Une plateforme basée sur l'IA pour améliorer et personnaliser l'apprentissage en ligne

Une plateforme basée sur l’IA pour améliorer et personnaliser l’apprentissage en ligne

Schéma fonctionnel du cadre d’apprentissage de l’edBB. Crédit : Daza et al.

Des chercheurs de l’Universidad Autónoma de Madrid ont récemment créé une plate-forme innovante alimentée par l’IA qui pourrait améliorer l’apprentissage à distance, permettant aux éducateurs de surveiller en toute sécurité les étudiants et de vérifier qu’ils assistent aux cours ou aux examens obligatoires en ligne.

Un premier prototype de cette plateforme, baptisé Demo-edBB, devrait être présenté lors de la conférence AAAI-23 sur l’intelligence artificielle en février 2022, à Washington, et une version de l’article est disponible sur le arXiv serveur de préimpression.

« Notre groupe d’enquête, le BiDA-Lab à l’Universidad Autónoma de Madrid, possède une expérience considérable dans les signaux et les systèmes biométriques, l’analyse du comportement et les applications d’IA, avec plus de 300 000 articles publiés au cours des deux dernières décennies », a déclaré à TechXplore Roberto Daza Garcia, l’un des chercheurs qui a mené l’étude.

« Au cours des dernières années, l’éducation virtuelle s’est considérablement développée, devenant le fondement principal de l’un des plus importants établissements d’enseignement et générant de nouvelles opportunités d’apprentissage précieuses. Notre groupe a ainsi récemment travaillé sur de nouvelles technologies pour l’apprentissage en ligne, menant finalement au développement d’une plateforme combinant des outils biométriques et d’analyse comportementale. »

EdBB, la plateforme créée par l’équipe de BiDA-Lab, a été spécifiquement conçue pour améliorer les processus d’évaluation des étudiants en ligne, tout en les sécurisant. La plateforme s’appuie sur plusieurs technologies, notamment des outils d’identification biométrique qui reconnaissent les utilisateurs en fonction de leur comportement (par exemple, des schémas d’utilisation du clavier ou des « frappes ») ou des données physiologiques (par exemple, des outils de reconnaissance faciale), ainsi que des algorithmes entraînés pour détecter des comportements spécifiques (ex. attention, stress, etc.). Jusqu’à présent, les chercheurs ont développé une version de démonstration de leur plate-forme, baptisée edBB-demo, mais ils travaillent actuellement sur la version intégrale.

« Notre plate-forme capture différents capteurs de l’ordinateur de l’étudiant moyen (webcam, clavier, audio, métadonnées, etc.) et applique différentes technologies en temps réel, pour identifier les utilisateurs, les événements suspects, l’estimation du comportement, etc., les décrivant ensuite dans des rapports. pour les enseignants », a expliqué Daza Garcia.

« Il peut capturer tous les capteurs des élèves de manière sécurisée et transparente, tout en permettant aux élèves d’utiliser n’importe quelle autre plate-forme d’enseignement en ligne. edBB-Demo combine certaines des avancées les plus importantes en matière de compréhension biométrique et comportementale à distance de la dernière décennie. »

Une plateforme basée sur l'IA pour améliorer et personnaliser l'apprentissage en ligne

Configuration et signaux capturés lors d’une session edBB. Crédit : Daza et al.

La plateforme créée par cette équipe de chercheurs s’appuie sur un cadre d’apprentissage multimodal, un modèle capable d’analyser différents types de données, notamment des images, des vidéos, des signaux audio et des métadonnées. La version de démonstration de la plateforme a été entraînée sur une base de données de sessions d’apprentissage et d’examen, chacune d’une durée de plus de 20 minutes, avec 60 étudiants différents.

« L’une des plus grandes préoccupations des établissements d’enseignement est de savoir comment prouver que les étudiants à distance assistent en fait à une évaluation en ligne », a déclaré Daza Garcia. « Les technologies de détection biométrique et comportementale de la plate-forme edBB peuvent assurer une plus grande sécurité dans cette tâche importante, tout en détectant le comportement d’un élève, ce qui pourrait améliorer le processus d’apprentissage et même ouvrir la voie à de nouvelles technologies pour estimer les niveaux d’attention ou de stress des élèves. Nous Je suis convaincu que ces nouvelles technologies seront fondamentales à l’avenir pour offrir un enseignement plus personnalisé à chaque élève. »

La version de démonstration d’edBB a quatre fonctionnalités clés, à savoir qu’elle peut authentifier les utilisateurs avec des niveaux de précision élevés, reconnaître les actions des humains dans les vidéos, estimer la fréquence cardiaque d’un élève à l’aide d’images de webcam et estimer l’attention d’un élève en analysant ses expressions faciales. L’ensemble de données utilisé pour former le cadre a été récemment mis à disposition en ligne et pourrait donc être utilisé pour former d’autres modèles d’apprentissage automatique.

La plateforme créée par cette équipe de chercheurs pourrait bientôt contribuer à faire progresser l’apprentissage à distance, permettant aux éducateurs de vérifier l’identité des apprenants en ligne de manière fiable et sécurisée. De plus, cela pourrait faciliter la personnalisation de l’apprentissage en ligne, en identifiant les éventuels problèmes qui entravent l’apprentissage d’un élève, comme une mauvaise attention ou des niveaux de stress élevés.

« Nous pensons qu’il s’agit d’un vaste domaine qui a un avenir prometteur avec de nombreux défis à relever, nous voulons donc maintenant continuer à améliorer la plate-forme edBB », a ajouté Daza Garcia. « Nous voulons continuer à développer les lignes de recherche sur lesquelles nous travaillons actuellement, ainsi que de nouveaux systèmes d’estimation de la charge cognitive, utilisant l’analyse faciale multimodale et de nouvelles architectures multimodales pour identifier la dynamique du clavier ou de la souris de l’élève. De plus, nous voulons amplifier notre enquête domaines dans l’estimation de l’attention visuelle, le suivi du regard, la prédiction des réponses, etc. »