[发明专利]一种基于交互式学习系统的人工智能小精灵

说明书

本发明提出一种基于交互式学习系统的人工智能小精灵，该交互式学习系统包括服务器和与该服务器网络连接的学习终端，该学习终端和该服务器均包含若干处理器，该人工智能小精灵为运行在这些处理器上的一个软件系统，构成该人工智能小精灵的程序模块包括：语音检测单元；表情特征分析单元；卷积神经网络语音分析单元；语义判断单元；心理特征分析单元；以及小精灵形象，为用户与该学习交互系统交互的直接媒介，显现于该学习终端的显示屏上，用户通过与该小精灵形象的语音交互，可以对前述各个程序模块进行界面操作与信息调取。能够支持双向提问和回答，改善用户体验。

技术领域

本发明涉及人工智能交互技术和学习系统，尤其涉及基于交互式学习系统的人工智能。

背景技术

随着互联网和计算机的发展，学生的学习方式也在发生改变。随着人工智能相关技术的日趋成熟，使学生从传统的学校课堂，转换到借助家庭电脑或者智能显示端，进行“一人一机”的一对一的学习方式成为一种可能。

交互学习系统是指利用多媒体计算机技术和网络技术，借助多媒体课件或网上资源，由学习者自主进行的一种双向交流式学习方式，也是一种互动式的学习方式，通过动态的（以言语为主的）交互，在交互式的关系当中，对参与学习的双方起到作用，达到学习的目的。

目前的交互学习系统，主要是通过固定形态的机器人或者某个固定的介质作为载体，例如：学习机器人、智能音响等，与用户进行问与答的交互学习；而对于智能显示端，例如：学习电脑、手机及其搭载的APP（应用程序）等，则是通过在界面观看视频、图片、文字等方式进行学习，并与之进行交互问答，这种智能显示端往往通过虚拟机器人或者虚拟的人物形象与用户进行交互。

目前的交互学习系统普遍存在的问题是：一方面，只能由用户单向地向学习系统询问问题；另一方面，交互的机器人或者装置形象单一，即使在显示端搭载虚拟AI，其形象也是固定的表情和动作，交互体验差，对用户的吸引力非常有限，不能个性化地询问用户问题，其虚拟机器人也不能完成多元化的交互方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种基于交互式学习系统的人工智能小精灵，能够支持双向提问和回答，改善用户体验。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于交互式学习系统的人工智能小精灵，该交互式学习系统包括服务器和与该服务器网络连接的学习终端，该学习终端和该服务器均包含若干处理器，该人工智能小精灵为运行在这些处理器上的一个软件系统，构成该人工智能小精灵的程序模块包括：

语音检测单元，用于对用户在使用该交互学习系统进行学习的过程中，所提的问题与回复的语音进行采集和预处理，提供声音信号；

表情特征分析单元，用于对用户的问与答过程中的表情与动作行为进行参数化处理和识别，在该交互式学习系统后台生成原始数据；

卷积神经网络语音分析单元，用于对该语音检测单元提供的声音信号进行语音大小和关键字词的特征处理；

语义判断单元，用于对该卷积神经网络语音分析单元处理的语音结果中的关键字词进行语义判断；

心理特征分析单元，用于将该卷积神经网络语音分析单元输出的语音大小及心情特征字词，与该表情特征分析单元的结果进行匹配，得到用户在提问与回答的过程中的心理特征类别；以及

小精灵形象，为用户与该学习交互系统交互的直接媒介，显现于该学习终端的显示屏上，用户通过与该小精灵形象的语音交互，可以对前述各个程序模块进行界面操作与信息调取。

在一些实施例中，该语义判断单元中配置有计数器，用于对有效的用户问与答进行计数，其计数结果的总和值作为一种统计数据：成长值。

在一些实施例中，该人工智能小精灵设置有多个阈值，在该成长值每到达一个阈值档位时，该小精灵形象通过该成长值的喂养进行进化。