面向儿童的交互式智能讲故事系统的研究与实现

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq350645682
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讲故事已经被证明能够支持儿童的读写、听力、词汇能力及其它语言能力的发展。随着计算机技术的不断发展,信息技术逐渐引入儿童教育领域。如何更好地利用计算机讲故事还在研究之中。现有的大多数讲故事系统实现了让儿童自主的按照自己的想象来安排故事的角色、场景,以及故事讲述过程的功能,但是通过相关的评估研究我们发现,这种方式虽然给了儿童相对自由的控制故事讲述过程的能力,然而由于儿童本身认知能力的欠缺,儿童有时并不能自如运用讲故事系统。   因此将智能辅助技术引入到儿童讲故事系统中是解决上述问题的必由之路。通过智能体自主的活动产生故事情节,一方面能够减轻儿童在认知和操作上的负担,另一方面增加了讲故事系统的趣味性,使得这种智能讲故事系统更容易被儿童所接受,让儿童能够在创作中更深刻体会讲故事过程的乐趣。   本文主要研究如何基于多智能体的混合故事情节生成方法和基于遗传算法的情节规划技术来动态产生故事情节。支持用户实时干预,通过实时的智能辅助的方式来支持儿童更方便、自然的使用计算机创作出更生动丰富的故事。   本文的主要工作如下:   1.研究基于遗传算法的角色动作规划   研究了将遗传算法应用到基于角色的动作序列规划生成中的方式和途径。设计了为遗传算法进行角色动作规划提供支持的知识库。详细描述了基于故事知识库应用遗传算法进行角色智能体的活动规划的具体过程。   2.研究基于多智能体混合故事情节生成模型   本文介绍了基于多智能体的混合故事情节生成方法。给出了情节智能体和角色智能体的具体定义方式,介绍了在本文工作中多智能体互相协同合作完成故事情节规划的流程。给出了与混合故事情节生成方法相关的故事知识库的定义,详细描述了采用混合故事情节规划方法的情节生成过程。   3.实现故事模板编辑工具原型   在设计儿童交互式智能将故事系统时需要引入故事模板这一概念。为此设计并实现了故事模板编辑工具,利用该工具可以方便儿童进行故事模板的创作。创’作好的故事模板可以作为故事讲述的基础,角色的动作规划器也将根据故事模板中的内容进行角色动作序列的规划。   4.实现交互式智能讲故事系统原型   基于以上研究成果,设计和实现了儿童交互式智能讲故事系统。系统实现了上述基于多智能体的混合故事情节生成模型和基于遗传算法的角色行为规划算法。场景中的角色智能体基于遗传算法自主规划自身活动序列,情节智能体对角色智能体的活动和用户的交互进行基于规则的约束和控制。
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