上海小学生课堂体验AI助教系统，摄像头实时追踪学习状态
11月3日，是一个星期日，潘岳琳，这个10岁的孩子，白天的时间，要辗转于各个补课的学校 。
数学课时段在上午，匆匆忙忙解决完午餐，急忙赶着在十二点三十分之前进入新概念英语课的教室，她留意到自己的课桌上增添了一台崭新的iPad。
此处在上海昂立少儿教育的五角场校区，于教室里上课的8名学生当中，潘岳琳以及另外一名同学会首次运用这台iPad去体验该校正在进行测试的一套“AI助教系统”。
这堂英语课，时长为2个小时，在这期间，iPad的屏幕之上，一直有一个红色横幅停留着，内容是：上课中，潘岳琳也并不需要和iPad做任何互动。
这台平板电脑上的前置摄像头，其所进行的乃是真正具备工作性质的行为，它会针对潘岳琳的每一个动作以及每一次举动，展开实时的拍摄记录。潘岳琳能够于屏幕之上，看到自身正处于听课状态时的模样，那种感觉仿若自身始终处于照镜子的情境之中。
进行面部表情情绪含义判定时，人脸识别技术需把面部88个锚点位置以及相对距离，拿来跟海量面部表情图片做比对 。图片来源为昂立教育AI助教系统技术演示视频。
手上持有一个iPad的授课老师韩天培，其iPad上运行着为这套AI助教系统服务的“教师端”。于系统页面之中，韩老师能够去查阅当日上课的学生名单，在每一个人名的后面，呈现的是进行实时统计的动态听课数据。这些数据搜集的指标涵盖了情绪这一范畴（情绪又被划分成为负面、中性、正面三个档位），还包括开口的时间以及举手次数 。于这些指标，于课堂之上统计得出的林林总总的数据，经系统算法模型予以处理后，会再度生成两个数据分析项目，其一为专注度，其二为活跃度，专注度划分成瞌睡、作业中、一般专注以及很专注这四个标准，活跃度则划分成离线、普通以及活跃这三档 。
每时每刻间，系统就会给韩老师弹出各类提示，提示内容为，你的班级那种氛围不够充满活力，提示内容又是，XXX经常举起手来，需要加以留意 。
课堂结束之后，尽责的那个所谓的会针对每一位学生的听课情形去生成一项总计报告的“AI助教”，这份报告涵盖专注程度的指标、情绪方面的指标以及参与程度的指标，随后会发送给教师和家长这样的一群人。
课后之时，系统将会生成一份总结报告，其中含有专注指数，还有情绪指数以及参与指数。图片来源是昂立教育AI助教系统技术演示视频，。
潘岳琳算得上是上课还算挺专注的学生了，在公立学校里成绩始终维持在全班前五。对于韩老师的这堂英语课，她坐在第一排最右侧的位置，整堂课向来专心地低头瞅课本、做笔记，偶尔抬头瞥一眼板书，或者回应老师的提问。可是，这套尚处于测试阶段的AI助教，居然判定她一直处于“打瞌睡”的状态。
这是系统出现的偏差，应当是在进行测试以前，并未将参数很好地调整到位，就如同在打枪之际，没能把瞄准镜调试妥当。咨询总监解释道。竹间智能成立于2015年。竹间智能是昂立教育所使用的这套AI助教系统的技术提供方。
人工智能技术正将教育视为积极渗透的产业领域之一。竹间智能的创始人简仁贤，曾在微软（亚洲）互联网工程院出任副院长一职，负责过 Bing 搜索等产品的研发工作，主要侧重于人工智能底层技术研发，致力于研发具有情感识别能力的对话机器人。该公司于 2017 年踏入教育领域，探究其契机却是有民营教育机构主动前来寻求帮助来开发产品。
存在这样一些教育机构，它们提出了两类产品需求，其中一类是更具先进性的教学管理督查工具，另一类产品直接源自“家长们提出的需求”，家长们需要确切知道孩子们的学习状态到底如何，以往学校能够提供实时监控录像，然而查阅这些录像要耗费大量时间，因此家长们期望能够以更简便省事的方式直接获取一份能够反映孩子在校学习状态的分析报告。还有一些对孩子学习抓得很紧的家长，他们想全面知晓孩子所有的学习行为以及学习结果怎样，于是向校方提出，“老师老是给我发他乖乖坐在课堂上的照片，可我始终觉得那段时间他有可能心思完全没在课堂上”。
2018年10月，怀着开发AI助教系统的念头，昂立少儿副总经理兼教研院院长曹丹妮走访了竹间智能。有一个由20位高级教师构成的督学团队，该团队每周末于各校区抽检教师的课堂质量。要是能够达成督学自动化，便能省下一笔数额不小的人力成本。曹丹妮告知《第一财经》，这便是昂立管理层寻觅AI技术辅助的最初想法。
靠AI人脸识别技术去感知、分析人的面部表情以及精神状态，其基础原理，先是把面部88个锚点位置以及相对距离，跟海量面部表情图片作比对，进而判定表情当中的情绪含义 。对于肢体动作的识别，是基于人体骨骼模型，像举手这个动作就得计算手掌离地的距离、手肘的角度 。另外还得用到语音语义识别技术，用来辨别一个学生在课堂上讲话的内容，究竟是在回应老师提问，还是在跟旁边同学聊天开小差 。
竹间智能于第一阶段所拿出的硬件解决方案，是将可扫视全景的摄像头，安装在教室前方黑板的上方之处，其目的在于收集学生的图像数据。然而此方案，因距离学生座位较远，致使收集图像的精度较低，像素也不高，并且摄像头的俯瞰视角难以聚焦至学生面部，故而图像质量无法支持对学生面部情绪以及行为的分析，。
在开展测试的进程当中，技术方面的人员察觉到，这样一种单一的摄像头模式，其能够分析得出的，至多仅仅是前面4排学生的面部表情状况，要是想要清晰全面地涵盖全班学生的数据信息，那就需要在教室的四周安装4至8个摄像头才行。然后呢，这些摄像头，它们仅仅能够记录下教室的整体情形、状况，没有办法逐个、逐一地识别分辨到具体的某一个个人，所以呢，也就没有办法去建立起针对每个学生的单独、独立的分析。这样的情况，明显是达不到家长所提出的要求的。
到了第二阶段，今年的时候，昂立与竹间确立了“一人一部iPad”这般的点对点方案 ，这还是竹间智能于AI教学辅助领域首个相对成熟的落地产品，然而这还算不上是最终形态 ，竹间对《第一财经》讲，“就如同看足球赛事，既要具备全景，又得有球星的特写。”。
位于昂立少儿的试点教室里，每一张桌子上面都竖立着一个iPad，借助前置摄像头对学生进行实时拍摄。| 图片的来源是：昂立教育AI助教系统技术演示视频 。
实现对学生课堂表现的数据量化分析，这是 AI 系统接收到的终极任务，而该任务要弄明白的是，到底怎样才算是认真听课 。
开启考察标准确立进程时，首先，是教育专家依据课堂教学所得经验，提出若干维度，而后，将这些维度转化成计算机的一套认知模型，该模型用以判定学生于课堂上的专注程度以及活跃程度。
对专注度进行评价的思路大体是这样的，主要是去看学生的眼神状况，看其是否具备能够专注于某一个位置持续足够长时间段的特点。额外的，还需要增添融入关于“一致性”的分析考量，也就是要去观察某个学生是不是会跟随着全班同学一同朝着同一个方向进行注视呢。
针对活跃度，主要基于举手发言的次数以及开口时间来进行定义。从对每个动作图像展开抓取，一直到剖析人做这些动作的意图到底是什么，在这一过程当中，目前依旧存在着大量技术亟待攻坚的难点。举例来说，要是有学生抬了一下胳膊，怎样才能够判定他是在举手打算回答老师提出的问题呢？比方说，学生动了动嘴，她所要讲述的是和学习相关的事情吗？除此之外，或许还存在着这样一种情景，调皮的孩子会对着摄像头“表演”他正在认真听讲，AI助教系统又该如何去识破孩子所施展的这套伪装的把戏呢？
有一些复杂的因素，这些因素都会致使课堂AI助教出现判断失准的情况。当下，竹间智能宣称他们所研发的这一套系统，其识别准确度大概处于85% 。
存在不少老师，对课堂之上的这些AI监控设备，会表现出比较明显的排斥。从感性层面来讲，他们会觉得，这些人工智能所推出的产品，是对教室的一种“入侵”行为。另外，也有部分老师，会担心自身的个性化教学方法，比如说，有的老师喜欢把课堂气氛营造得极为活跃，并且存在大量的师生互动情况，而这样的情形，在AI监控系统那套统一的分析标准之下，有可能会被判定为课堂秩序处于失控状态。
在教师端，能够看到每一个人的动态听课数据，系统会时不时地针对老师弹出各种各样的提示。| 图片来源：昂立教育AI助教系统技术演示视频。
针对初次接触这套系统的学生而言，也会对于这种“被注视”情形颇为敏感。“仿佛有一双眼睛紧盯着自身。”这可是上完课后的潘岳琳讲出来的 标点不能丢哈~。
竹间智能，将他们在对参与测试的学生做访谈期间，所获取到的一句回复加以选用，打算挂在自己的微信公众号上，这句回复是，“我期望被留意，然而却不愿被过度留意。” 。
竹间智能的多模态总监介绍说，我们要去平衡，不能让学生察觉到比对之前还要更过分的关注，不然会影响到学生在课堂上的状态。他们正设法让这块平板电脑趋向于更具多功能，与教材内容相融合，成为一种师生互动教具，像配合摄影头的录播系统，生成课堂笔记摘要，借此让学生减少对摄影头自身的关注度，减轻不自在感。
在传统的教学场景里，课堂环节单单只能凭借教师的个人力量去控制，老师常常更易于关注那些处于学习能力头部以及尾部的学生，处于中部的学生却容易被忽视掉。然而竹间表明了，其所提供的这一套 AI 助教系统，能够借助提供针对每个孩子的分析报告，提升“中部学生”的被关注程度。
教学辅助系统先是对学生听讲质量予以监测，然而此后还会反过来给讲台上的教师发出提醒，需留意随时依情况调整教学内容，而且要加大力度，以不断激发学生听课的兴趣。
老师韩天培在周日那堂测试课上觉得，在他以为属重点之处大家都绝对得认真听讲，对于一些自我管理欠佳的行为得记录并制止，可他认为没必要要求学生时刻关注，毕竟老师都是从学生时代过来的，他明白提那样的要求根本无法达成。
此次竹间智能为家长呈上的分析报告里头，并未呈现举手次数这般具体的统计数据，而是运用了一种更为模糊的百分比数值用来描绘学生的专注状态以及活跃程度，借这一做法来防止家长给学生再施加以更多的学习压力 。
昂立教育倘若做出铺开AI助教系统的决定，那就得使家长予以同意，并且签署一份由竹间智能的法务部门所起草的《告知同意书》。
此份告知同意书，其核心内容为，家长准许公司运用未成年人的肖像权以及相关信息，并且还提到，由竹间智能以加密后脱敏的方法保存所有数据，且会在设定的保存年限期满时自动予以清除。
竹间咨询总监表示，最怕的便是无心之失误，因而我们首先得促使公司全体人员造就对隐私的看重，其次于运营流程方面，越少人把控数据权限便越好。
截至目前，参与设备测试的昂立教育的家长，都对将这项新技术引入课堂表达了支持。潘岳琳的父亲潘小波认为，再先进的技术都会存在漏洞，不过与之对应弥补的办法也会出现，并且相较于公众人物，普通人的隐私并没有如此高的价值，“身为个体，实际上没必要过度担忧，这应当是软件工程师操心的问题。”。
家长对于肖像数据隐私权问题的担忧，会因对学校和老师的信任而被弱化 。“正常的状况是这门课程具备趣味性的，我存有去聆听的意愿，关键之处在于勾起他们对课程的喜爱之情 。”于潘小波的认知里，校方主动予以的这套监控系统，其最终的着重点依旧是在提升教学质量自身上 。
将来，要在《告知同意书》上签字的，可能还会增加教师本人。
竹间告知《第一财经》，因学校提出的要求，竹间智能已然推出了一款新产品，这款产品用于监测老师行为，它借助分析老师的影像，来计算正向情绪所占比例以及细分指数，细分指数包含专注指数、好感指数、笑容指数和放松指数，甚至还能给出一些关于妆容、姿态方面的评语及建议 。
本文文本版权归第一财经所有，
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