Evaluación y mejora de un sistema de diálogo para tutoría inteligente en un entorno virtual

Abstract

En el presente proyecto se realizó la evaluación y mejora de un Sistema Inteligente de Tutoría (SIT) con interacción en lenguaje natural, el cual se encuentra funcionando para realizar prácticas de laboratorio en la carrera de Biotecnología Agroforestal. Las prácticas se realizan en un laboratorio virtual con la ayuda de un tutor automático. Esta tesis de máster se enfocó en el módulo de comunicación, que permite el diálogo en lenguaje natural entre el estudiante y el tutor automático del SIT. El primer paso fue la evaluación del sistema existente, a través de la que cual se encontraron preguntas realizadas por los estudiantes que no fueron consideradas en la versión inicial, y también respuestas por parte del tutor automático que contenían errores que causaban confusión en los estudiantes. Posterior a la evaluación se realizó un análisis y corrección de los errores, teniendo como resultado una versión que abarca mayor conocimiento y por ende brinda más ayuda a los estudiantes. El segundo paso fue la mejora del SIT. Durante las prácticas los estudiantes preguntan por la ubicación de los objetos dentro del laboratorio, y en la versión inicial esta instrucción era siempre la misma, tomando como referencia la puerta de entrada. Esto no era de ayuda para los estudiantes, por lo que se implementó un algoritmo que permite crear instrucciones de ubicación, basado en aspectos como: ubicación del estudiante dentro del laboratorio, campo de visión del estudiante, o saliencia de los objetos basada en su color, forma y tamaño. Este algoritmo depende de la información existente en una ontología del mundo, por lo que se creó un script capaz de guardar en esta ontología la información de los objetos del laboratorio que se encuentren especificados en un archivo JSON. Finalmente, se realizó pruebas dentro del laboratorio virtual para comprobar que las correcciones realizadas en base a la evaluación permitan que las respuestas por parte del tutor automático a las preguntas de los estudiantes sean correctas. Y, además, para verificar que las nuevas instrucciones de ubicación guíen correctamente a los estudiantes hacia los objetos que están buscando.---ABSTRACT---In this project it has been done the evaluation and improvement of an Intelligent Tutoring System (ITS) with natural language interaction, which is used to perform laboratory practices in the degree of Agroforestry Biotechnology. The practices are carried out in a virtual laboratory with the help of an automatic tutor. This master's thesis is focused on the communication module that allows dialogue in natural language between the student and the automatic tutor of the ITS. The first step was the evaluation of the existing system, through which were found questions made by the students that were not considered in the initial version, and answers by the automatic tutor that contained errors that caused confusion in the students. After the evaluation, an analysis and correction of the errors was made, giving as result a new version that covers more knowledge and therefore provides more help to the students. The second step was the improvement of the ITS. During the practices the students ask about the location of the objects inside the laboratory, and in the initial version this instruction was always the same, taking as reference the entrance door. This was not helpful for students, so an algorithm was implemented to create location instructions based on aspects such as: student's location within the laboratory, student's field of vision, or salience of objects based on their color, shape and size. This algorithm depends on the existing information in a world ontology, so it was created a script capable of saving in this ontology the information of the laboratory objects that are specified in a JSON file. Finally, tests were carried out within the virtual laboratory to verify that the corrections made, based on the evaluation, allow the responses by the automatic tutor to the students' questions to be correct. And, in addition, to verify that the new location instructions guide students correctly to the objects they are looking for.