Hướng dẫn xây dựng trợ lý lớp học ảo thông minh để bật tắt quạt trong lớp học.
Trong dự án này, bạn sẽ sử dụng hệ thống học máy để tạo một trợ lý lớp học ảo thông minh để thực hiện những hành động với những câu lệnh bạn nói với nó. Bạn sẽ có thể điều khiển các thiết bị ảo trong lớp học bằng cách nhập các lệnh!
Đầu tiên, bạn sẽ tạo một trợ lý sử dụng danh sách các quy tắc để hiểu các lệnh
Tiếp theo, bạn sẽ dạy trợ lý nhận ra các lệnh cho các thiết bị khác nhau bằng cách dạy nó sử dụng các ví dụ của từng yêu cầu.
Bạn sẽ làm những công việc sau:
1. Bắt đầu một dự án tạo trợ lý ảo cho lớp học thông minh của bạn
- Truy cập vào trang web này.
- Nhấp vào Get Started
- Nhấp vào Try it now
- Nhấp vào Projects trong thanh menu ở trên cùng.
- Nhấp vào nút + Add a new project để thêm sự án mới.
- Đặt tên cho dự án của bạn là ‘Lớp học thông minh’. Sau đó nhấp vào Create.
- Bây giờ bạn sẽ thấy ‘Lớp học thông minh’ trong danh sách dự án. Bấm vào dự án này.
- Tạo bị một dự án trong Scratch.
- Nhấp vào Make.
- Nhấp vào Scratch 3.
- Nhấp vào Scratch by itself để tiếp tục thực hiện các bước tiếp theo
- Nhấp vào Project templates.
- Nhấp vào ví dụ Lớp học thông minh.
2. Thêm danh sách các quy tắc cho trợ lý ảo của lớp học thông minh
Trong bước này, bạn sẽ chỉnh sửa dự án để bao gồm danh sách các quy tắc để kích hoạt và hủy kích hoạt quạt và đèn.
- Nhấp vào mô hình classroom, như hình dưới đây:
- Nhấp vào tab Scripts và tạo lệnh sau:
Nhấp vào File, sau đó chọn lưu vào máy tính của bạn.
- Nhấp vào lá cờ xanh để kiểm tra chương trình.
- Nhập một lệnh và xem sự phản ứng của chương trình! Tất cả các lệnh sau đây đều hoạt động:
- “Bật đèn”
- “Tắt đèn”
- “Bật quạt”
- “Tắt quạt”
- Nếu bạn nhập những lệnh khác chương trình sẽ đứng yên
Bạn đang yêu cầu trợ lý lớp học ảo của mình thực hiện theo các lệnh đơn giản. Nhưng nếu bạn muốn chương trình của mình hiểu các lệnh phức tạp với nhiều hành động khác nhau bạn sẽ cần thêm các lệnh if .
Vấn đề là bạn cần phải liệt kê tất cả các lệnh và nó có thể sẽ rất mất thời gian.
3. Dạy chương trình trợ lý ảo của lớp học thông minh bằng cách tạo ra các lệnh
- Đóng cửa sổ Scratch và quay lại công cụ Train.
- Nhấp vào liên kết < Back to project.
- Bấm vào nút Train.
Bạn cần tìm kiếm một số lệnh để đào tạo máy tính. Để thu thập các câu lệnh khác nhau, bạn cần tạo ‘nhóm’ để đưa các ví dụ vào.
- Để tạo nhóm, hãy nhấp vào + Add new label và đặt tên là “bật quạt”. Nhấp lại vào + Add new label và tạo nhóm thứ hai được gọi là “tắt quạt”. Tạo nhóm thứ ba và thứ tư được gọi là “bật đèn” và “tắt đèn”.
- Nhấp vào nút Add example trong nhóm “bật quạt” và nhập lệnh yêu cầu bật quạt. Ví dụ: bạn có thể nhập “Bạn có thể bật quạt giúp tôi không”.
- Nhấp vào nút + Add example trong nhóm “tắt quạt” và nhập lệnh yêu cầu tắt quạt. Ví dụ: bạn có thể nhập “Tôi muốn quạt tắt ngay bây giờ”.
- Làm tương tự cho nhóm “bật đèn” và “tắt đèn”.
- Tiếp tục Thêm ví dụ cho đến khi bạn có ít nhất sáu ví dụ trong mỗi nhóm.
Cố gắng tưởng tượng! Hãy thử và nghĩ ra rất nhiều cách khác nhau để đưa ra yêu cầu cho mỗi lệnh. Ví dụ:
- Đối với “bật quạt”, bạn có thể phàn nàn rằng mình quá nóng.
- Đối với “tắt quạt”, bạn có thể phàn nàn rằng nó quá ồn ào.
- Đối với “bật đèn”, bạn có thể phàn nàn rằng bạn không thể nhìn thấy.
- Đối với “đèn tắt”, bạn có thể phàn nàn rằng nó quá sáng.
Trong bước tiếp theo, bạn sẽ đào tạo chương trình của mình tự động nhận ra bất kỳ lệnh mới.
4. Đào tạo và kiểm tra mô hình học máy của trợ lý ảo trong lớp học thông minh
Bây giờ bạn sẽ đào tạo chương trình bằng cách sử dụng các ví dụ và sau đó kiểm tra nó.
Chương trình sẽ học từ các ví dụ trong các ví dụ mà bạn đưa ra, chẳng hạn như lựa chọn từ và cách cấu trúc câu. Sau đó, dựa trên các ví dụ mà chương trình tìm thấy, nó có thể diễn giải các lệnh mới.
- Nhấp vào liên kết <Back to project, sau đó nhấp vào Learn & Test
- Nhấp vào nút Train new machine learning model. Nếu bạn có đủ các ví dụ, chương trình sẽ bắt đầu học cách nhận ra các lệnh từ các ví dụ này.
Chờ cho quá trình đào tạo hoàn thành. Quá trình này có thể mất một hoặc hai phút. Trong khi chờ đợi, hãy hoàn thành bài kiểm tra trắc nghiệm bằng máy học ở cuối trang.
Khi quá trình đào tạo đã hoàn thành, một hộp kiểm tra sẽ xuất hiện. Kiểm tra mô hình học máy của bạn để xem nó đã học được gì.
- Nhập một trong các lệnh bạn đã thêm vào nhóm, rồi nhấn Enter. Lệnh sẽ được công nhận.
- Nhập các lệnh commands that are not in the buckets.
Nếu bạn không hài lòng với cách máy tính nhận dạng các lệnh, hãy quay lại bước trước và thêm một số ví dụ khác. Sau đó đào tạo một cấu trúc học máy mới một lần nữa.
Thay vì viết các quy tắc cho chương trình, bạn đang đưa ra các ví dụ về chương trình. Chương trình sử dụng các ví dụ để đào tạo một mô hình học máy.
Vì bạn đang giám sát quá trình đào tạo của chương trình bằng cách đưa ra các ví dụ, phương pháp học máy này được gọi là học có giám sát.
5. Sử dụng mô hình học máy trợ lý ảo trong Scratch
Bây giờ hãy cập nhật chương trình Scratch của bạn để bao gồm mô hình học máy của bạn thay vì phương pháp tiếp cận dựa trên quy tắc.
- Nhấp vào liên kết < Back to project.
- Nhấp vào Make.
- Nhấp vào Scratch 3.
- Đọc hướng dẫn trên trang để tìm hiểu cách sử dụng các khối học máy trong Scratch.
- Nhấp vào Open in Scratch 3.
- Nhấp vào File, sau đó nhấp vào Load from your computer và chọn dự án Scratch mà bạn đã lưu trước đó.
- Khi Scratch hỏi bạn có nên thay thế dự án hiện tại hay không, hãy nhấp vào OK.
- Nhấp vào tab Code và cập nhật mã Scratch của bạn để sử dụng mô hình học máy của bạn thay vì các quy tắc bạn đã thêm lần đầu.
Khối recognise text … (label) là một khối mới được dự án của bạn thêm vào. Khối mới này có thể nhận thông báo và trả về một trong bốn nhãn, dựa trên mô hình học máy mà bạn đã đào tạo.
- Nhấp vào lá cờ xanh để kiểm tra lại.
- Kiểm tra dự án của bạn: nhập lệnh và nhấn Enter trên bàn phím của bạn. Quạt hoặc đèn sẽ chuyển động khớp với lệnh của bạn.
- Lưu dự án của bạn: nhấp vào File và sau đó nhấp vào Save to your computer.
Giờ đây, lớp học ảo thông minh Scratch của bạn sử dụng mô hình học máy thay vì phương pháp tiếp cận dựa trên quy tắc.
Sử dụng học máy tốt hơn sử dụng các quy tắc. Bởi vì việc đào tạo một chương trình để nhận ra các lệnh cho chính nó nhanh hơn nhiều. Bạn càng sử dụng nhiều ví dụ để đào tạo mô hình học máy, thì chương trình của bạn càng có khả năng nhận dạng các lệnh tốt hơn.
6. Cách sử dụng điểm tin cậy để thực hiện câu lệnh cho trợ lý ảo
Cuối cùng, bạn sẽ tìm hiểu về ý nghĩa của điểm tin cậy và cách bạn nên sử dụng chúng.
- Đừng rời khỏi trang web Scratch đang mở, bởi vì bạn sẽ quay lại sau giây lát.
- Quay lại trang Learn & Test trong công cụ Training tool.
- Nhập thứ gì đó không liên quan đến đèn hoặc quạt vào hộp thử nghiệm. Ví dụ: bạn có thể nhập ‘make me a cheese sandwich’.
- Nhìn vào điểm tin cậy, điểm số này sẽ rất thấp.
- So sánh điều này với điểm tin cậy bạn nhận được cho một lệnh chẳng hạn như “bật đèn”.
Điểm tin cậy là cách chương trình cho bạn biết mức độ chắc chắn rằng nó hiểu một lệnh. Nếu một lệnh rất giống với các ví dụ mà bạn đã đào tạo chương trình, thì điểm tin cậy sẽ cao. Nếu một lệnh không tương tự, điểm tin cậy sẽ thấp.
- Quay lại dự án trợ lý lớp học của bạn trong Scratch.
- Sửa đổi tập lệnh cho sprite ‘lớp học’ để nó sử dụng điểm tin cậy:
- Nhấp vào lá cờ xanh và kiểm tra chương trình của bạn để kiểm tra xem trợ lý lớp học của bạn có phản ứng theo đúng cách hay không:
- Nhập các lệnh không liên quan đến quạt hoặc đèn
- Yêu cầu bật hoặc tắt một cái gì đó
Bây giờ, nếu chương trình của bạn không chắc chắn ý của bạn, nó sẽ cho bạn biết như vậy. Sau đó, bạn có thể thử đưa ra một lệnh khác.
Bạn đã sử dụng công nghệ máy học để đào tạo một trợ lý thông minh, một phiên bản đơn giản của các trợ lý mà bạn có thể sử dụng trên điện thoại thông minh (ví dụ: Siri của Apple hoặc Trợ lý của Google) hoặc Alexa của Amazon hay Trang chủ của Google. Bạn càng đưa ra nhiều ví dụ, chương trình càng nhận ra các lệnh tốt hơn và điểm tin cậy của nó càng tăng.
7. Thử thách: thêm vật phẩm để điều khiển
Thêm vật phẩm khác
- Ngoài quạt và đèn, bạn có thể thêm một vật phẩm khác và đào tạo trợ lý lớp học thông minh hiểu các lệnh của bạn để điều khiển vật phẩm đó không?
Thử các điểm tin cậy khác nhau của chúng tôi
- 70% Có phải là điểm tin cậy chính xác để quyết định xem trợ lý lớp học thông minh có nhận ra một lệnh chính xác hay không? Thử nghiệm với các điểm tin cậy khác nhau cho đến khi bạn có giá trị hoạt động tốt cho mô hình học máy của mình.
Nếu bạn chọn một số quá cao, trợ lý sẽ nói “Xin lỗi, tôi không rõ ý của bạn” quá thường xuyên.
Nếu bạn chọn một con số quá thấp, trợ lý sẽ làm sai quá nhiều thứ.
Trợ lý thông minh thực sự
Mọi người đã tạo ra trợ lý thông minh của riêng họ dựa trên Alexa của Amazon.
Mọi người tạo các trợ lý này giống như cách mà bạn đã tạo ra các trợ lý của bạn:
- Đầu tiên, họ tạo các nhóm cho các loại lệnh mà họ muốn trợ lý nhận ra
- Sau đó, họ thu thập các ví dụ về cách các lệnh có thể được diễn giải và đào tạo trợ lý dựa trên Alexa để hiểu chúng
Nguồn: Raspberry Pi Foundation