Come l'intelligenza artificiale di Duolingo apprende ciò che devi imparare

Jan 16, 2024

L’intelligenza artificiale che alimenta oggi l’app per l’apprendimento delle lingue potrebbe sconvolgere l’istruzione domani

È l'ora di pranzo quando il tuo il telefono ti chiama con un gufo verde che ti ricorda allegramente di "Keep Duo Happy!" È una spinta di Duolingo, la popolare app per l'apprendimento delle lingue, i cui algoritmi sanno che è molto probabile che farai i tuoi 5 minuti di pratica dello spagnolo a quest'ora del giorno. L'app sceglie le parole di notifica in base a ciò che ha funzionato per te in passato e alle specificità dei tuoi risultati recenti, aggiungendo un pizzico di novità che attira l'attenzione. Quando apri l'app, la lezione in coda è calibrata in base al tuo livello di abilità e include un ripasso di alcune parole e concetti che hai confuso durante l'ultima sessione.

Duolingo, con il suo approccio simile a un gioco e un cast di vivaci personaggi dei cartoni animati, presenta una semplice interfaccia utente per guidare gli studenti attraverso un curriculum che porta alla competenza linguistica, o addirittura alla fluidità. Ma dietro le quinte sono all’opera sofisticati sistemi di intelligenza artificiale (AI). Un sistema in particolare, chiamato Birdbrain, migliora continuamente l'esperienza dello studente con algoritmi basati su decenni di ricerca in psicologia educativa, combinati con i recenti progressi nell'apprendimento automatico. Ma dal punto di vista dello studente, sembra semplicemente che il gufo verde stia diventando sempre più bravo a personalizzare le lezioni.

Noi tre siamo stati strettamente coinvolti nella creazione e nel miglioramento di Birdbrain, di cui Duolingo ha recentemente lanciato la sua seconda versione. Consideriamo il nostro lavoro in Duolingo come un avanzamento della missione generale dell'azienda di "sviluppare la migliore istruzione al mondo e renderla universalmente disponibile". I sistemi di intelligenza artificiale che continuiamo a perfezionare sono necessari per ampliare l'esperienza di apprendimento oltre gli oltre 50 milioni di studenti attivi che attualmente completano circa 1 miliardo di esercizi al giorno sulla piattaforma.

Sebbene Duolingo sia conosciuta come un'app per l'apprendimento delle lingue, le ambizioni dell'azienda vanno oltre. Di recente abbiamo lanciato app riguardanti l'alfabetizzazione infantile e la matematica di terza elementare e queste espansioni sono solo l'inizio. Ci auguriamo che chiunque abbia bisogno di aiuto con l'apprendimento accademico possa un giorno rivolgersi al simpatico gufo verde che ha in tasca e che gli grida: "Pronti per la lezione quotidiana?"

Nel 1984, lo psicologo educativo Benjamin Bloom identificò quello che venne chiamato il problema 2-sigma di Bloom. Bloom ha scoperto che gli studenti medi che avevano ricevuto tutoraggio individuale eseguivano due deviazioni standard meglio di quanto avrebbero fatto in classe. Ciò è sufficiente per aumentare i punteggi dei test di una persona dal 50° percentile al 98°.

Quando Duolingo è stato lanciato nel 2012 da Luis von Ahn e Severin Hacker nell'ambito di un progetto di ricerca della Carnegie Mellon University, l'obiettivo era quello di creare un tutor linguistico online facile da usare che potesse approssimare quell'effetto di potenziamento. I fondatori non stavano cercando di sostituire i grandi insegnanti. Ma essendo essi stessi immigrati (rispettivamente dal Guatemala e dalla Svizzera), hanno riconosciuto che non tutti hanno accesso a grandi insegnanti. Negli anni successivi, il crescente team di Duolingo ha continuato a pensare a come automatizzare tre attributi chiave dei buoni tutor: conoscono bene il materiale, mantengono gli studenti coinvolti e tengono traccia di ciò che ogni studente sa attualmente, in modo da poter presentare materiale che non è né l'uno né l'altro. né troppo facile né troppo difficile.

Duolingo utilizza l'apprendimento automatico e altre tecnologie all'avanguardia per imitare queste tre qualità di un buon tutor. Innanzitutto, per garantire la competenza, utilizziamo strumenti di elaborazione del linguaggio naturale per assistere i nostri sviluppatori di contenuti nella verifica e nel miglioramento dei nostri oltre 100 corsi in più di 40 lingue diverse. Questi strumenti analizzano il vocabolario e il contenuto grammaticale delle lezioni e aiutano a creare una serie di possibili traduzioni (quindi l'app accetterà le risposte degli studenti quando ci sono più modi corretti per dire qualcosa). In secondo luogo, per mantenere gli studenti coinvolti, abbiamo reso l'esperienza ludica con punti e livelli, utilizzato la tecnologia di sintesi vocale per creare voci personalizzate per ciascuno dei personaggi che popolano il mondo di Duolingo e perfezionato i nostri sistemi di notifica. Per quanto riguarda entrare nella testa degli studenti e dare loro la lezione giusta, è qui che entra in gioco Birdbrain.