Design and implementation of an AI-Driven educating bot for personalized science education in middle school students

Abstract

Ce projet de thèse a été développé dans le but de créer un chatbot IA qui pourrait servir de tuteur pour l'enseignement des sciences aux collégiens. Mon travail a visé à créer une approche personnalisée pour transmettre l'éducation aux étudiants, en mettant l'accent sur la conception centrée sur l'utilisateur. Je crois fermement et je réalise que le taux d'assimilation des connaissances diffère chez chaque individu. Par conséquent, grâce à ce projet, j'ai créé un chatbot capable de transmettre des connaissances standardisées à un rythme personnalisé et de faciliter la compréhension d'un élève. Ce projet a été conçu à l'aide du framework de chatbot open source RASA. Ce framework a été choisi en raison de sa capacité à aider à créer des chatbots hautement personnalisables et précis, qui peuvent ensuite être intégrés dans des sites Web et des plateformes de réseaux sociaux pour répondre efficacement à un vaste public. Le chatbot utilise la PNL pour interagir avec un élève en comprenant l'entrée, puis en fournissant une réponse contextuellement correcte. L'entrée est ensuite tokenisée et analysée pour comprendre les besoins de l'utilisateur. Selon les besoins de l'utilisateur, les fonctions d'action personnalisées sont déclenchées pour traiter la demande et renvoyer les données requises à l'utilisateur. Le bot conserve une conscience contextuelle et simule une conversation de type humain pour maintenir l'utilisateur efficacement engagé dans l'interaction. J'ai ainsi atteint l'objectif mentionné ci-dessus. À l'avenir, l'évolutivité future de ce bot pour les étudiants d'autres classes et de diverses autres matières est très prometteuse, ce qui en fait un outil potentiellement transformateur dans le domaine de l'éducation. This project thesis was developed with the aim of creating an AI chatbot that could serve as a tutor for teaching science to middle school children. My work has aimed to create a personalized approach to imparting education to students, with a strong emphasis on user-centric design. I firmly believe and realize that the assimilation rate of knowledge differs in each individual. Hence, through this project, I have created a chatbot capable of imparting standardized knowledge at a personalized pace and facilitating a student's understanding. This project was designed using the RASA open-source chatbot framework. This framework was chosen due to its capacity to help create highly customizable and accurate chatbots, which can later be integrated into websites and social networking platforms to effectively cater to a vast audience. The chatbot uses NLP to interact with a student by both understanding the input and then providing a contextually correct reply. The input is further tokenized and analyzed to understand the user requirements. As per the user's requirement, the custom action functions are triggered to process the request and return the required data to the user. The bot maintains contextual awareness and simulates a human-like conversation to keep the user effectively engaged in the interaction. Thus, I have achieved the goal as mentioned above. Looking ahead, the future scalability of this bot for students of other grades and various other subjects holds great promise, making it a potentially transformative tool in the field of education.