매칭된 학습자들이 개인별 추천문항의 개수 및 그 수행도에 따라 랭킹(순위)화되어 나열되는 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제1 데이터; 상기 제1 데이터에서의 학습자들 간에 상호 칭찬과 격려를 표현할 수 있는 이모티콘 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제2 데이터; 상기 제1 데이터에서의 학습자들 개인별 추천문항의 개수 및 그 수행도가 종합되어 일원화된 팀 미션 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제3 데이터; 및 상기 세포를 이루는 각 학습영역의 둘레가 상기 제3 데이터에서의 종합 및 일원화된 수행도에 따라 변화하는 게이지의 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제4 데이터를 포함할 수 있다.In addition, among the customizing information, the team career data is a ranking (ranking) of learners who are matched as a team with learning types within a similar range preset in response to the diagnostic information for each learner according to the number of individual recommended questions and their performance. ) first data displayed on the screen of the notification unit in a formatted and listed form; second data displayed on the screen of the notification unit in the form of an emoticon capable of expressing mutual praise and encouragement between learners in the first data; Third data that is displayed on the screen of the notification unit in the form of a unified team mission by combining the number of individual recommended questions and their performance levels of the learners in the first data; and fourth data displayed on the screen of the notification unit in the form of a gauge in which the perimeter of each learning area forming the cell changes according to the comprehensive and unified performance level in the third data.

또한, 상기 외부 서버는, 임의의 학습자용 상품을 제공하기 위한 상품몰 서버를 포함할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 상품몰 서버와의 제휴를 통해 상기 팀 커리어 데이터의 제3 데이터에 각각 대응하는 상품 및 보상 기간을 미리 지정하고, 상기 보상 기간 내에 상기 종합 및 일원화된 수행도가 100%에 도달하여 팀 미션 수행이 완료되면, 해당 제3 데이터에 대응하는 지정 상품이 함께 제공되도록 하는 상품제공부를 포함할 수 있다.In addition, the external server may include a product mall server for providing arbitrary learner products, and the control unit may respectively correspond to third data of the team career data through partnership with the product mall server. A product provision department that specifies the product and compensation period in advance and ensures that when the overall and unified performance reaches 100% within the compensation period and the team mission is completed, a designated product corresponding to the third data is provided. It can be included.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1 단말로부터 상기 학습자의 학습로그(X)를 획득하여 데이터화하는 데이터 생성부; 상기 데이터 생성부에 의해 생성된 상기 학습로그의 데이터를 기록하고, 상기 제2 단말에 의해 미리 지정된 학습관리용 데이터와 임의의 딥러닝 알고리즘 데이터를 저장하고 관리하는 데이터 베이스부; 상기 데이터 베이스부에 저장된 상기 딥러닝 알고리즘 데이터를 이용하여 상기 진단용 서브모듈을 생성하고, 상기 생성된 진단용 서브모듈을 통해 상기 데이터베이스부에 기록되는 상기 학습로그의 데이터를 분석하여 상기 학습자별 진단정보를 추출하는 이해도 추출부; 및 상기 이해도 추출부로부터 추출된 상기 학습자별 진단정보를 상기 데이터 베이스부에 저장된 상기 학습관리용 데이터와 매칭시켜 상기 커스터마이징 정보를 생성하고, 상기 생성된 커스터마이징 정보에 대응하는 알림신호가 출력되도록 제어하는 알림신호 출력부를 포함할 수 있다.In addition, the control unit includes a data generation unit that acquires the learner's learning log (X) from the first terminal and converts it into data; a database unit that records the data of the learning log generated by the data generation unit, and stores and manages learning management data and arbitrary deep learning algorithm data predetermined by the second terminal; The diagnostic sub-module is generated using the deep learning algorithm data stored in the database unit, and the diagnostic information for each learner is generated by analyzing the data of the learning log recorded in the database unit through the generated diagnostic sub-module. A comprehension extraction unit that extracts; And generating the customized information by matching the diagnostic information for each learner extracted from the understanding extraction unit with the learning management data stored in the database unit, and controlling the output of a notification signal corresponding to the generated customized information. It may include a notification signal output unit.

또한, 상기 진단용 서브모듈은, 상기 딥러닝 알고리즘 중 자연어 처리를 위한 트랜스포머(Transformer) 구조 기반의 DKT(Deep Knowledge Tracing, 딥러닝 기반 지식추적) AI 모델을 적용할 수 있다.In addition, the diagnostic submodule may apply a DKT (Deep Knowledge Tracing) AI model based on a transformer structure for natural language processing among the deep learning algorithms.

또한, 상기 학습로그(X)는, T개의 시험에 대한 응답 결과로서, 로 정의될 수 있고, 각 시험에 대한 응답 결과()는, 해당 시험에 대응하는 E개의 평가문항에 대한 응답으로 구성될 수 있으며, 각 평가문항에 대한 응답 결과는, 질의와 정오답결과의 집합요소(Tuple, 튜플)로서, 로 정의될 수 있다.In addition, the learning log (X) is a response result for T tests, It can be defined as, and the response result for each test ( ) can be composed of responses to E evaluation questions corresponding to the test, and the response result for each evaluation question is a set element (tuple) of questions and incorrect answer results, It can be defined as:

또한, 상기 제어부는, 다음의 학습로그(X)가 존재하였을 때, 해당 학습자의 이해도 θ를 추출할 수 있고, 상기 이해도 θ는, 모든 학습컨셉에 대하여 [0,1] 사이의 실수값을 가진 벡터로 특정 학습컨셉에 대한 수치가 높을 때에는 높은 이해도를 표현하고, 상기 수치가 낮을 때에는 낮은 이해도를 표현하며, 해당 학습컨셉의 평가문항들에 대한 정답 확률과 비례하여 이를 기반으로 개별 평가문항에 대한 정답 확률의 예측이 가능할 수 있다In addition, the control unit can extract the learner's level of understanding θ when the following learning log (X) exists, and the level of understanding θ is a real value between [0,1] for all learning concepts. When the numerical value for a specific learning concept is high, it expresses high understanding, and when the numerical value is low, it expresses low understanding. It is proportional to the probability of correct answers for the evaluation questions of the learning concept, and individual evaluation questions are calculated based on this. It may be possible to predict the probability of a correct answer to

또한, 상기 진단용 서브모듈은, 상기 학습로그(X)를 기반으로 학년 및 학기별로 미리 설정된 초기 이해도 값을 제공하면서 사전 진단정보를 생성하는 초기 이해도 진단모듈; 상기 초기 이해도 진단모듈을 통해 생성된 사전 진단정보를 업데이트하는 이해도 추적모듈; 상기 이해도 추적모듈을 통해 업데이트된 사전 진단정보에 상기 학습자의 찍어맞추기(guessing) 확률, 실수할 확률(Slip), 상기 평가문항의 난이도 및 상기 평가문항의 변별력을 반영하면서 직접적인 이해도와 개별 평가문항의 정답예측 확률을 연결하여 해석가능한 이해도 θ를 추출하는 이해도 및 문항 맵핑모듈; 및 시계열로 상기 학습로그(X)를 분석하여 상기 학습자가 특정 시점으로부터 모든 문제를 맞추거나 틀리는 경향이 반복되는 것으로 판단되면, 상기 학습자의 풀이실수 확률을 모델링하여 학습 집중도를 추적하고, 상기 학습자가 각 시점에서 갖는 하나의 상기 풀이실수 확률이 최종 정답예측 확률을 도출할 때 상기 실수할 확률(Slip)로 반영되도록 하는 문항풀이실수 예측모듈을 포함할 수 있다.In addition, the diagnostic sub-module includes an initial understanding diagnostic module that generates preliminary diagnostic information while providing preset initial understanding values for each grade and semester based on the learning log (X); a comprehension tracking module that updates preliminary diagnosis information generated through the initial comprehension diagnosis module; The learner's guessing probability, probability of making a mistake (Slip), difficulty of the evaluation items, and discriminative power of the evaluation items are reflected in the pre-diagnosis information updated through the understanding tracking module, while providing direct understanding and individual evaluation items. A comprehension and item mapping module that extracts interpretable understanding θ by connecting the correct answer prediction probabilities; And by analyzing the learning log ( It may include a question-solving error prediction module that allows the probability of one problem-solving mistake at each point in time to be reflected as the probability of making a mistake (Slip) when deriving the final correct-correct prediction probability.

또한, 상기 초기 이해도 진단모듈은, 총 상기 T개의 시험을 수행한 학습로그(X)가 존재한다고 가정할 때, 이를 M개의 초기진단용 시험과 N(T-M)개의 이해도 추적용 시험으로 구분하여, 상기 M개의 초기진단용 시험만을 활용하고, 어느 하나의 시험에 대한 숨은 연관성(hidden representation)을 추출하기 위해 상기 트랜스포머 구조를 활용하며, 상기 평가문항의 시작을 나타내는 표식(dummy)문항으로서 시험 내에 평가문항에 대한 응답 결과를 요약하는 역할을 수행하는 [S0Q] 노드의, 정제된 최종 연관성을 해당 시험결과를 표현하는 시험단위의 연관성으로 사용되되, 상기 평가문항들의 순서를 나타내는 위치 엔코딩(positional encoding)이 적용되지 않을 수 있다.In addition, the initial comprehension diagnosis module, assuming that there is a learning log ( , uses only the M initial diagnostic tests, utilizes the transformer structure to extract hidden representations for any one test, and evaluates within the test as a dummy item indicating the start of the evaluation item. The refined final correlation of the [S0Q] node, which plays the role of summarizing the response results to the questions, is used as the correlation of the test unit expressing the corresponding test results, and positional encoding indicates the order of the evaluation questions. This may not apply.

또한, 상기 초기 이해도 진단모듈은, 상기 추출된 M개 시험의 연관성을 활용하여 Concept x memory(number of concepts, C=391, × memory dimension, D=48)에 해당하는 메모리의 초기값을 할당하고, 이 프로세스에서 상기 M개 시험의 연관성을 접합(concatenation)하며, 선형 변환(Linear transition)을 통해서 매트릭스(matrix)의 값을 구할 수 있다.In addition, the initial comprehension diagnostic module utilizes the correlation between the extracted M tests to assign an initial value of memory corresponding to Concept x memory (number of concepts, C=391, × memory dimension, D=48). And in this process, the correlation of the M tests is concatenated and through linear transition. You can find the value of the matrix.

또한, 상기 초기 이해도 진단모듈은, 상기 매트릭스에서 상기 선형 변환과 시그모이드(Sigmoid) 함수를 활용하여 각 학습컨셉별 이해도 θ를 구하고, D dimension을 1 dimension으로 바꾸어주는 역할의 선형 변환 가중치가 모든 학습컨셉에 대해 동일하게 이용되도록 하여, 상기 변환으로써, 상기 매트릭스가 의 이해도 영역으로 맵핑되도록 할 수 있고, 상기 맵핑은, 상기 이해도 추적모듈에서 동일하게 이용될 수 있다.In addition, the initial understanding diagnostic module is In the matrix, the linear transformation and the sigmoid function are used to obtain the degree of understanding θ for each learning concept, and the linear transformation weight, which changes D dimension to 1 dimension, is used equally for all learning concepts, With the above conversion, the the matrix It can be mapped to a comprehension area, and the mapping can be used in the same way in the comprehension tracking module.

또한, 상기 이해도 추적모듈은, 현재의 시험으로 어떤 학습컨셉에 영향을 줄 것인지, 어떻게 상기 매트릭스를 업데이트하게 할 것인지를 결정하고, 그로부터 각 시점별 이해도 를 도출할 수 있고, 상기 초기 이해도 진단모듈과 동일한 구조 및 접근방법과, 상기 초기 이해도 진단모듈과는 상이한 파라미터(Parameter)를 활용하면서 상기 N(T-M)개의 이해도 추적용 시험에 대하여 각 시험의 연관성을 추출하고, 각 개별 시험 로부터 를 추출할 수 있다.Additionally, the comprehension tracking module will remind you which learning concepts will be affected by the current test and how. Decide whether to update the matrix, and then determine the level of understanding at each point in time. can be derived, using the same structure and approach as the initial comprehension diagnosis module and parameters different from the initial comprehension diagnosis module, for each of the N(TM) comprehension tracking tests. Extract correlations between tests and each individual test from can be extracted.

또한, 상기 이해도 추적모듈은, 트랜스포머 엔코더(Transformer encoder)를 상기 위치 엔코딩과 함께 적용하여 시계열 시험들의 정보를 융화하는 시계열 모델링(Sequence Modeling)을 통해, 상기 트랜스포머 엔코더가 수행될 때, 미래 시점에 대한 어텐션 값(Attention value)을 마스킹(Masking) 처리하여 미래의 정답여부가 현재에 반영되는 것을 방지하고, 상기 트랜스포머 엔코더의 특성에 맞게 각 시험의 연관성이 시계열상의 다른 시험들의 연관성과 융화되면서 로 변화되도록 할 수 있다.In addition, the comprehension tracking module applies a transformer encoder together with the position encoding through time series modeling (Sequence Modeling) to integrate information from time series tests, when the transformer encoder is performed, at a future point in time. The attention value is masked to prevent future correct answers from being reflected in the present, and in accordance with the characteristics of the transformer encoder, the correlation of each test is harmonized with the correlation of other tests in the time series. go It can be changed to .

또한, 상기 이해도 추적모듈은, 상기 초기 이해도 진단모듈에서의 시험 내 평가문항과 그 응답 결과에 대해 요약된 연관성을 비교하여 상기 응답 결과를 제외한 시험의 정보를 엔코딩하고, 이 때, 상기 초기 이해도 진단모듈과 동일한 아키텍쳐(Architecture)가 적용되며, 정오답결과를 입력값(Input)으로 활용하는 상기 초기 이해도 진단모듈과 상이하게, 상기 이해도 및 문항 맵핑모듈의 파라미터를 활용하면서 상기 시험의 평가문항정보만을 요약한 연관성을 추출하고, 상기 각 개별 시험 로부터 를 추출할 수 있으며, 상기 추출 결과는, 해당 시험의 응답 결과가 어떤 학습컨셉의 이해도를 변화시킬 수 있는지를 구하는 데 활용되고, 이는 상기 응답 결과에 상관없이 상기 평가문항들의 정보만으로 해당 시험이 어떤 학습컨셉에 연관이 되어있는지를 찾아낼 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, the comprehension tracking module compares the summarized correlation between the evaluation questions within the test in the initial comprehension diagnosis module and the response results and encodes the information of the test excluding the response results, at this time, the initial comprehension diagnosis module. The same architecture as the comprehension diagnosis module is applied, and unlike the initial comprehension diagnosis module that uses incorrect answer results as input, the test is conducted while utilizing the parameters of the comprehension and item mapping module. Extract correlations that summarize only the evaluation item information, and each individual test above from can be extracted, and the extraction results are used to find out whether the response results of the test can change the understanding of any learning concept, and this means that regardless of the response results, the information on the evaluation questions determines what kind of test the test is. It can be configured to find out whether it is related to the learning concept.

또한, 상기 이해도 추적모듈은, 상기 평가문항정보가 없는 응답 결과들만을 활용한 연관성을 추출하고, 상기 각 개별 시험 로부터 를 추출하며, 이는 상기 학습자의 풀이실수 확률을 추적하기 위해 활용될 수 있고, 상기 추출된 를 활용하여 기존의 매트릭스를 업데이트 하고, 상기 이해도 및 문항 맵핑모듈과 동일한 함수와 가중치를 활용하여 상기 업데이트된 매트릭스에서 각 학습컨셉별 이해도 θ를 구할 수 있으며, 상기 기존의 매트릭스를 업데이트 함에 있어서, 우선, 상기 를 활용하여 현재 시험이 어떤 학습컨셉과 연결성이 있는지 를 구한 후, 상기 를 활용하여 업데이트를 위한 를 구하여 와 비례하게 현재의 P를 업데이트할 수 있되, 상기 는, 상기 선형 변환과 소프트맥스 함수(softmax function)를 활용하여 현재 시험과 연관성이 큰 학습컨셉들을 선택하게 할 수 있다.In addition, the comprehension tracking module extracts correlations using only response results without the evaluation item information, and extracts correlations using only response results without the evaluation item information, and from is extracted, which can be used to track the probability of the learner's solution mistake, and the extracted class By utilizing the existing Update the matrix and use the same functions and weights as the comprehension and item mapping module to create the updated From the matrix, the degree of understanding θ for each learning concept can be obtained, and the existing In updating the matrix, first of all, the above What learning concepts and connections does the current test have? After obtaining, for updates using By finding The current P can be updated in proportion to It is possible to select learning concepts that are highly relevant to the current test by utilizing the linear transformation and softmax function.

또한, 상기 문항풀이실수 예측모듈의 아키텍쳐는, 상기 을 활용한 LSTM(Long Short-Term Memory, 장단기 메모리)으로 구성되고, 각 시점에서 어느 하나의 상기 실수할 확률(Slip)을 계산하기 위한 상기 선형 변환과 상기 시그모이드 함수로 구성될 수 있다.In addition, the architecture of the question-solving error prediction module is It is composed of LSTM (Long Short-Term Memory) utilizing , and may be composed of the linear transformation and the sigmoid function to calculate the probability of making a mistake (Slip) at each point in time.

또한, 상기 진단용 서브모듈은, 이를 구성하는 상기 진단모듈, 추적모듈, 맵핑모듈, 예측모듈을 학습하기 위해 2개의 학습자 응답결과 예측 로스(Loss)와 4개의 학습 안정화를 위한 정칙화(Regularization) 로스로 총 6개의 로스의 조합에 의해 학습되도록 구성될 수 있고, 상기 학습자 응답결과 예측 로스는, 현재 시험결과의 재현을 위한 Auto-encoding loss 및 다음 시점의 시험결과 예측을 위한 Next exam prediction loss를 포함하며, 상기 정칙화 로스는, 학습단계별 이해도 정칙화를 위한 Curriculum regularization loss, 지식맵 연결 노드의 이해도 정칙화를 위한 Knowledge map regularization loss, 이해도 극적변화의 제약을 위한 Proficiency smoothing loss 및 풀이실수 확률 극적변화의 제약을 위한 Noise smoothing loss를 포함할 수 있다.In addition, the diagnostic sub-module has two learner response result prediction losses and four regularization losses for learning stabilization in order to learn the diagnostic module, tracking module, mapping module, and prediction module that constitute it. It can be configured to be learned by a combination of a total of 6 losses, and the learner response result prediction loss includes Auto-encoding loss for reproducing the current test result and Next exam prediction loss for predicting the test result at the next time. The regularization loss is Curriculum regularization loss for regularizing understanding at each learning stage, Knowledge map regularization loss for regularizing understanding of knowledge map connection nodes, Proficiency smoothing loss for limiting dramatic changes in understanding, and solving mistakes. Noise smoothing loss can be included to limit dramatic changes in probability.

본 발명에 따른 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템은, 딥러닝 알고리즘 중 트랜스포머 구조 기반의 기존 딥러닝 기반 지식추적 AI 모델을 활용하여 AI 모델의 출력값이, 다음 평가문항을 맞출 확률이 아닌 해당 개념의 이해도를 직접 추론한 값으로 이루어지도록 한 구성을 통해 학습자의 학습 이해도에 대해 보다 정확한 진단을 지원할 수 있고, 이에 따라, 학습자 및 교사에게 향후 각각의 맞춤형 학습과 교수를 가이드하기 위한 관리환경을 보다 효율적으로 달성할 수 있는 동시에, 학습자들 간의 상호작용을 통한 협업 학습이 이루어지도록 한 구성을 통해 보다 흥미로운 학습환경을 달성할 수 있는 효과가 있다.The artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis and collaborative learning for learning understanding according to the present invention utilizes an existing deep learning-based knowledge tracking AI model based on a transformer structure among deep learning algorithms, so that the output value of the AI model is the following evaluation questions. Through a configuration that consists of a directly inferred value of the understanding of the concept rather than the probability of correctness, it is possible to support a more accurate diagnosis of the learner's learning understanding, thereby guiding learners and teachers in future customized learning and teaching. It is possible to achieve a management environment more efficiently, and at the same time, it is possible to achieve a more interesting learning environment through a structure that allows collaborative learning through interaction between learners.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템의 외부구성 및 사용예를 나타낸 도면.
도 2는 상기 인공지능 튜터링 시스템의 전자적인 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 3은 도 2에 따른 상기 인공지능 튜터링 시스템의 제어부를 이루는 하위구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 4는 상기 진단용 서브모듈을 이루는 하위구성을 나타낸 이미지.
도 5는 도 4에 따른 상기 진단용 서브모듈의 하위구성 중 초기 이해도 진단모듈을 이용하여 숨은 연관성을 추출하는 과정을 예시적으로 나타낸 이미지.
도 6은 도 4에 따른 상기 진단용 서브모듈의 하위구성 중 이해도 추적모듈을 이용하여 사전 진단정보를 업데이트하는 과정을 예시적으로 나타낸 이미지.
도 7은 도 4에 따른 상기 진단용 서브모듈의 하위구성 중 이해도 및 문항 맵핑모듈을 이용하여 해석가능한 이해도 θ를 추출하는 Proficiency Pallet 함수를 예시적으로 나타낸 이미지.
도 8은 본 발명과 관련하여, 상기 인공지능 튜터링 시스템의 제어부에 의한 커스터마이징 정보 중 이해도 시각화 데이터가 알림부에 디스플레이되는 일례를 나타낸 사용예시도.
도 9는 본 발명과 관련하여, 상기 인공지능 튜터링 시스템의 제어부에 의한 커스터마이징 정보 중 이해도 시각화 데이터가 알림부에 디스플레이되는 다른 일례를 나타낸 사용예시도.
도 10은 본 발명과 관련하여, 상기 인공지능 튜터링 시스템의 제어부에 의한 커스터마이징 정보 중 추천 평가문항 데이터가 알림부에 디스플레이되는 일례를 나타낸 사용예시도.
도 11은 본 발명과 관련하여, 상기 인공지능 튜터링 시스템의 제어부에 의한 커스터마이징 정보 중 팀 커리어 데이터가 알림부에 디스플레이되는 일례를 나타낸 사용예시도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커스터마이징 정보와 관련한 상기 알림부의 화면을 예시적으로 나타낸 이미지.
Figure 1 is a diagram showing the external configuration and use example of an artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis of learning comprehension and collaborative learning according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram schematically showing the electronic configuration of the artificial intelligence tutoring system.
Figure 3 is a block diagram schematically showing the sub-configuration of the control unit of the artificial intelligence tutoring system according to Figure 2.
Figure 4 is an image showing the sub-configuration of the diagnostic sub-module.
FIG. 5 is an image illustrating the process of extracting hidden relationships using an initial understanding diagnostic module among the sub-configurations of the diagnostic sub-module according to FIG. 4.
Figure 6 is an image illustrating the process of updating prior diagnosis information using a comprehension tracking module among the sub-configurations of the diagnosis sub-module according to Figure 4.
FIG. 7 is an image illustrating the Proficiency Pallet function for extracting interpretable comprehension θ using the comprehension and question mapping modules among the sub-configurations of the diagnostic sub-module according to FIG. 4.
Figure 8 is a usage example showing an example in which comprehension visualization data among customized information by the control unit of the artificial intelligence tutoring system is displayed in the notification unit in relation to the present invention.
Figure 9 is a usage example showing another example in which comprehension visualization data among customized information by the control unit of the artificial intelligence tutoring system is displayed in the notification unit in relation to the present invention.
Figure 10 is a usage example showing an example in which recommended evaluation item data among customizing information by the control unit of the artificial intelligence tutoring system is displayed in the notification unit in relation to the present invention.
Figure 11 is a usage example showing an example in which team career data is displayed in the notification unit among customizing information by the control unit of the artificial intelligence tutoring system in relation to the present invention.
12 is an image illustrating a screen of the notification unit related to customizing information according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, since the description of the present invention is only an example for structural or functional explanation, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples described in the text. In other words, since the embodiments can be modified in various ways and can have various forms, the scope of rights of the present invention should be understood to include equivalents that can realize the technical idea. In addition, the purpose or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment must include all or only such effects, so the scope of the present invention should not be understood as limited thereby.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component. When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected to the other component, but that other components may also exist in between. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Meanwhile, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly neighboring" should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “comprise” or “have” refer to the specified features, numbers, steps, operations, components, parts, or them. It is intended to specify the existence of a combination, and should be understood as not excluding in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein, unless otherwise defined, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with the meaning they have in the context of the related technology, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless clearly defined in the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템의 외부구성 및 사용예를 나타낸 도면이고, 도 2는 상기 인공지능 튜터링 시스템의 전자적인 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 3은 도 2에 따른 상기 인공지능 튜터링 시스템의 제어부를 이루는 하위구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 4는 상기 진단용 서브모듈을 이루는 하위구성을 나타낸 이미지이며, 도 5는 도 4에 따른 상기 진단용 서브모듈의 하위구성 중 초기 이해도 진단모듈을 이용하여 숨은 연관성을 추출하는 과정을 예시적으로 나타낸 이미지이고, 도 6은 도 4에 따른 상기 진단용 서브모듈의 하위구성 중 이해도 추적모듈을 이용하여 사전 진단정보를 업데이트하는 과정을 예시적으로 나타낸 이미지이며, 도 7은 도 4에 따른 상기 진단용 서브모듈의 하위구성 중 이해도 및 문항 맵핑모듈을 이용하여 해석가능한 이해도 θ를 추출하는 Proficiency Pallet 함수를 예시적으로 나타낸 이미지이고, 도 8은 본 발명과 관련하여, 상기 인공지능 튜터링 시스템의 제어부에 의한 커스터마이징 정보 중 이해도 시각화 데이터가 알림부에 디스플레이되는 일례를 나타낸 사용예시도이며, 도 9는 본 발명과 관련하여, 상기 인공지능 튜터링 시스템의 제어부에 의한 커스터마이징 정보 중 이해도 시각화 데이터가 알림부에 디스플레이되는 다른 일례를 나타낸 사용예시도이고, 도 10은 본 발명과 관련하여, 상기 인공지능 튜터링 시스템의 제어부에 의한 커스터마이징 정보 중 추천 평가문항 데이터가 알림부에 디스플레이되는 일례를 나타낸 사용예시도이며, 도 11은 본 발명과 관련하여, 상기 인공지능 튜터링 시스템의 제어부에 의한 커스터마이징 정보 중 팀 커리어 데이터가 알림부에 디스플레이되는 일례를 나타낸 사용예시도이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커스터마이징 정보와 관련한 상기 알림부의 화면을 예시적으로 나타낸 이미지이다.Figure 1 is a diagram showing the external configuration and use example of an artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis of learning comprehension and collaborative learning according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 schematically shows the electronic configuration of the artificial intelligence tutoring system. Figure 3 is a block diagram schematically showing the sub-configuration of the control unit of the artificial intelligence tutoring system according to Figure 2, Figure 4 is an image showing the sub-configuration of the diagnostic sub-module, and Figure 5 is an image illustrating the process of extracting hidden relationships using the initial understanding diagnostic module among the sub-configurations of the diagnostic sub-module according to FIG. 4, and FIG. 6 is one of the sub-configurations of the diagnostic sub-module according to FIG. This is an image illustrating the process of updating pre-diagnosis information using a comprehension tracking module, and FIG. 7 shows a comprehension level that can be interpreted using the comprehension and question mapping module among the sub-configurations of the diagnostic sub-module according to FIG. 4. It is an image illustrating the Proficiency Pallet function for extracting θ, and Figure 8 shows an example in which comprehension visualization data among the customized information by the control unit of the artificial intelligence tutoring system is displayed in the notification unit in relation to the present invention. It is an exemplary diagram, and Figure 9 is a usage example showing another example in which comprehension visualization data is displayed in the notification unit among the customizing information by the control unit of the artificial intelligence tutoring system in relation to the present invention, and Figure 10 is a usage diagram showing the present invention and In relation to this, it is an example usage diagram showing an example in which recommended evaluation item data among the customizing information by the control unit of the artificial intelligence tutoring system is displayed in the notification unit, and Figure 11 is a diagram illustrating an example of displaying the recommended evaluation item data in the notification unit. This is an example usage diagram showing an example of team career data being displayed in the notification unit among customizing information, and Figure 12 is an image showing an example of a screen of the notification unit related to customizing information according to another embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템(100)은 제1 단말(110), 제2 단말(120), 웹(130), 외부 서버(140), 제어부(150) 및 알림부(160)를 포함하여 구성할 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, the artificial intelligence tutoring system 100 that supports diagnosis of learning comprehension and collaborative learning according to the present invention includes a first terminal 110, a second terminal 120, and a web ( 130), an external server 140, a control unit 150, and a notification unit 160.

단, 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들이 본 발명을 위해 필수적인 최소한의 구성일뿐, 이보다 더 부가적인 구성요소들을 갖는 인공지능 튜터링 시스템이 구현될 수 있다.However, the components shown in FIGS. 1 and 2 are only the minimum essential components for the present invention, and an artificial intelligence tutoring system with more additional components can be implemented.

상기 제1 단말(110)은 키보드, 패드, 마우스 등 다양한 공지의 입력기기(미도시)를 포함하여 구성된 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 학습자(L)에게 위치하여 상기 학습자(L)의 후술될 학습로그(X)가 웹(130), 외부 서버(140) 및 제어부(150)에 입력되도록 하는 입력환경을 제공한다.The first terminal 110 is configured to include various known input devices (not shown) such as a keyboard, pad, and mouse. According to a preferred embodiment of the present invention, the first terminal 110 is located at the learner (L). An input environment is provided so that the learning log (X), which will be described later, is input to the web 130, the external server 140, and the control unit 150.

또한, 상기 제2 단말(120)은 상술한 제1 단말(110)과 원격 통신할 수 있도록 구성된 것으로, 그 구성요소는 상기 제1 단말(110)과 동일하게 가질 수 있으며, 본 발명에 따르면, 교사(T)에게 위치하여 상기 교사(T)가 후술될 학습관리용 데이터를 상기 웹(130), 외부 서버(140) 및 제어부(150)에 입력시킬 수 있는 입력환경을 제공한다.In addition, the second terminal 120 is configured to enable remote communication with the above-described first terminal 110, and may have the same components as the first terminal 110. According to the present invention, It is located to the teacher (T) and provides an input environment where the teacher (T) can input learning management data, which will be described later, into the web 130, the external server 140, and the control unit 150.

여기서, 상기 제1,2 단말(110, 120)은 복수개로 구성될 수도 있으며, 바람직하게는, 태블릿이 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, PC, 스마트폰 등이 적용될 수 있다.Here, the first and second terminals 110 and 120 may be composed of a plurality of terminals, and are preferably tablets, but are not limited thereto and may be PCs, smartphones, etc.

이러한 상기 제1,2 단말(110, 120)의 구성은 일반적으로 게재된 통상의 단말장치에 해당하므로, 세부 구성은 도면에 미도시 하였음은 물론, 그에 대한 더 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Since the configuration of the first and second terminals 110 and 120 corresponds to a typical terminal device that is generally published, the detailed configuration is not shown in the drawings and a more detailed description thereof will be omitted.

상기 웹(130)은 텍스트, 그래픽, 이미지, 음향, 비디오 등 다양한 멀티미디어를 지원할 수 있도록 구성된 인터넷 서비스로서, 본 발명에 따르면, 상기 제1,2 단말(110, 120)과 연결되어 상기 제1,2 단말(110, 120)을 각각 이용하는 학습자(L) 및 교사(T)에게 다양한 공지의 교육용 컨텐츠가 제공되도록 구성할 수 있다.The web 130 is an Internet service configured to support various multimedia such as text, graphics, images, sounds, and videos. According to the present invention, the web 130 is connected to the first and second terminals 110 and 120 to provide the first and second terminals 110 and 120. 2 It can be configured to provide various known educational content to learners (L) and teachers (T) who use the terminals 110 and 120, respectively.

상기 외부 서버(140)는 상술한 웹(130)에 대응되도록 구성되어 상기 제1,2 단말(110, 120), 웹(130) 및 제어부(150)와 네트워크를 형성하는 것이 바람직하고, 상기 웹(130)과 연동하여 제어부(150)에 미리 설정된 프로그램을 서비스하는 기능을 수행한다.The external server 140 is preferably configured to correspond to the above-described web 130 to form a network with the first and second terminals 110 and 120, the web 130, and the control unit 150, and the web It performs the function of servicing a preset program to the control unit 150 in conjunction with 130.

여기서, 상기 프로그램은 교육과 관련된 각종 데이터로 이루어진 교육용 프로그램일 수 있으며, 이는 공지의 기술로서, 해당관련분야의 통상지식을 가진 당업자에 의해 자유롭게 변경설계될 수 있음은 물론이다.Here, the program may be an educational program composed of various data related to education, and as this is a known technology, it goes without saying that it can be freely changed and designed by a person skilled in the art.

상기 제어부(150)는 제1,2 단말(110, 120) 및 웹(130), 외부 서버(140)와 네트워크를 구축하여 통신하면서 상기 제1 단말(110)로부터 획득되는 학습자(L)의 학습로그(X)를 미리 프로그래밍된 딥러닝 알고리즘 기반의 진단용 서브모듈을 통해 분석하여 학습자별 진단정보를 추출하고, 상기 학습자별 진단정보를 미리 지정된 학습관리용 데이터와 매칭시켜 상기 학습자(L)의 향후 학습과 상기 교사(T)의 향후 교수를 가이드하기 위한 임의의 커스터마이징 정보를 생성하며, 상기 커스터마이징정보에 따라 미리 설정된 알림신호를 출력하는 기능을 수행한다.The control unit 150 establishes and communicates with the first and second terminals 110 and 120, the web 130, and the external server 140, and controls the learning of the learner (L) obtained from the first terminal 110. Diagnosis information for each learner is extracted by analyzing the log ( It generates arbitrary customizing information to guide learning and future teaching of the teacher (T), and performs a function of outputting a preset notification signal according to the customizing information.

이러한 상기 제어부(150)는 도 3을 참조하여, 좀 더 구체적으로, 상기 제1 단말(110)로부터 상기 학습자(L)의 학습로그(X)를 획득하여 데이터화하는 데이터 생성부(151); 상기 데이터 생성부(151)에 의해 생성된 상기 학습로그(X)의 데이터를 기록하고, 상기 제2 단말(120)에 의해 미리 지정된 학습관리용 데이터와 임의의 딥러닝 알고리즘 데이터를 저장하고 관리하는 데이터 베이스부(152); 상기 데이터 베이스부(152)에 저장된 상기 딥러닝 알고리즘 데이터를 이용하여 상기 진단용 서브모듈을 생성하고, 상기 생성된 진단용 서브모듈을 통해 상기 데이터베이스부(152)에 기록되는 상기 학습로그(X)의 데이터를 분석하여 상기 학습자별 진단정보를 추출하는 이해도 추출부(153); 및 상기 이해도 추출부(153)로부터 추출된 상기 학습자별 진단정보를 상기 데이터 베이스부(152)에 저장된 상기 학습관리용 데이터와 매칭시켜 상기 커스터마이징 정보를 생성하고, 상기 생성된 커스터마이징 정보에 대응하는 알림신호가 출력되도록 제어하는 알림신호 출력부(154)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, more specifically, the control unit 150 includes a data generation unit 151 that acquires the learning log (X) of the learner (L) from the first terminal 110 and converts it into data; Recording the data of the learning log (X) generated by the data generator 151, and storing and managing learning management data and arbitrary deep learning algorithm data predetermined by the second terminal 120. database unit 152; The diagnostic sub-module is generated using the deep learning algorithm data stored in the database unit 152, and the data of the learning log (X) is recorded in the database unit 152 through the generated diagnostic sub-module. A comprehension extraction unit 153 that analyzes and extracts diagnostic information for each learner; And matching the diagnostic information for each learner extracted from the understanding extraction unit 153 with the learning management data stored in the database unit 152 to generate the customized information, and to generate the customized information corresponding to the generated customized information. It may be configured to include a notification signal output unit 154 that controls the notification signal to be output.

여기서, 상기 학습자별 진단정보는 학습영역별 이해도 및 단원별 이해도 중 적어도 하나의 학습역량에 대한 데이터일 수 있고, 이때, 상기 제어부(150)는 상기 학습로그(X)를 기반으로 상기 학습자(L)가 각 시험에서 풀었던 시험에 대한 정답여부를 재생성하고, 추후 시험에서 풀 평가문항들에 대한 정답여부를 예측가능한 임의의 이해도를 추출하는 것을 학습하도록 구성될 수 있다.Here, the diagnostic information for each learner may be data on at least one learning competency among understanding by learning area and understanding by unit, and at this time, the control unit 150 controls the learner ( L) can be configured to learn to reproduce the correct answers to the tests solved in each test and to extract a random understanding that can predict whether the full evaluation questions were answered correctly in future tests.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 학습로그(X)는 T개의 시험에 대한 응답 결과로서, 로 정의될 수 있고, 각 시험에 대한 응답 결과()는 해당 시험에 대응하는 E개의 평가문항에 대한 응답으로 구성될 수 있으며, 각 평가문항에 대한 응답 결과는 질의와 정오답결과의 집합요소(Tuple, 튜플)로서, 로 정의될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the learning log (X) is a response result for T tests, It can be defined as, and the response result for each test ( ) may be composed of responses to E evaluation questions corresponding to the test, and the response result for each evaluation question is a set element (tuple) of questions and incorrect answer results, It can be defined as:

또한, 상기 제어부(150)는 다음의 학습로그(X)가 존재하였을 때, 해당 학습자(L)의 이해도 θ를 추출할 수 있고, 상기 이해도 θ는, 모든 학습컨셉에 대하여 [0,1] 사이의 실수값을 가진 벡터로 특정 학습컨셉에 대한 수치가 높을 때에는 높은 이해도를 표현하고, 상기 수치가 낮을 때에는 낮은 이해도를 표현하며, 해당 학습컨셉의 평가문항들에 대한 정답 확률과 비례하여 이를 기반으로 개별 평가문항에 대한 정답 확률의 예측이 가능할 수 있다.In addition, the control unit 150 can extract the understanding degree θ of the learner (L) when the following learning log (X) exists, and the understanding degree θ is [0,1 for all learning concepts. ] It is a vector with real values in the range. When the numerical value for a specific learning concept is high, it expresses high understanding, and when the numerical value is low, it expresses low understanding, and is proportional to the probability of correct answers for the evaluation questions of the learning concept. Based on this, it may be possible to predict the probability of correct answers for individual evaluation questions.

더불어, 상기 학습관리용 데이터는 실시간 단위적으로 변화하는 상기 학습자(L)의 학습로그(X)에 대응되도록 구성하여, 상기 교사(T)가 학습자(L)의 학습관리를 위한 지표가 되는 데이터로서, 상기 교사(T)가 사용하는 제2 단말(120)의 입력기기(미도시)를 통해 입력되면서 미리 지정될 수 있으며, 상기 웹(130) 및 외부 서버(140)에도 입력되어 미리 지정될 수 있다.In addition, the learning management data is configured to correspond to the learning log (X) of the learner (L), which changes in real time, and is data that serves as an indicator for the teacher (T) to manage the learning of the learner (L). As such, it can be pre-specified by being input through an input device (not shown) of the second terminal 120 used by the teacher (T), and can also be input into the web 130 and the external server 140 and be pre-specified. You can.

이때, 상기 학습관리용 데이터는 학습과정에서 발생하는 학습행동과 패턴, 교과 이해수준, 학습량의 기간별 총량과 패턴, 성적의 통계적 분포 및 추이와 원인 그리고 그에 대한 처방 등을 정량화한 데이터, 학습 3종(학습전략, 학습동기, 학습 부적응), 진로/적성 1종(흥미, 적성), 성격/인성 4종(대인 환경, 학업 스트레스, 자존감, 정서행동) 총 8종의 정서에 대한 진단검사 유형을 기록한 데이터 등을 포함하는 것이 바람직하다.At this time, the learning management data is data that quantifies learning behaviors and patterns that occur during the learning process, level of subject understanding, total amount and pattern of learning amount by period, statistical distribution and trend of grades, causes, and prescriptions for the same, and three types of learning. (Learning strategy, learning motivation, learning maladaptation), 1 type of career/aptitude (interest, aptitude), 4 types of personality/personality (interpersonal environment, academic stress, self-esteem, emotional behavior) A total of 8 types of diagnostic tests for emotions are provided. It is desirable to include recorded data, etc.

이러한 상기 학습관리용 데이터는 본 발명에 따르면, 국제표준(IMS Caliper) 기반으로 정량화될 수 있고, 상기 웹(130) 또는 외부 서버(140)에서 현재 상용화되고 있는 AI 분석 서비스 프로그램 "홈런 AI 생활기록부" 의 공유를 통해 추출될 수도 있으며, 본 발명의 기술적 범위 내에서 해당관련분야의 당업자에 의해 다양하게 변경설계가 가능함은 물론이다.According to the present invention, the learning management data can be quantified based on the international standard (IMS Caliper), and the AI analysis service program "Home Run AI Life Record" currently commercialized on the web 130 or external server 140 " It can be extracted through sharing, and of course, various modifications and designs are possible by those skilled in the relevant field within the technical scope of the present invention.

상기 홈런 AI 생활기록부는 (주)아이스크림에듀에서 제공하는 학습 분석 서비스로서, IMS Global Learning Consortium에서 IMS Caliper Analytics 1.1 표준 인증을 받았으며, 학습자(L)의 학습현황, 학습패턴, 공부습관 등을 분석하여 월별로 요약하여 e포트폴리오 형태의 시각적 자료로 학습자(L) 및 교사(T)에게 제공하는 기술이다.The Home Run AI Life Record is a learning analysis service provided by Ice Cream Edu Co., Ltd. It has received IMS Caliper Analytics 1.1 standard certification from the IMS Global Learning Consortium and analyzes the learning status, learning patterns, and study habits of the learner (L). This is a technology that summarizes monthly and provides visual materials in the form of an e-portfolio to learners (L) and teachers (T).

나아가, 상기 커스터마이징 정보는 이해도 시각화, 추천 컨텐츠, 추천 평가문항(도 10 참조), 팀 커리어 중 적어도 하나의 학습용/교수용 맞춤형 가이드에 대한 데이터를 포함할 수 있고, 상기 커스터마이징 정보 중 상기 이해도 시각화 데이터는 도 8 또는 도 9에 나타낸 바와 같이, 해당 단원의 상호 관련있는 학습영역끼리 연결된 세포의 형태로 후술될 알림부(160)의 화면 상에 디스플레이될 수 있으며, 상기 세포를 이루는 각 학습영역은 상기 학습자별 진단정보에 대응하여 미리 설정된 색상으로 상기 알림부(160)의 화면 상에 디스플레이될 수 있다.Furthermore, the customizing information may include data on at least one customized learning/teaching guide among comprehension visualization, recommended content, recommended evaluation questions (see FIG. 10), and team career, and among the customizing information, the understanding As shown in Figure 8 or Figure 9, the visualization data may be displayed on the screen of the notification unit 160, which will be described later, in the form of a cell connected to the interrelated learning areas of the unit, and each learning area forming the cell may be displayed on the screen of the notification unit 160 in a preset color corresponding to the diagnostic information for each learner.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 커스터마이징 정보 중 팀 커리어 데이터는 도 11을 참조하여, 상기 학습자별 진단정보에 대응하여 미리 설정된 유사 범위 내 학습유형끼리 하나의 팀으로 매칭된 학습자들이 개인별 추천문항의 개수 및 그 수행도에 따라 랭킹(순위)화되어 나열되는 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제1 데이터(D1); 상기 제1 데이터(D1)에서의 학습자들 간에 상호 칭찬과 격려를 표현할 수 있는 이모티콘 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제2 데이터(D2); 상기 제1 데이터(D1)에서의 학습자들 개인별 추천문항의 개수 및 그 수행도가 종합되어 일원화된 팀 미션 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제3 데이터(D3); 및 상기 세포를 이루는 각 학습영역의 둘레가 상기 제3 데이터(D3)에서의 종합 및 일원화된 수행도에 따라 변화하는 게이지의 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제4 데이터(D4)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, according to the present invention, the team career data among the customizing information refers to the number of individually recommended questions for learners who are matched as a team with learning types within a similar range preset in response to the diagnostic information for each learner, with reference to FIG. 11. and first data (D1) displayed on the screen of the notification unit in a ranked form according to the performance level. Second data (D2) displayed on the screen of the notification unit in the form of emoticons that can express mutual praise and encouragement between learners in the first data (D1); Third data (D3) that is displayed on the screen of the notification unit in the form of a unified team mission by combining the number of recommended questions and their performance levels for each learner in the first data (D1); And fourth data (D4) displayed on the screen of the notification unit in the form of a gauge in which the perimeter of each learning area forming the cell changes according to the comprehensive and unified performance level in the third data (D3). It can be configured as follows.

여기서, 팀 커리어 데이터와 관련하여, 본 발명에 따른 상기 외부 서버(140)는 임의의 학습자용 상품을 제공하기 위한 상품몰 서버를 포함할 수 있고, 상기 제어부(150)는 상품몰 서버와의 제휴를 통해 상기 팀 커리어 데이터의 제3 데이터(D3)에 각각 대응하는 상품 및 보상 기간을 미리 지정하고, 상기 보상 기간 내에 상기 종합 및 일원화된 수행도가 100%에 도달하여 팀 미션 수행이 완료되면, 해당 제3 데이터(D3)에 대응하는 지정 상품이 함께 제공되도록 하는 상품제공부(155)를 더 포함할 수 있다.Here, in relation to team career data, the external server 140 according to the present invention may include a product mall server for providing arbitrary products for learners, and the control unit 150 may cooperate with the product mall server. The product and compensation period corresponding to the third data (D3) of the team career data are designated in advance, and when the comprehensive and unified performance level reaches 100% within the compensation period and the team mission is completed, It may further include a product provision unit 155 that provides a designated product corresponding to the third data D3.

한편, 본 발명에 따른 상기 진단용 서브모듈은 상기 딥러닝 알고리즘 중 자연어 처리를 위한 트랜스포머(Transformer) 구조 기반의 DKT(Deep Knowledge Tracing, 딥러닝 기반 지식추적) AI 모델을 적용하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the diagnostic submodule according to the present invention preferably applies a DKT (Deep Knowledge Tracing) AI model based on a Transformer structure for natural language processing among the deep learning algorithms.

이러한 상기 진단용 서브모듈은 도 4를 참조하여, 좀 더 구체적으로, 상기 학습로그(X)를 기반으로 학년 및 학기별로 미리 설정된 초기 이해도 값을 제공하면서 사전 진단정보를 생성하는 초기 이해도 진단모듈; 상기 초기 이해도 진단모듈을 통해 생성된 사전 진단정보를 업데이트하는 이해도 추적모듈; 상기 이해도 추적모듈을 통해 업데이트된 사전 진단정보에 상기 학습자(L)의 찍어맞추기(guessing) 확률, 실수할 확률(Slip), 상기 평가문항의 난이도 및 상기 평가문항의 변별력을 반영하면서 직접적인 이해도와 개별 평가문항의 정답예측 확률을 연결하여 해석가능한 이해도 θ를 추출하는 이해도 및 문항 맵핑모듈; 및 시계열로 상기 학습로그(X)를 분석하여 상기 학습자(L)가 특정 시점으로부터 모든 문제를 맞추거나 틀리는 경향이 반복되는 것으로 판단되면, 상기 학습자(L)의 풀이실수 확률을 모델링하여 학습 집중도를 추적하고, 상기 학습자(L)가 각 시점에서 갖는 하나의 상기 풀이실수 확률이 최종 정답예측 확률을 도출할 때 상기 실수할 확률(Slip)로 반영되도록 하는 문항풀이실수 예측모듈을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the diagnostic submodule is, more specifically, an initial comprehension diagnostic module that generates preliminary diagnostic information while providing preset initial comprehension values for each grade and semester based on the learning log (X). ; a comprehension tracking module that updates preliminary diagnosis information generated through the initial comprehension diagnosis module; The pre-diagnosis information updated through the understanding tracking module reflects the learner's (L) guessing probability, probability of making a mistake (Slip), difficulty level of the evaluation item, and discriminative power of the evaluation item, directly improving understanding and Comprehension and item mapping module that extracts interpretable understanding θ by connecting the correct prediction probability of individual evaluation questions; And if it is determined by analyzing the learning log ( It may be configured to include a question-solving mistake prediction module that tracks and allows the probability of one solving mistake that the learner (L) has at each point in time to be reflected as the probability of making a mistake (Slip) when deriving the final correct prediction probability. there is.

상기 초기 이해도 진단모듈은 도 5에 도시된 바와 같이, 총 상기 T개의 시험을 수행한 학습로그(X)가 존재한다고 가정할 때, 이를 M개의 초기진단용 시험과 N(T-M)개의 이해도 추적용 시험으로 구분하여, 상기 M개의 초기진단용 시험만을 활용하고, 어느 하나의 시험에 대한 숨은 연관성(hidden representation)을 추출하기 위해 상기 트랜스포머 구조를 활용하며, 상기 평가문항의 시작을 나타내는 표식(dummy)문항으로서 시험 내에 평가문항에 대한 응답 결과를 요약하는 역할을 수행하는 [S0Q] 노드의, 정제된 최종 연관성을 해당 시험결과를 표현하는 시험단위의 연관성으로 사용되되, 상기 평가문항들의 순서를 나타내는 위치 엔코딩(positional encoding)이 적용되지 않을 수 있다.As shown in FIG. 5, assuming that there is a learning log ( Divided into tests for use, only the M initial diagnostic tests are used, the transformer structure is used to extract a hidden representation for any one test, and a marker (dummy) indicating the start of the evaluation item is used. As an item, the refined final correlation of the [S0Q] node, which plays the role of summarizing the response results to the evaluation questions within the test, is used as the correlation of the test unit expressing the test result, and is a position indicating the order of the evaluation items. Encoding (positional encoding) may not be applied.

또한, 상기 초기 이해도 진단모듈은 상기 추출된 M개 시험의 연관성을 활용하여 Concept x memory(number of concepts, C=391, × memory dimension, D=48)에 해당하는 메모리의 초기값을 할당하고, 이 프로세스에서 상기 M개 시험의 연관성을 접합(concatenation)하며, 선형 변환(Linear transition)을 통해서 매트릭스(matrix)의 값을 구할 수 있다.In addition, the initial comprehension diagnostic module utilizes the correlation between the extracted M tests to assign an initial value of memory corresponding to Concept x memory (number of concepts, C=391, × memory dimension, D=48), , In this process, the correlation of the M tests is concatenated and through linear transition. You can find the value of the matrix.

더불어, 상기 초기 이해도 진단모듈은 상기 매트릭스에서 상기 선형 변환과 시그모이드(Sigmoid) 함수를 활용하여 각 학습컨셉별 이해도 θ를 구하고, D dimension을 1 dimension으로 바꾸어주는 역할의 선형 변환 가중치가 모든 학습컨셉에 대해 동일하게 이용되도록 하여, 상기 변환으로써, 상기 매트릭스가 의 이해도 영역으로 맵핑되도록 할 수 있고, 상기 맵핑은, 상기 이해도 추적모듈에서 동일하게 이용될 수 있다.In addition, the initial understanding diagnostic module is In the matrix, the linear transformation and the sigmoid function are used to obtain the degree of understanding θ for each learning concept, and the linear transformation weight, which changes D dimension to 1 dimension, is used equally for all learning concepts, With the above conversion, the the matrix It can be mapped to a comprehension area, and the mapping can be used in the same way in the comprehension tracking module.

상기 이해도 추적모듈은 도 6을 참조하여, 현재의 시험으로 어떤 학습컨셉에 영향을 줄 것인지, 어떻게 상기 매트릭스를 업데이트하게 할 것인지를 결정하고, 그로부터 각 시점별 이해도 를 도출할 수 있고, 상기 초기 이해도 진단모듈과 동일한 구조 및 접근방법과, 상기 초기 이해도 진단모듈과는 상이한 파라미터(Parameter)를 활용하면서 상기 N(T-M)개의 이해도 추적용 시험에 대하여 각 시험의 연관성을 추출하고, 각 개별 시험 로부터 를 추출할 수 있다.With reference to FIG. 6, the understanding tracking module determines which learning concepts will be affected by the current test and how. Decide whether to update the matrix, and then determine the level of understanding at each point in time. can be derived, using the same structure and approach as the initial comprehension diagnosis module and parameters different from the initial comprehension diagnosis module, for each of the N(TM) comprehension tracking tests. Extract correlations between tests and each individual test from can be extracted.

또한, 상기 이해도 추적모듈은 트랜스포머 엔코더(Transformer encoder)를 상기 위치 엔코딩과 함께 적용하여 시계열 시험들의 정보를 융화하는 시계열 모델링(Sequence Modeling)을 통해, 상기 트랜스포머 엔코더가 수행될 때, 미래 시점에 대한 어텐션 값(Attention value)을 마스킹(Masking) 처리하여 미래의 정답여부가 현재에 반영되는 것을 방지하고, 상기 트랜스포머 엔코더의 특성에 맞게 각 시험의 연관성이 시계열상의 다른 시험들의 연관성과 융화되면서 로 변화되도록 할 수 있다.In addition, the comprehension tracking module applies a transformer encoder together with the position encoding through time series modeling (Sequence Modeling), which integrates information from time series tests, when the transformer encoder is performed, it provides information about future points in time. Attention value is masked to prevent future correct answers from being reflected in the present, and in accordance with the characteristics of the transformer encoder, the correlation of each test is harmonized with the correlation of other tests in the time series. go It can be changed to .

더불어, 상기 이해도 추적모듈은 상기 초기 이해도 진단모듈에서의 시험 내 평가문항과 그 응답 결과에 대해 요약된 연관성을 비교하여 상기 응답 결과를 제외한 시험의 정보를 엔코딩하고, 이 때, 상기 초기 이해도 진단모듈과 동일한 아키텍쳐(Architecture)가 적용되며, 정오답결과를 입력값(Input)으로 활용하는 상기 초기 이해도 진단모듈과 상이하게, 상기 이해도 및 문항 맵핑모듈의 파라미터를 활용하면서 상기 시험의 평가문항정보만을 요약한 연관성을 추출하고, 상기 각 개별 시험 로부터 를 추출할 수 있으며, 상기 추출 결과는, 해당 시험의 응답 결과가 어떤 학습컨셉의 이해도를 변화시킬 수 있는지를 구하는 데 활용되고, 이는 상기 응답 결과에 상관없이 상기 평가문항들의 정보만으로 해당 시험이 어떤 학습컨셉에 연관이 되어있는지를 찾아낼 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, the comprehension tracking module compares the summarized correlation between the assessment questions within the test in the initial comprehension diagnosis module and the response results and encodes the information of the test excluding the response results, and at this time, the initial understanding The same architecture as the diagnostic module is applied, and unlike the initial comprehension diagnostic module that uses incorrect answer results as input, the parameters of the comprehension and item mapping module are used to test the test. Extract relationships that summarize only the evaluation item information, and each individual test above from can be extracted, and the extraction results are used to find out whether the response results of the test can change the understanding of any learning concept, and this means that regardless of the response results, the information on the evaluation questions determines what kind of test the test is. It can be configured to find out whether it is related to the learning concept.

나아가, 상기 이해도 추적모듈은 상기 평가문항정보가 없는 응답 결과들만을 활용한 연관성을 추출하고, 상기 각 개별 시험 로부터 를 추출하며, 이는 상기 학습자의 풀이실수 확률을 추적하기 위해 활용될 수 있고, 상기 추출된 를 활용하여 기존의 매트릭스를 업데이트 하고, 상기 이해도 및 문항 맵핑모듈과 동일한 함수와 가중치를 활용하여 상기 업데이트된 매트릭스에서 각 학습컨셉별 이해도 θ를 구할 수 있으며, 상기 기존의 매트릭스를 업데이트 함에 있어서, 우선, 상기 를 활용하여 현재 시험이 어떤 학습컨셉과 연결성이 있는지 를 구한 후, 상기 를 활용하여 업데이트를 위한 를 구하여 와 비례하게 현재의 P를 업데이트할 수 있되, 상기 는, 상기 선형 변환과 소프트맥스 함수(softmax function)를 활용하여 현재 시험과 연관성이 큰 학습컨셉들을 선택하게 할 수 있다.Furthermore, the comprehension tracking module extracts correlations using only response results without the evaluation item information, and from is extracted, which can be used to track the probability of the learner's solution mistake, and the extracted class By utilizing the existing Update the matrix and use the same functions and weights as the comprehension and item mapping module to create the updated From the matrix, the degree of understanding θ for each learning concept can be obtained, and the existing In updating the matrix, first of all, the above What learning concepts and connections does the current test have? After obtaining, for updates using By finding The current P can be updated in proportion to It is possible to select learning concepts that are highly relevant to the current test by utilizing the linear transformation and softmax function.

상기 이해도 및 문항 맵핑모듈에서 전술한 직접적인 이해도와 개별 평가문항의 정답예측 확률을 연결하는 함수(도 7 참조)를 본 발명에서는 Proficiency Pallet 함수라고 명명하기로 한다.In the present invention, the function (see FIG. 7) that connects the direct understanding described above in the comprehension and question mapping module with the correct answer prediction probability of individual evaluation questions is named the Proficiency Pallet function.

상기 Proficiency Pallet 함수를 통해서 이해도 θ의 값은 평가문항 난이도와 연결되어 해석가능한 값으로 전환된다.Through the Proficiency Pallet function, the value of comprehension θ is linked to the difficulty level of the evaluation item and converted into an interpretable value.

예컨대, 특정 학습컨셉에 대해서 이해도가 0.7이라고 할때, 평가문항 난이도가 0.5, 0.3, 0.6에 해당되는 평가문항들을 50% 이상의 확률로 정답을 맞출 수 있다고 판단되고, 평가문항 난이도가 0.8, 0.9에 해당하는 평가문항들에 대해서는 50% 이상의 확률로 정답을 맞출 수 없을 것으로 판단할 수 있다.For example, if the level of understanding of a specific learning concept is 0.7, it is judged that the evaluation questions with difficulty levels of 0.5, 0.3, and 0.6 can be answered correctly with a probability of more than 50%, and the difficulty level of the evaluation items of 0.8 and 0.9 is judged to be correct with a probability of more than 50%. It can be judged that there is a probability of more than 50% that the correct answer will not be possible for the corresponding evaluation questions.

이때, 동일한 학습컨셉에 있는 평가문항들은 동일한 학습컨셉 이해도가 활용되는 것이 바람직하다.At this time, it is desirable that the evaluation questions in the same learning concept use the same level of understanding of the learning concept.

상기 문항풀이실수 예측모듈의 아키텍쳐는 본 발명에 따르면, 상기 을 활용한 LSTM(Long Short-Term Memory, 장단기 메모리)으로 구성되고, 각 시점에서 어느 하나의 상기 실수할 확률(Slip)을 계산하기 위한 상기 선형 변환과 상기 시그모이드 함수로 구성되는 것이 바람직하다.According to the present invention, the architecture of the question-solving error prediction module is It is preferably composed of an LSTM (Long Short-Term Memory) utilizing the linear transformation and the sigmoid function to calculate the probability of making a mistake (Slip) at each point in time. .

상술한 바와 같이 이루어지는 상기 진단용 서브모듈은 이를 구성하는 상기 진단모듈, 추적모듈, 맵핑모듈, 예측모듈을 학습하기 위해 2개의 학습자 응답결과 예측 로스(Loss)와 4개의 학습 안정화를 위한 정칙화(Regularization) 로스로 총 6개의 로스의 조합에 의해 학습되도록 구성될 수 있다.The diagnostic submodule, which is implemented as described above, uses two learner response result prediction losses and four regularizations for learning stabilization in order to learn the diagnostic module, tracking module, mapping module, and prediction module that constitute it. ) It can be configured to be learned by a combination of a total of 6 Rosses.

상기 학습자 응답결과 예측 로스는 더 바람직하게는, 현재 시험결과의 재현을 위한 Auto-encoding loss 및 다음 시점의 시험결과 예측을 위한 Next exam prediction loss를 포함할 수 있다.The learner response result prediction loss may more preferably include an auto-encoding loss for reproducing the current test result and a Next exam prediction loss for predicting the test result at the next time point.

상기 Auto-encoding loss와 관련하여, 각 시점의 시험은 최종적으로 Concept Memory에 누적되어 요약되고 이것은 최종적으로 컨셉 이해도 θ에 할당된다. 이때, 개별컨셉은 scalar값의 이해도로 표현되고, 이러한 scalar값은 현재 취한 시험의 결과를 표현하는 대표 이해도 값이다. 따라서, 해당 시점의 이해도 θ는 해당 시점의 이해도를 잘 표현해야 한다. 이해도 θ를 활용하여 Proficiency Pallet 함수로 해당 시점의 평가문항별 정답예측 확률과 같은 시점의 평가문항들의 정오답 결과의 Cross-entropy Loss를 구성한다.Regarding the above auto-encoding loss, the trials at each time are finally accumulated and summarized in Concept Memory, which is finally assigned to concept understanding θ. At this time, individual concepts are expressed as comprehension levels of scalar values, and these scalar values are representative comprehension values that express the results of the currently taken test. Therefore, the level of understanding at that point in time θ must well express the level of understanding at that point in time. Using the degree of understanding θ, the Proficiency Pallet function is used to construct the probability of predicting correct answers for each evaluation question at that time and the cross-entropy loss of the incorrect answer results for the evaluation questions at the same time.

상기 Next exam prediction loss와 관련하여, 각 시점의 이해도 θ는 해당 시점의 시험의 학습컨셉의 이해도를 잘 표현해야할 뿐만 아니라 그외의 학습컨셉의 이해도 변화를 예측할 수 있어야 한다. 이를 학습하기 위하여 다음 시점의 시험의 결과를 예측하는 로스를 추가로 구성한다. 즉, 현 시점의 이해도 θ를 활용하여 Proficiency Pallet 함수로 “다음 시점”의 평가문항별 정답예측 확률과 “다음 시점”의 평가문항들의 정오답 결과의 Cross-entropy Loss를 구성한다.Regarding the above Next exam prediction loss, the level of understanding θ at each time point must not only well express the level of understanding of the learning concept of the test at that time, but also be able to predict changes in understanding of other learning concepts. To learn this, a loss that predicts the result of the next test is additionally constructed. In other words, using the current level of understanding θ, the Proficiency Pallet function is used to construct the probability of correct answer prediction for each evaluation question at the “ next time ” and the cross-entropy loss of the incorrect answer results for the evaluation questions at the “ next time ”.

상기 정칙화 로스는 더 바람직하게는, 학습단계별 이해도 정칙화를 위한 Curriculum regularization loss, 지식맵 연결 노드의 이해도 정칙화를 위한 Knowledge map regularization loss, 이해도 극적변화의 제약을 위한 Proficiency smoothing loss 및 풀이실수 확률 극적변화의 제약을 위한 Noise smoothing loss를 포함할 수 있다.The regularization loss is more preferably Curriculum regularization loss for regularizing understanding at each learning stage, Knowledge map regularization loss for regularizing understanding of knowledge map connection nodes, Proficiency smoothing loss for limiting dramatic changes in understanding, and Noise smoothing loss can be included to limit dramatic changes in the probability of solving mistakes.

상기 Curriculum regularization loss와 관련하여, 초등 수학과정은 순차적 지식의 습득과정을 포함한다. 이에 일반적으로 존재하는 1학년 → 2학년 → … → 6학년 순으로 학습컨셉에 대한 이해도의 상대적 크기에 대한 제약을 추가한다. Loss는 ReLU(상위단원들 - 하위단원들)으로 구성되며 이는 상위단원의 이해도가 하위단원의 이해도보다 높을 때 (6학년 단원 이해도가 1학년 단원 이해도보다 높을 때) 이를 상위 단원의 이해도를 낮추고 하위단원의 이해도를 높이는 정칙화 로스이다.Regarding the curriculum regularization loss above, the elementary mathematics course includes a sequential knowledge acquisition process. Accordingly, the generally existing 1st grade → 2nd grade → … → Add restrictions on the relative size of understanding of learning concepts in the order of 6th grade. Loss is composed of ReLU (upper units - lower units), which means that when the understanding of the upper unit is higher than the understanding of the lower unit (when the understanding of the 6th grade unit is higher than the understanding of the 1st grade unit), it lowers the understanding of the upper unit and lowers the understanding of the lower unit. This is a regularized Ross that improves understanding of the unit.

상기 Knowledge map regularization loss와 관련하여, 지식맵에 의하여 각 학습컨셉은 그들의 선후행 관계가 얽혀있다. 이를 활용하여 선후행 관계를 encoding하는 Loss를 구성한다. Loss는 ReLU(후행단원 - 선행단원)으로 구성되며 이는 후행단원의 이해도가 선행단원의 이해도보다 낮아야 한다는 제약이다. 본 진단용 서브모듈의 학습시 해당 regularization loss없이는 진단용 서브모듈이 데이터에 크게 overfitting하는 경향을 관측하였다.Regarding the above Knowledge map regularization loss, each learning concept has its precedence relationship intertwined by the knowledge map. This is used to construct a loss that encodes the precedence relationship. Loss is composed of ReLU (resulting unit - preceding unit), which is a constraint that the understanding of the succeeding unit must be lower than that of the preceding unit. When learning this diagnostic submodule, we observed a tendency for the diagnostic submodule to significantly overfit the data without the corresponding regularization loss.

상기 Proficiency smoothing loss와 관련하여, 실제 학습자(L)의 이해도는 모든 학습컨셉이 한순간에 극적으로 변하기보다는 학습하는 영역별로 한 단계식 향상 되게 된다. 이러한 극적인 변화를 방지하고 안정적인 이해도 추적을 위하여 현 시점 이해도 θ와 이전 시점 이해도 θ 사이의 거리를 최소화하는 제약을 추가한다. 실제 Loss는 Absolute loss로 구성된다.Regarding the above Proficiency smoothing loss, the actual learner's (L) understanding improves step by step for each learning area rather than all learning concepts changing dramatically at once. To prevent such dramatic changes and to track understanding stably, a constraint is added to minimize the distance between the current understanding θ and the previous understanding θ. The actual loss consists of absolute loss.

상기 Noise smoothing loss와 관련하여, 풀이실수 확률이 학습데이터에 overfitting되는 것을 방지하기 위하여 실수할 확률(Slip)의 극적인 변화를 막는 regularization term을 추가한다. 이는 Absolute loss로 이전시점의 실수할 확률(Slip)과 현재 시점의 실수할 확률(Slip)의 거리로 구성된다.In relation to the above Noise smoothing loss, a regularization term is added to prevent dramatic changes in the probability of slipping (Slip) in order to prevent the probability of solving mistakes from being overfitted to the learning data. This is an absolute loss and is composed of the distance between the probability of making a mistake (Slip) at the previous time and the probability of making a mistake (Slip) at the current time.

상기 알림부(160)는 제어부(150)의 알림신호 출력부(154)로부터 출력되는 알림신호에 따라 미리 설정된 텍스트와 이미지를 임의의 화면 상에 시각적으로 디스플레이하는 것으로, 바람직하게는, 상기 학습자(L)의 제1 단말(110), 상기 교사(T)의 제2 단말(120)에 각각 구비되도록 구성하는 것이 바람직하다.The notification unit 160 visually displays preset text and images on an arbitrary screen according to a notification signal output from the notification signal output unit 154 of the control unit 150. Preferably, the learner ( It is desirable to configure it to be provided in the first terminal 110 of L) and the second terminal 120 of the teacher T.

이러한 상기 알림부(160)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.The notification unit 160 may be used for a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), or a flexible display. It may be configured to include at least one of a flexible display and a 3D display.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.A detailed description of preferred embodiments of the invention disclosed above is provided to enable any person skilled in the art to make or practice the invention. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, a person skilled in the art may use each configuration described in the above-described embodiments by combining them with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit reference relationship in the patent claims can be combined to form an embodiment or included as a new claim through amendment after filing.

100 : 인공지능 튜터링 시스템
110 : 제1 단말
120 : 제2 단말
130 : 웹
140 : 외부 서버
150 : 제어부
151 : 데이터 생성부
152 : 데이터 베이스부
153 : 이해도 추출부
154 : 알림신호 출력부
155 : 상품제공부
160 : 알림부
L : 학습자
T : 교사
100: Artificial intelligence tutoring system
110: first terminal
120: second terminal
130: web
140: external server
150: control unit
151: data generation unit
152: database section
153: Comprehension extraction unit
154: Notification signal output unit
155: Product provision department
160: Notification unit
L: learner
T: teacher

Claims (18)

학습자의 제1 단말과 교사의 제2 단말을 원격 연결하여 비대면 환경에서의 상기 학습자의 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하기 위한 인공지능 튜터링 시스템에 있어서,
상기 제1,2 단말 및 웹, 외부 서버와 네트워크를 구축하여 통신하면서 상기 제1 단말로부터 획득되는 학습자의 학습로그(X)를 미리 프로그래밍된 딥러닝 알고리즘 기반의 진단용 서브모듈을 통해 분석하여 학습자별 진단정보를 추출하고, 상기 학습자별 진단정보를 미리 지정된 학습관리용 데이터와 매칭시켜 상기 학습자의 향후 학습과 상기 교사의 향후 교수를 가이드하기 위한 임의의 커스터마이징 정보를 생성하며, 상기 커스터마이징정보에 따라 미리 설정된 알림신호를 출력하는 제어부; 및
상기 제1,2 단말에 구비되어, 상기 제어부로부터 출력된 알림신호에 따라 임의의 화면 상에 시각적으로 디스플레이하는 알림부를 포함하되,
상기 학습자별 진단정보는,
학습영역별 이해도 및 단원별 이해도 중 적어도 하나의 학습역량에 대한 데이터인 것을 특징으로 하고,
상기 제어부는,
상기 학습로그(X)를 기반으로 상기 학습자가 각 시험에서 풀었던 시험에 대한 정답여부를 재생성하고, 추후 시험에서 풀 평가문항들에 대한 정답여부를 예측가능한 임의의 이해도를 추출하는 것을 학습하도록 구성된 것을 특징으로 하며,
상기 커스터마이징 정보는,
이해도 시각화, 추천 컨텐츠, 추천 평가문항, 팀 커리어 중 적어도 하나의 학습용/교수용 맞춤형 가이드에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 커스터마이징 정보 중 상기 이해도 시각화 데이터는,
해당 단원의 상호 관련있는 학습영역끼리 연결된 세포의 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 것을 특징으로 하며,
상기 세포를 이루는 각 학습영역은,
상기 학습자별 진단정보에 대응하여 미리 설정된 색상으로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 것을 특징으로 하고,
상기 커스터마이징 정보 중 상기 팀 커리어 데이터는,
상기 학습자별 진단정보에 대응하여 미리 설정된 유사 범위 내 학습유형끼리 하나의 팀으로 매칭된 학습자들이 개인별 추천문항의 개수 및 그 수행도에 따라 랭킹(순위)화되어 나열되는 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제1 데이터;
상기 제1 데이터에서의 학습자들 간에 상호 칭찬과 격려를 표현할 수 있는 이모티콘 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제2 데이터;
상기 제1 데이터에서의 학습자들 개인별 추천문항의 개수 및 그 수행도가 종합되어 일원화된 팀 미션 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제3 데이터; 및
상기 세포를 이루는 각 학습영역의 둘레가 상기 제3 데이터에서의 종합 및 일원화된 수행도에 따라 변화하는 게이지의 형태로 상기 알림부의 화면 상에 디스플레이되는 제4 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 외부 서버는,
임의의 학습자용 상품을 제공하기 위한 상품몰 서버를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 제어부는,
상기 상품몰 서버와의 제휴를 통해 상기 팀 커리어 데이터의 제3 데이터에 각각 대응하는 상품 및 보상 기간을 미리 지정하고, 상기 보상 기간 내에 상기 종합 및 일원화된 수행도가 100%에 도달하여 팀 미션 수행이 완료되면, 해당 제3 데이터에 대응하는 지정 상품이 함께 제공되도록 하는 상품제공부를 포함하되,
상기 제1 단말로부터 상기 학습자의 학습로그(X)를 획득하여 데이터화하는 데이터 생성부;
상기 데이터 생성부에 의해 생성된 상기 학습로그의 데이터를 기록하고, 상기 제2 단말에 의해 미리 지정된 학습관리용 데이터와 임의의 딥러닝 알고리즘 데이터를 저장하고 관리하는 데이터 베이스부;
상기 데이터 베이스부에 저장된 상기 딥러닝 알고리즘 데이터를 이용하여 상기 진단용 서브모듈을 생성하고, 상기 생성된 진단용 서브모듈을 통해 상기 데이터베이스부에 기록되는 상기 학습로그의 데이터를 분석하여 상기 학습자별 진단정보를 추출하는 이해도 추출부; 및
상기 이해도 추출부로부터 추출된 상기 학습자별 진단정보를 상기 데이터 베이스부에 저장된 상기 학습관리용 데이터와 매칭시켜 상기 커스터마이징 정보를 생성하고, 상기 생성된 커스터마이징 정보에 대응하는 알림신호가 출력되도록 제어하는 알림신호 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 진단용 서브모듈은,
상기 딥러닝 알고리즘 중 자연어 처리를 위한 트랜스포머(Transformer) 구조 기반의 DKT(Deep Knowledge Tracing, 딥러닝 기반 지식추적) AI 모델을 적용하는 것을 특징으로 하고,
상기 학습로그(X)는, T개의 시험에 대한 응답 결과로서, 로 정의되는 것을 특징으로 하며,
각 시험에 대한 응답 결과()는, 해당 시험에 대응하는 E개의 평가문항에 대한 응답으로 구성되는 것을 특징으로 하고,
각 평가문항에 대한 응답 결과는, 질의와 정오답결과의 집합요소(Tuple, 튜플)로서, 로 정의되는 것을 특징으로 하며,
상기 제어부는,
다음의 학습로그(X)가 존재하였을 때, 해당 학습자의 이해도 θ를 추출하는 것을 특징으로 하고,
상기 이해도 θ는,
모든 학습컨셉에 대하여 [0,1] 사이의 실수값을 가진 벡터로 특정 학습컨셉에 대한 수치가 높을 때에는 높은 이해도를 표현하고, 상기 수치가 낮을 때에는 낮은 이해도를 표현하며, 해당 학습컨셉의 평가문항들에 대한 정답 확률과 비례하여 이를 기반으로 개별 평가문항에 대한 정답 확률의 예측이 가능한 것을 특징으로 하며,
상기 진단용 서브모듈은,
상기 학습로그(X)를 기반으로 학년 및 학기별로 미리 설정된 초기 이해도 값을 제공하면서 사전 진단정보를 생성하는 초기 이해도 진단모듈;
상기 초기 이해도 진단모듈을 통해 생성된 사전 진단정보를 업데이트하는 이해도 추적모듈;
상기 이해도 추적모듈을 통해 업데이트된 사전 진단정보에 상기 학습자의 찍어맞추기(guessing) 확률, 실수할 확률(Slip), 상기 평가문항의 난이도 및 상기 평가문항의 변별력을 반영하면서 직접적인 이해도와 개별 평가문항의 정답예측 확률을 연결하여 해석가능한 이해도 θ를 추출하는 이해도 및 문항 맵핑모듈; 및
시계열로 상기 학습로그(X)를 분석하여 상기 학습자가 특정 시점으로부터 모든 문제를 맞추거나 틀리는 경향이 반복되는 것으로 판단되면, 상기 학습자의 풀이실수 확률을 모델링하여 학습 집중도를 추적하고, 상기 학습자가 각 시점에서 갖는 하나의 상기 풀이실수 확률이 최종 정답예측 확률을 도출할 때 상기 실수할 확률(Slip)로 반영되도록 하는 문항풀이실수 예측모듈을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 초기 이해도 진단모듈은,
총 상기 T개의 시험을 수행한 학습로그(X)가 존재한다고 가정할 때, 이를 M개의 초기진단용 시험과 N(T-M)개의 이해도 추적용 시험으로 구분하여, 상기 M개의 초기진단용 시험만을 활용하고, 어느 하나의 시험에 대한 숨은 연관성(hidden representation)을 추출하기 위해 상기 트랜스포머 구조를 활용하며, 상기 평가문항의 시작을 나타내는 표식(dummy)문항으로서 시험 내에 평가문항에 대한 응답 결과를 요약하는 역할을 수행하는 [S0Q] 노드의, 정제된 최종 연관성을 해당 시험결과를 표현하는 시험단위의 연관성으로 사용되되, 상기 평가문항들의 순서를 나타내는 위치 엔코딩(positional encoding)이 적용되지 않은 것을 특징으로 하며,
상기 추출된 M개 시험의 연관성을 활용하여 Concept x memory(number of concepts, C=391, × memory dimension, D=48)에 해당하는 메모리의 초기값을 할당하고, 이 프로세스에서 상기 M개 시험의 연관성을 접합(concatenation)하며, 선형 변환(Linear transition)을 통해서 매트릭스(matrix)의 값을 구하는 것을 특징으로 하고,
상기 매트릭스에서 상기 선형 변환과 시그모이드(Sigmoid) 함수를 활용하여 각 학습컨셉별 이해도 θ를 구하고, D dimension을 1 dimension으로 바꾸어주는 역할의 선형 변환 가중치가 모든 학습컨셉에 대해 동일하게 이용되도록 하여, 상기 변환으로써, 상기 매트릭스가 의 이해도 영역으로 맵핑되도록 하는 것을 특징으로 하며,
상기 맵핑은,
상기 이해도 추적모듈에서 동일하게 이용되는 것을 특징으로 하고,
상기 이해도 추적모듈은,
현재의 시험으로 어떤 학습컨셉에 영향을 줄 것인지, 어떻게 상기 매트릭스를 업데이트하게 할 것인지를 결정하고, 그로부터 각 시점별 이해도 를 도출하는 것을 특징으로 하며,
상기 초기 이해도 진단모듈과 동일한 구조 및 접근방법과, 상기 초기 이해도 진단모듈과는 상이한 파라미터(Parameter)를 활용하면서 상기 N(T-M)개의 이해도 추적용 시험에 대하여 각 시험의 연관성을 추출하고, 각 개별 시험 로부터 를 추출하는 것을 특징으로 하고,
트랜스포머 엔코더(Transformer encoder)를 상기 위치 엔코딩과 함께 적용하여 시계열 시험들의 정보를 융화하는 시계열 모델링(Sequence Modeling)을 통해, 상기 트랜스포머 엔코더가 수행될 때, 미래 시점에 대한 어텐션 값(Attention value)을 마스킹(Masking) 처리하여 미래의 정답여부가 현재에 반영되는 것을 방지하고, 상기 트랜스포머 엔코더의 특성에 맞게 각 시험의 연관성이 시계열상의 다른 시험들의 연관성과 융화되면서 로 변화되도록 하는 것을 특징으로 하며,
상기 초기 이해도 진단모듈에서의 시험 내 평가문항과 그 응답 결과에 대해 요약된 연관성을 비교하여 상기 응답 결과를 제외한 시험의 정보를 엔코딩하고, 이 때, 상기 초기 이해도 진단모듈과 동일한 아키텍쳐(Architecture)가 적용되며, 정오답결과를 입력값(Input)으로 활용하는 상기 초기 이해도 진단모듈과 상이하게, 상기 이해도 및 문항 맵핑모듈의 파라미터를 활용하면서 상기 시험의 평가문항정보만을 요약한 연관성을 추출하고, 상기 각 개별 시험 로부터 를 추출하는 것을 특징으로 하고,
상기 추출 결과는,
해당 시험의 응답 결과가 어떤 학습컨셉의 이해도를 변화시킬 수 있는지를 구하는 데 활용되고, 이는 상기 응답 결과에 상관없이 상기 평가문항들의 정보만으로 해당 시험이 어떤 학습컨셉에 연관이 되어있는지를 찾아낼 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템.
In an artificial intelligence tutoring system for diagnosing the learner's learning understanding and supporting collaborative learning in a non-face-to-face environment by remotely connecting the learner's first terminal and the teacher's second terminal,
While establishing and communicating with the first and second terminals and the web and external servers, the learner's learning log (X) acquired from the first terminal is analyzed through a diagnostic submodule based on a pre-programmed deep learning algorithm, Diagnosis information is extracted, and the diagnostic information for each learner is matched with pre-designated learning management data to generate arbitrary customization information to guide the learner's future learning and the teacher's future teaching, and is customized in advance according to the customization information. A control unit that outputs a set notification signal; and
A notification unit provided in the first and second terminals and visually displayed on an arbitrary screen according to a notification signal output from the control unit,
The diagnostic information for each learner is,
Characterized by data on at least one learning competency among understanding by learning area and understanding by unit,
The control unit,
Based on the learning log ( Characterized by
The customization information is,
It is characterized by including data on at least one learning/teaching customized guide among comprehension visualization, recommended content, recommended evaluation questions, and team career,
Among the customizing information, the comprehension visualization data is,
Characterized in that the interrelated learning areas of the unit are displayed on the screen of the notification unit in the form of cells connected to each other,
Each learning area that makes up the cell is,
Characterized in that the diagnostic information for each learner is displayed on the screen of the notification unit in a preset color,
Among the customizing information, the team career data is,
On the screen of the notification unit, learners who are matched as a team with learning types within a similar preset range in response to the diagnostic information for each learner are ranked and listed according to the number of individual recommended questions and their performance level. first data displayed on;
second data displayed on the screen of the notification unit in the form of an emoticon capable of expressing mutual praise and encouragement between learners in the first data;
Third data that is displayed on the screen of the notification unit in the form of a unified team mission by combining the number of individual recommended questions and their performance levels of the learners in the first data; and
Characterized in that the perimeter of each learning area constituting the cell includes fourth data displayed on the screen of the notification unit in the form of a gauge that changes according to the comprehensive and unified performance level in the third data,
The external server is,
Characterized by including a product mall server for providing random learner products,
The control unit,
Through partnership with the product mall server, the product and compensation period corresponding to each third data of the team career data are designated in advance, and the comprehensive and unified performance level reaches 100% within the compensation period to perform the team mission. Once this is completed, it includes a product provision department that ensures that designated products corresponding to the relevant third data are provided together,
a data generator that obtains the learner's learning log (X) from the first terminal and converts it into data;
a database unit that records the data of the learning log generated by the data generation unit, and stores and manages learning management data and arbitrary deep learning algorithm data predetermined by the second terminal;
The diagnostic sub-module is generated using the deep learning algorithm data stored in the database unit, and the diagnostic information for each learner is generated by analyzing the data of the learning log recorded in the database unit through the generated diagnostic sub-module. A comprehension extraction unit that extracts; and
Generates the customized information by matching the diagnostic information for each learner extracted from the understanding extraction unit with the learning management data stored in the database unit, and controls the output of a notification signal corresponding to the generated customized information. Characterized by further comprising a notification signal output unit,
The diagnostic submodule is,
Among the deep learning algorithms, it is characterized by applying a DKT (Deep Knowledge Tracing) AI model based on a Transformer structure for natural language processing,
The learning log (X) is the response result for T tests, Characterized by being defined as,
Response results for each test ( ) is characterized by being composed of responses to E evaluation questions corresponding to the test,
The response result for each evaluation question is a set element (tuple) of the question and the incorrect answer result, Characterized by being defined as,
The control unit,
When the following learning log (X) exists, the learner's understanding degree θ is extracted,
The degree of understanding θ is,
For all learning concepts, it is a vector with real values between [0,1]. When the value for a specific learning concept is high, it expresses high understanding. When the value is low, it expresses low understanding. Evaluation questions for the learning concept. It is characterized by being able to predict the probability of correct answers for individual evaluation questions based on this, in proportion to the probability of correct answers for each question.
The diagnostic submodule is,
An initial understanding diagnosis module that generates preliminary diagnosis information while providing preset initial understanding values for each grade and semester based on the learning log (X);
a comprehension tracking module that updates preliminary diagnosis information generated through the initial comprehension diagnosis module;
The learner's guessing probability, probability of making a mistake (Slip), difficulty of the evaluation items, and discriminative power of the evaluation items are reflected in the pre-diagnosis information updated through the understanding tracking module, while providing direct understanding and individual evaluation items. A comprehension and item mapping module that extracts interpretable understanding θ by connecting the correct answer prediction probabilities; and
By analyzing the learning log ( Characterized by comprising a question-solving error prediction module such that the probability of one solving mistake at a time is reflected as the probability of making a mistake (Slip) when deriving the final correct prediction probability,
The initial understanding diagnostic module is,
Assuming that there is a learning log ( , the transformer structure is utilized to extract hidden representations for any one test, and serves as a dummy item indicating the start of the evaluation item to summarize the response results to the evaluation items within the test. The refined final correlation of the performing [S0Q] node is used as the correlation of the test unit expressing the test result, but positional encoding indicating the order of the evaluation items is not applied,
Using the correlation of the extracted M tests, an initial value of memory corresponding to Concept x memory (number of concepts, C=391, × memory dimension, D=48) is assigned, and in this process, Concatenation of relationships and through linear transition Characterized by calculating the value of a matrix,
remind In the matrix, the linear transformation and the sigmoid function are used to obtain the degree of understanding θ for each learning concept, and the linear transformation weight, which changes D dimension to 1 dimension, is used equally for all learning concepts, With the above conversion, the above the matrix It is characterized by being mapped to the comprehension area of,
The mapping is,
Characterized in that it is used in the same way in the comprehension tracking module,
The comprehension tracking module is,
Remind yourself what learning concepts will be affected by the current test and how. Decide whether to update the matrix, and then determine the level of understanding at each point in time. It is characterized by deriving,
Using the same structure and approach as the initial comprehension diagnosis module and different parameters from the initial comprehension diagnosis module, the correlation between each test is extracted for the N(TM) comprehension tracking tests, , each individual test from Characterized by extracting,
When the transformer encoder is performed, the attention value for the future is masked through Sequence Modeling, which integrates information from time series tests by applying a transformer encoder together with the position encoding. (Masking) processing prevents future correct answers from being reflected in the present, and the correlation of each test is harmonized with the correlation of other tests in the time series according to the characteristics of the transformer encoder. go It is characterized by allowing it to change to,
By comparing the summarized correlation between the evaluation questions within the test and the response results in the initial comprehension diagnosis module, the information of the test excluding the response results is encoded, and at this time, the same architecture as the initial comprehension diagnosis module is used. ) is applied, and unlike the initial comprehension diagnosis module that uses incorrect answer results as input, the correlation that summarizes only the evaluation item information of the test while utilizing the parameters of the comprehension and item mapping module Extract and test each individual above from Characterized by extracting,
The extraction result is,
The response results of the test are used to find out whether the understanding of any learning concept can be changed, and regardless of the response results, it is possible to find out which learning concept the test is related to only with the information of the evaluation questions. An artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis of learning comprehension and collaborative learning.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 이해도 추적모듈은,
상기 평가문항정보가 없는 응답 결과들만을 활용한 연관성을 추출하고, 상기 각 개별 시험 로부터 를 추출하며, 이는 상기 학습자의 풀이실수 확률을 추적하기 위해 활용되는 것을 특징으로 하고,
상기 추출된 를 활용하여 기존의 매트릭스를 업데이트 하고, 상기 이해도 및 문항 맵핑모듈과 동일한 함수와 가중치를 활용하여 상기 업데이트된 매트릭스에서 각 학습컨셉별 이해도 θ를 구하는 것을 특징으로 하며,
상기 기존의 매트릭스를 업데이트 함에 있어서,
우선, 상기 를 활용하여 현재 시험이 어떤 학습컨셉과 연결성이 있는지 를 구한 후, 상기 를 활용하여 업데이트를 위한 를 구하여 와 비례하게 현재의 P를 업데이트하되,
상기 는,
상기 선형 변환과 소프트맥스 함수(softmax function)를 활용하여 현재 시험과 연관성이 큰 학습컨셉들을 선택하게 하는 것을 특징으로 하는 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템.
According to claim 1,
The comprehension tracking module is,
Extract correlation using only response results without the above evaluation item information, and extract each individual test above. from is extracted, which is used to track the probability of the learner's solution mistake,
The extracted class By utilizing the existing Update the matrix and use the same functions and weights as the comprehension and item mapping module to create the updated It is characterized by calculating the degree of understanding θ for each learning concept in the matrix,
The existing When updating the matrix,
First of all, the above What learning concepts and connections does the current test have? After obtaining, for updates using By finding Update the current P in proportion to
remind Is,
An artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis of learning comprehension and collaborative learning, characterized by selecting learning concepts that are highly relevant to the current test using the linear transformation and softmax function.
제 16 항에 있어서,
상기 문항풀이실수 예측모듈의 아키텍쳐는,
상기 을 활용한 LSTM(Long Short-Term Memory, 장단기 메모리)으로 구성되고, 각 시점에서 어느 하나의 상기 실수할 확률(Slip)을 계산하기 위한 상기 선형 변환과 상기 시그모이드 함수로 구성되는 것을 특징으로 하는 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템.
According to claim 16,
The architecture of the question-solving error prediction module is,
remind It is composed of LSTM (Long Short-Term Memory) utilizing , and is characterized by being composed of the linear transformation and the sigmoid function to calculate the probability of making a mistake (Slip) at each point in time. An artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis of learning comprehension and collaborative learning.
제 17 항에 있어서,
상기 진단용 서브모듈은,
이를 구성하는 상기 진단모듈, 추적모듈, 맵핑모듈, 예측모듈을 학습하기 위해 2개의 학습자 응답결과 예측 로스(Loss)와 4개의 학습 안정화를 위한 정칙화(Regularization) 로스로 총 6개의 로스의 조합에 의해 학습되도록 구성된 것을 특징으로 하고,
상기 학습자 응답결과 예측 로스는,
현재 시험결과의 재현을 위한 Auto-encoding loss 및 다음 시점의 시험결과 예측을 위한 Next exam prediction loss를 포함하며,
상기 정칙화 로스는,
학습단계별 이해도 정칙화를 위한 Curriculum regularization loss, 지식맵 연결 노드의 이해도 정칙화를 위한 Knowledge map regularization loss, 이해도 극적변화의 제약을 위한 Proficiency smoothing loss 및 풀이실수 확률 극적변화의 제약을 위한 Noise smoothing loss를 포함하는 것을 특징으로 하는 학습 이해도에 대한 진단 및 협업 학습을 지원하는 인공지능 튜터링 시스템.
According to claim 17,
The diagnostic submodule is,
In order to learn the diagnostic module, tracking module, mapping module, and prediction module that make up this module, a total of 6 losses are combined, including 2 learner response result prediction losses and 4 regularization losses for learning stabilization. Characterized by being configured to be learned by,
The learner response result prediction loss is,
Includes Auto-encoding loss for reproducing current test results and Next exam prediction loss for predicting test results at the next time.
The regularization loss is,
Curriculum regularization loss to regularize understanding at each learning stage, Knowledge map regularization loss to regularize understanding of knowledge map connection nodes, Proficiency smoothing loss to limit dramatic changes in understanding, and Noise to limit dramatic changes in the probability of solving mistakes. An artificial intelligence tutoring system that supports diagnosis and collaborative learning for learning comprehension, including smoothing loss.
KR1020220135533A 2022-10-20 2022-10-20 Artificial intelligence tutoring system that support diagnosis of learning proficiency and collaborative learning KR102636582B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220135533A KR102636582B1 (en) 2022-10-20 2022-10-20 Artificial intelligence tutoring system that support diagnosis of learning proficiency and collaborative learning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220135533A KR102636582B1 (en) 2022-10-20 2022-10-20 Artificial intelligence tutoring system that support diagnosis of learning proficiency and collaborative learning

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102636582B1 true KR102636582B1 (en) 2024-02-16

Family

ID=90056085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220135533A KR102636582B1 (en) 2022-10-20 2022-10-20 Artificial intelligence tutoring system that support diagnosis of learning proficiency and collaborative learning

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102636582B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102056822B1 (en) 2017-05-04 2019-12-17 주식회사 매스프레소 Method for providing learning service and apparatus thereof
KR20200052392A (en) * 2018-10-22 2020-05-15 정혜원 Quiz game learning method and quiz recommendation system using role performing method
KR102198946B1 (en) * 2018-06-07 2021-01-06 (주)제로엑스플로우 Method and device for attaining the goal of study by providing individual curriculum
KR20210125250A (en) * 2020-04-08 2021-10-18 주식회사 셀바스에이아이 Method for questions assessment and device for questions assessment using the same
KR102383458B1 (en) * 2021-08-17 2022-04-11 주식회사 아이스크림에듀 Active artificial intelligence tutoring system that support management of learning outcome

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102056822B1 (en) 2017-05-04 2019-12-17 주식회사 매스프레소 Method for providing learning service and apparatus thereof
KR102198946B1 (en) * 2018-06-07 2021-01-06 (주)제로엑스플로우 Method and device for attaining the goal of study by providing individual curriculum
KR20200052392A (en) * 2018-10-22 2020-05-15 정혜원 Quiz game learning method and quiz recommendation system using role performing method
KR20210125250A (en) * 2020-04-08 2021-10-18 주식회사 셀바스에이아이 Method for questions assessment and device for questions assessment using the same
KR102383458B1 (en) * 2021-08-17 2022-04-11 주식회사 아이스크림에듀 Active artificial intelligence tutoring system that support management of learning outcome

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fiorella et al. Eight ways to promote generative learning
Alkhatlan et al. Intelligent tutoring systems: A comprehensive historical survey with recent developments
Belland et al. Synthesizing results from empirical research on computer-based scaffolding in STEM education: A meta-analysis
Moss et al. Engaging methodological pluralism
KR102538340B1 (en) Artificial intelligence tutoring system that support diagnosis of learning proficiency
KR102383458B1 (en) Active artificial intelligence tutoring system that support management of learning outcome
Spector Emerging educational technologies: Tensions and synergy
Williams et al. Identifying multiple levels of discussion-based teaching strategies for constructing scientific models
Levy Psychometric and evidentiary advances, opportunities, and challenges for simulation-based assessment
Kay et al. Enhancing learning by Open Learner Model (OLM) driven data design
Watson et al. A systemic integration of technology for new-paradigm education
KR20200103146A (en) Artificial Intelligence Learning Diagnostic System Using Knowledge Map Based On Ontology
Grubišić et al. Adaptive courseware: A literature review
Mayer The role of metacognition in STEM games and simulations
Stanney et al. Exercisable learning-theory and evidence-based andragogy for training effectiveness using XR (ELEVATE-XR): Elevating the ROI of immersive technologies
Wilson et al. Perspectives on methodological issues
Kim et al. Using graph centrality as a global index to assess students’ mental model structure development during summary writing
Ferguson et al. Research evidence on the use of learning analytics
KR102636582B1 (en) Artificial intelligence tutoring system that support diagnosis of learning proficiency and collaborative learning
Bulut et al. Guidelines for generating effective feedback from e-assessments
Clark et al. Constructing and evaluating a validation argument for a next-generation alternate assessment
Lwande et al. Learner behavior prediction in a learning management system
Macarthur et al. Modeling higher-order cognitive skills in technology enhanced distance learning
Joyner et al. Facilitating authentic reasoning about complex systems in middle school science education
KR102636579B1 (en) Artificial intelligence tutoring system using a knowledge map based on learning history and metadata

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant