В учебу с головой

Еще не так давно онлайн-образование казалось чем-то экзотическим – в 2015 г. количество россиян, прошедших хотя бы один онлайн-курс на образовательных платформах, составляло всего 500 000 человек (0,3% от населения страны), отмечалось в одном из первых аналитических докладов о рынке онлайн-образования от компаний Coursera, «Открытое образование» и «Лекториум». В 2021 г., по данным «Нетологии», дополнительное образование онлайн получили 18 млн человек, фактически каждый восьмой житель России, и эта цифра впервые превысила количество обучающихся традиционными методами (12 млн человек). Онлайн-обучение из экзотики стало обыденностью.

«Сфера образования, которая традиционно считается довольно консервативной, сегодня приспосабливается к жизни в условиях высокой неопределенности и постоянных изменений. В этих условиях особую важность приобретает умение вовремя заметить набирающие силу тенденции, соизмерить их со своими целями и ресурсами, адаптировать свою стратегию», – писала заведующая лабораторией инноваций в образовании НИУ ВШЭ Диана Королева в предисловии к исследованию «Мировые тренды образования в российском контексте».

«Некоторые опросы и мнение экспертов уже показывают, что страна, которая активно использует современные технологии, практически бесплатно получает выгоду примерно в районе 7% ВВП, что на самом деле чрезвычайно много. Если система образования не использует такие технологии, студенты не тренируются работе с ними, а преподавателям не объясняют, как это правильно преподавать, то страна проиграет мировую гонку за интеллектуальное лидерство», – говорит ректор университета «Иннополис» Александр Тормасов.

Роботы учат и принимают экзамены 

По данным Института статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики (ИСИЭЗ ВШЭ), первостепенное внимание в научно-технологической повестке уделяется образовательным роботам.

По оценке Grand View Research, в ближайшие несколько лет глобальный рынок образовательных роботов будет расти ежегодно почти на 25% и достигнет к 2030 г. $5,5 млрд против $1,18 млрд в 2023 г. При этом на сегмент высшего образования приходилась в 2022 г. самая высокая доля рынка образовательных роботов – более 40%, зато самые высокие среднегодовые темпы роста внедрения роботов покажет начальная школа – 26,5% до 2030 г. Это связано с растущей популярностью образования на основе естественных наук, технологий, инженерии, искусства и математики (STEAM) для детей в возрасте до 10 лет, отмечают исследователи.

По словам Павла Борченко, главы продуктового направления программных роботов Robin компании SL Soft, образовательные роботы применяются в трех основных областях. Первая – это роботизация задач. Речь идет не только о снятии с преподавателей рутинных действий, связанных с оценкой работ учащихся и выдачей обратной связи по выполненным заданиям, но и о новых возможностях в оценке прогресса учащихся: роботы анализируют множественные установленные цели для студентов и автоматически отслеживают прогресс их достижения. Следующее направление – это роботизация самого процесса обучения. Роботы могут предоставить принципиально новые интерактивные и вовлекающие способы обучения, например игровые и симуляционные активности. И третье направление – персонализация обучения. Интеллектуальные роботы могут использовать данные для адаптации обучения под индивидуальные потребности учащихся или требования работодателя (в случае корпоративного обучения).

По оценке Константина Вишневского, директора Центра стратегической аналитики и больших данных ИСИЭЗ ВШЭ, Россия занимает достаточно высокие позиции в сфере сервисной робототехники (это программные и физические роботы, оказывающие услуги, в том числе образовательные, непосредственно человеку), находясь на 6-м месте в мире по количеству производителей сервисных роботов. Для сравнения: в части промышленных роботов наша страна более чем в 17 раз отстает от среднемирового уровня плотности роботизации, говорит эксперт.

В России есть примеры использования не только программных, но и физических роботов в учебных целях. Например, антропоморфный робот Юра, разработанный пермским стартапом «Промобот», участвует в аккредитации студентов-медиков в Пермском государственном медицинском университете, воспроизводя типовые сценарии поведения пациентов и оценивая реакции на них будущего врача.

На задней парте не спрячешься

«Среди инноваций в российском и глобальном образовании в первую очередь надо выделить рост применения ИИ. К 2030 г. объем мирового рынка ИИ в образовании составит около $30 млрд, среднегодовой рост – более 35%», – полагает Дарья Рыжкова, основательница агентства Smart Ranking, специализирующегося на исследованиях технологических рынков, в том числе образовательного.

Дмитрий Дырмовский, генеральный директор группы компаний ЦРТ, ведущей разработки в области речевых технологий, лицевой и голосовой биометрии, отмечает, что биометрия может применяться для идентификации во время дистанционной сдачи экзаменов, значительно расширяя возможности проведения аттестации. Современные биометрические системы на основе ИИ могут помочь подтвердить личность студента, осуществить тщательную проверку, убедившись, что на экране не фотография или deepfake (компьютерная имитация видео и голоса), а реальный ученик. Кроме того, растет спрос на биометрические СКУД (системы контроля и управления доступом) – биометрические турникеты, которые могут быть установлены в школах или университетах. Проход «по лицу» исключает доступ посторонних, а также не требует постоянного предъявления пропусков, обеспечивая безопасность и комфорт, отмечает Дырмовский.

Есть у ИИ и другие сферы применения. В 2023 г. в Московском городском педагогическом университете внедрили систему прогнозирования успеваемости студентов. «Разработанная в вузе система собирает и анализирует большие данные об учебной деятельности каждого студента: результаты ЕГЭ и промежуточных аттестаций, участие в общественной деятельности, использование библиотеки и т. д. На основе этих параметров система способна выдавать прогноз результатов студентов на предстоящей сессии». Студенты с плохим прогнозом могут вовремя получить поддержку, благодаря чему уровень отчислений в университете снизился с 5 до 2,5%, сообщают в вузе.

Полное погружение 

Одним из технологических трендов в образовательной сфере является использование дополненной реальности, которая позволяет ученикам погружаться в виртуальную среду (иммерсивное образование). По словам Вишневского, с помощью этих технологий студенты могут увидеть 3D-изображения динозавров, химических элементов, человеческого тела.

По мнению Рыжковой, размер рынка образовательных метавселенных (виртуальных пространств, в которых люди могут взаимодействовать друг с другом и с виртуальными объектами) достигнет к 2028 г. $19,3 млрд (с $3,9 млрд в 2023 г.). Например, власти города Токио сейчас разрабатывают обучающую метавселенную для учеников, которые по разным причинам не могут ходить в школу, чтобы они не чувствовали себя в изоляции, пишет японская газета Mainichi. Виртуальная школа будет состоять из трех этажей, где один предназначен для ребят, недавно прибывших в страну и плохо знающих японский язык, второй – для детей, которые не хотят или не могут ходить в школу по разным причинам, а третий – общий, где будут общаться все ученики. Школьники смогут взаимодействовать друг с другом, учителями, вспомогательным персоналом при помощи аватаров, которые будут свободно перемещаться по метавселенной. По оценке мэрии Токио, в 2021 г. более 20 000 детей перестали посещать младшую и среднюю школу и проект призван им помочь.

Фантом – друг человека

Будущие врачи с помощью тренажеров-симуляторов учатся отрабатывать различные действия, например оказывать первую помощь при инсульте или принимать роды. Медицинские фантомы – это искусственно созданные ткани, органы, конечности, позволяющие имитировать те или иные (механические, оптические, геометрические, биофизические и т. п.) свойства человеческого тела для обучения медиков. Такие изделия, например, разрабатывает Центр диагностики и телемедицины департамента здравоохранения г. Москвы. Фантомы щитовидной и молочной желез для ультразвуковой диагностики и манипуляций реалистичны по размеру, форме и жесткости, а новообразования, заложенные в них, по эхогенности (это характеристика ткани, определяемая при ультразвуковом обследовании) соответствуют реальным, что позволяет врачам тренировать навыки диагностики и взятия биопсийной пробы. Еще одна из последних разработок центра – это фантом, имитирующий сосуды и нервы человека. С помощью учебной модели врачи смогут тренировать навык получения доступа к сосудам под ультразвуковым контролем и блокады периферических нервов для анестезии. В модель можно ввести имитацию анестетика, чтобы проверить расположение кончика иглы и отработать всю процедуру локальной анестезии.