一种智能机器人多轮对话授课方法及系统

本发明属于智能课堂，更具体地，涉及一种智能机器人多轮对话授课方法及系统。

背景技术：

1、随着计算机技术的发展，网上授课的方式在教育行业中越来越普及。

2、在传统的网上授课中，网上授课一直依赖于人工授课，缺乏真正的互动功能，无法满足学生的学习需求。这种局限性导致学习体验缺乏活力，学生的参与度不足。同时，传统系统缺乏有效的机制来对学生的反应进行及时回馈，无法提供个性化的学习支持。另外，过度依赖人工授课也导致教师任务繁重，难以满足大规模教学需求。此外，教学质量层次不齐，优质教师的教学内容无法广泛传播，限制了学生获取优质教育资源的机会。

3、另外，也有少数对话授课系统采用语言模型进行授课。但这些模型都是预先训练好的，用户无法根据自己的需求去构建自己的对话模型，缺乏主题性，无法真正实现智能系统给学生上课的功能，只能简单完成回答问题的功能，例如学生向系统提问，然后系统回答学生的问题。此种方式对话内容容易出现跑偏，导致教学效果较差。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种智能机器人多轮对话授课方法及系统，旨在解决传统的网上授课系统过度依赖人工授课，存在互动性弱、学生体验差、教师负担大、优质教学资源难以获取等问题，以及传统基于语言模型的对话授课系统教学效果较差的问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种智能机器人多轮对话授课方法，包括：

3、s101基于教师上传的各个课程的教案文件，构建各个课程对应的多轮对话机器人；多轮对话机器人包括自然语言理解模块、对话策略模块和动作服务器；

4、s102基于学生选择的课程，启动对应的多轮对话机器人对学生进行对话授课；

5、s103获取学生语音对应的语音文本，并基于自然语言理解模块，识别语音文本对应的学生意图；

6、s104若识别得到学生意图，则基于对话策略模块，利用所述学生意图从动作服务器中选择语句去回复学生；否则，调用辅助问答模块，利用所述语音文本从问答数据库中选择语句回复学生。

7、在一个可选的示例中，s101具体包括：

8、从教案文件中提取所有问题及其所有答案、所有对话流程片段以及多轮对话机器人的所有语句；

9、基于所有问题及其所有答案，训练自然语言理解模块；

10、基于所有对话流程片段，训练对话策略模块；

11、基于多轮对话机器人的所有语句，构建动作服务器。

12、在一个可选的示例中，基于对话策略模块，利用所述学生意图从动作服务器中选择语句去回复学生，包括：

13、以对话流程片段为规则，利用所述学生意图从动作服务器中选择第一语句；所述第一语句的置信度为预先设置的固定值；

14、利用历史对话和当前对话状态，从动作服务器中选择置信度最高的第二语句；所述当前对话状态基于所述学生意图确定；

15、从第一语句和第二语句中选择置信度较高的语句作为最终的语句去回复学生。

16、在一个可选的示例中，利用历史对话和当前对话状态，从动作服务器中选择置信度最高的第二语句，包括：

17、将历史对话和当前对话状态转换为向量表示；

18、将向量表示输入到神经网络模型中进行前向传播，计算动作服务器中每个动作的状态评估值；

19、将每个动作的状态评估值输入到归一化指数函数中，获得每个动作的置信度，并从中选择置信度最高的第二语句。

20、在一个可选的示例中，多轮对话机器人的所有语句包括上课时的陈述句、提问的问句、对学生回答问题对错的回应语句以及多媒体内容的地址语句。

21、第二方面，本发明提供了一种智能机器人多轮对话授课系统，包括：

22、机器人构建模块，用于基于教师上传的各个课程的教案文件，构建各个课程对应的多轮对话机器人；多轮对话机器人包括自然语言理解模块、对话策略模块和动作服务器；

23、机器人启动模块，用于基于学生选择的课程，启动对应的多轮对话机器人对学生进行对话授课；

24、意图识别模块，用于获取学生语音对应的语音文本，并基于自然语言理解模块，识别语音文本对应的学生意图；

25、对话选择模块，用于若识别得到学生意图，则基于对话策略模块，利用所述学生意图从动作服务器中选择语句去回复学生；否则，调用辅助问答模块，利用所述语音文本从问答数据库中选择语句回复学生。

26、在一个可选的示例中，所述机器人构建模块具体用于：

27、从教案文件中提取所有问题及其所有答案、所有对话流程片段以及多轮对话机器人的所有语句；

28、基于所有问题及其所有答案，训练自然语言理解模块；

29、基于所有对话流程片段，训练对话策略模块；

30、基于多轮对话机器人的所有语句，构建动作服务器。

31、在一个可选的示例中，所述对话策略模块具体用于：

32、规则策略单元，用于以对话流程片段为规则，利用所述学生意图从动作服务器中选择第一语句；所述第一语句的置信度为预先设置的固定值；

33、历史策略单元，用于利用历史对话和当前对话状态，从动作服务器中选择置信度最高的第二语句；所述当前对话状态基于所述学生意图确定；

34、策略比较单元，用于从第一语句和第二语句中选择置信度较高的语句作为最终的语句去回复学生。

35、在一个可选的示例中，所述历史策略单元具体用于：

36、将历史对话和当前对话状态转换为向量表示；

37、将向量表示输入到神经网络模型中进行前向传播，计算动作服务器中每个动作的状态评估值；

38、将每个动作的状态评估值输入到归一化指数函数中，获得每个动作的置信度，并从中选择置信度最高的第二语句。

39、在一个可选的示例中，所述机器人构建模块中的多轮对话机器人的所有语句包括上课时的陈述句、提问的问句、对学生回答问题对错的回应语句以及多媒体内容的地址语句。

40、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

41、本发明提供一种智能机器人多轮对话授课方法及系统，通过教师用户上传教案文件，构建各个课程对应的多轮对话机器人，学生用户选择一门课后启动相应的多轮对话机器人进行授课，从而实现机器人按照教师预定的流程给学生上课，在减轻教师负担的同时，提高了智能系统的教学效果，更加符合真实教师教学的场景，并且互动性更强，学生体验更佳，另外还额外添加了辅助问答模块，让机器人教学更加智能。

技术特征：

1.一种智能机器人多轮对话授课方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s101具体包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于对话策略模块，利用所述学生意图从动作服务器中选择语句去回复学生，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用历史对话和当前对话状态，从动作服务器中选择置信度最高的第二语句，包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，多轮对话机器人的所有语句包括上课时的陈述句、提问的问句、对学生回答问题对错的回应语句以及多媒体内容的地址语句。

6.一种智能机器人多轮对话授课系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述机器人构建模块具体用于：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述对话策略模块具体用于：

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述历史策略单元具体用于：

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述机器人构建模块中的多轮对话机器人的所有语句包括上课时的陈述句、提问的问句、对学生回答问题对错的回应语句以及多媒体内容的地址语句。

技术总结
本发明提供了一种智能机器人多轮对话授课方法及系统，包括：基于教师上传的各个课程的教案文件，构建各个课程对应的多轮对话机器人；多轮对话机器人包括自然语言理解模块、对话策略模块和动作服务器；基于学生选择的课程，启动对应的课程多轮对话机器人对学生进行对话授课；获取学生语音对应的语音文本，并基于自然语言理解模块，识别语音文本对应的学生意图；若识别得到学生意图，则基于对话策略模块，利用学生意图从动作服务器中选择语句去回复学生；否则，调用辅助问答模块，利用语音文本从问答数据库中选择语句回复学生。本发明提高了智能系统的教学效果，更符合真实教师教学的场景，并且还额外添加了辅助问答模块，让机器人教学更加智能。

技术研发人员：黄晓涛,李宏林,黄立群
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15