在 IT 教学中使用 AWS AI 和 Amazon Sumerian

阅读数:57 2019 年 10 月 12 日 17:21

在 IT 教学中使用 AWS AI 和 Amazon Sumerian

此客座博文来自 AWS Machine Learning Hero,Cyrus Wong。Cyrus 是香港专业教育学院 (Lee Wai Lee) 云计算创新中心的数据专家。他已经获得了全部九项 AWS Certification,有兴趣通过开源项目、博客文章和其他活动与他人分享 AWS 知识。

我们学院 (IVE) 每年为数千名学生提供 IT 培训,我们的课程之一成功应用了 AWS Promotional Credits。我们最近创建了名为“实验室监测”的开源项目,其用 AWS AI、无服务器和 AR/VR 服务提升学习体验,收集数据,以了解学生在实验室做了什么。

问题
实验室活动的常见问题之一是学生经常做与课程无关的事情(如看视频或打游戏)。而且,学生可以轻易从同学处抄来答案,因为实验室答案是软复本。老师们很难给学生适当的挑战,因为通常答案只有一个,没人知道哪些学生是自己在实验室做出答案的,哪些是相互抄袭而来的!

解决方案
实验室监测改变了评估模式,从仅关注最终结果变为关注整个发展进程。我们用 AWS AI 服务支持和监测学生。

系统由以下部分组成:

  • 实验室监测代理

  • 实验室监测收集器

  • AR 实验室助理
    实验室监测代理
    实验室监测代理是 Python 应用程序,在学生计算机活动上运行。全部信息定期发送给 AWS。要识别学生和保护 API 网关,每位学生有单独的带有使用限制的 API 密钥。功能包括:

  • 抓取所有键盘和指针活动。这能确保学生真正在进行练习,因为不可能不用键盘和指针就能完成编码任务! 而且,我们鼓励学生使用快捷键,我们需要这样的信息作为指标。

  • 监测和控制 PC 进程。老师可以让学生停止运行与实验室无关的程序。对于计算机测试,我们可以切断全部浏览器和通讯软件。处理详细信息是对于决定是否升级硬件而言是非常重要的!

  • 截屏。Amazon Rekognition 可以检测视频或不适当内容。提取文本内容可能触发 Amazon Sumerian 主机自动与学生谈话。老师不可能监测全部学生的屏幕! 我们使用带 S3 Transfer Acceleration 的预先分配的 URL 来加速图片上载。

  • 学生保存他们的代码时,上载源代码至 AWS。知道学生何时完成任务,为速度较慢的学生提供支持,这些都很好!
    实验室监测收集器
    实验室监测收集器是 AWS 无服务器应用程序 模型,用于收集数据和为 AR 实验室助理提供 API。视情况而言,老师可以在每次学生保存代码时运行 AWS Lambda 内的单元测试,立即进行评分。它不断将全部数据保存至 Amazon S3 数据湖,老师可以使用 Amazon Athena 分析数据。

为节约成本,预定的 Lambda 功能每 15 分钟检查老师的课程日历一次。有课时,它会自动创建 Kinesis 流和 Kinesis 数据分析应用程序。老师可以看到近乎实时的全部学生活动视图。

在 IT 教学中使用 AWS AI 和 Amazon Sumerian
在 IT 教学中使用 AWS AI 和 Amazon Sumerian

AR 实验室助理
AR 实验室助理是 Amazon Sumerian 应用程序,用于提醒学生完成实验练习。它将摄像图像发送至 Amazon Rekognition 并获得一个学生 ID。

有情况发生时,Sumerian 主机 Christine 用 Amazon Polly 与学生对话:

  • 学生通过单元测试时,她说祝贺。
  • 学生看电影时,她用电影明星的名字提醒他们,如 Tom Cruise。
  • 学生看成人影片时,她会批评。
  • 学生做错时,如忘记设置 Python 注释器,她会提醒他们设置。
    学生还可以向她提问,例如,检查他们的全部进程。主机还可以连接到 Lex 聊天机器人。学生的对话保存在 DynamoDB 中,由 Amazon Comprehend 据此提供情绪分析结果。

学生屏幕像 Sumerian 应用程序里的投影仪。

在 IT 教学中使用 AWS AI 和 Amazon Sumerian

Christine:“停止,在实验室内看不该看的内容! Tom Cruise 不会帮助您写 Python 代码!”

简化架构图

在 IT 教学中使用 AWS AI 和 Amazon Sumerian
演示视频
AR 实验室助理反应: https://youtu.be/YZCR2aROBp4

小结

凭借各种 AWS 服务的综合力量,学生现在可以集中精力仅专注于实验室练习,不再想要相互抄袭答案! 我们在四个月前创建了该项目,目前还在进行中。在未来版本中,我们计划创建机器学习模型,以基于课堂表现预测学生的最终成绩。他们感觉有了 Christine 课堂变得更有趣了。

最后,我们想感谢 AWS Educate 为我们提供了 AWS 充值,感谢来自 IVE 云和数据中心管理高级文凭班的 AWS Academy 学生开发者小组:Mike、 Long、Mandy、Tung、Jacqueline 以及 Hin。他们将该应用程序提交至 AWS 人工智能 (AI) 编程马拉松,刚获悉他们取得了三等奖!

本文转载自 AWS 技术博客。

原文链接:
https://amazonaws-china.com/cn/blogs/china/using-aws-ai-and-amazon-sumerian-in-it-education/

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