Розробка програмного забезпечення автоматичного аналізу мовлення та адаптивного мовного навчання на основі методів обробки природної мови

Abstract

Об'єкт дослідження: процес проектування, розробки та інтеграції програмного забезпечення для гейміфікованого адаптивного навчання та автоматичного аналізу усного і текстового мовлення користувачів у режимі реального часу. Мета: розробити комплексну інтелектуальну програмну платформу для вивчення мови, яка поєднує функції персонального AI-компаньйона, модулі автоматичного аналізу вимови та гейміфіковані алгоритми інтервального повторення для підвищення ефективності засвоєння знань. Дослідження присвячено вирішенню проблеми персоналізації мовної освіти через впровадження інтелектуальних інструментів автоматизації фідбеку. Традиційні EdTech-рішення позбавлені гнучкого контекстуального аналізу розмовних навичок користувача, що обґрунтовує доцільність розгортання великих мовних моделей (LLM). У межах роботи розроблено кросплатформене ПЗ, яке містить гейміфікований блок із 12 інтерактивних ігор, систему накопичення досвіду (XP) та цифрову аналітику індивідуального прогресу. Особливу увагу приділено побудові дворівневого іспиту (написання та вокалізація термінів) із циклічним інтервальним розподілом за методикою Leitner. Технічний контур системи включає модулі STT/TTS для верифікації вимови, автономного AI-агента для виправлення помилок, а також панель адміністрування з RAG-архітектурою та доступом до веб-ресурсів для обробки користувацьких звернень і менеджменту знань.

Objective: design and software implementation of a gamified learning ecosystem integrated with an AI mentor, speech recognition mechanisms, and dynamic vocabulary spaced repetition cycles. The study addresses the issue of personalizing language education through the implementation of intelligent feedback automation tools. Traditional EdTech solutions lack flexible contextual analysis of the user's speaking skills, which justifies the feasibility of deploying Large Language Models (LLMs). Within the framework of this thesis, crossplatform software has been developed, which includes a gamified block of 12 interactive games, an experience point (XP) accumulation system, and digital analytics of individual progress. Special attention is paid to constructing a two-level examination system (spelling and vocalization of terms) with a cyclic spaced repetition distribution based on the Leitner system. The technical framework of the system includes STT/TTS modules for pronunciation verification, an autonomous AI agent for error correction, as well as an administrative panel based on RAG architecture with web-access capabilities for handling user inquiries and knowledge management.