Эссе на тему: "Речевые технологии в автоматизированных системах в сфере образования"

Создание систем автоматического распознавания речи достаточно актуальное направление в сфере развития информационных технологий. Мало кто задумывается о том, на сколько эти технологии уже распространены в нашей жизни. Но многие разработчики считают, что эра помощников с голосовым управлением уже не за горами. Речевые технологии — это новейшие технологии XXI века, благодаря которым появилась возможность с помощью голоса управлять компьютерами, автомобилями, бытовой техникой.
Информатизация образования является не только необходимым условием успешного развития системы образования, но и важным фактором достижения ее главных целей - повышения уровня образованности и воспитанности людей, формирования у них нового научного мировоззрения, которое должно соответствовать условиям и проблемам развития общества в XXI веке.
В Концепции информатизации сферы образования РФ дано следующее определение: "Информатизация образования понимается как процесс, направленный на реализацию замысла повышения качества содержания образования, проведение исследований и разработок, внедрение, сопровождение и развитие, замену традиционных информационных технологий на более эффективные во всех видах деятельности в национальной системе образования России".
Информатизация является одним из важнейших инструментов содержательной, методологической и организационной перестройки образования с целью повышения его эффективности и приближения к реалиям современной жизни.
Информатизация образования на практике невозможна без применения специально разработанных компьютерных аппаратных и программных средств.
Анализируя информационные потоки в сфере образования, можно констатировать явное несоответствие между постоянно увеличивающимся объемом информации и существующей на сегодняшний момент практикой ее обработки, анализа и структурирования.
На сегодняшний день важна своевременная качественная и оперативная обработка информационных потоков, что возможно благодаря автоматизации. Новая экономическая энциклопедия дает следующее определение автоматизации: "автоматизация - это использование технических средств в системе управления без непосредственного участия человека в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов и информации".
Сегодня нельзя с полной уверенностью назвать сферы жизни и деятельности человека, которые рано или поздно будут автоматизированы. Человек совершенствуется вместе с технологиями, становится свободнее; техника высвобождает в его жизни место и время для более совершенных помыслов. Все это стало возможным в очень короткие по историческим меркам сроки. Компьютерные технологии постепенно проникают в такие области деятельности, которые еще недавно казались доступными исключительно человеческому духу, в том числе деятельность образовательную.
В настоящее время рациональное использование компьютерной техники в управлении системой образования нашло широкое применение и приобретает все большее значение в управлении учебно-воспитательным процессом образовательного учреждения.
Можно рассматривать голосовые технологии через три основные составляющие. Первая — система синтеза речи.
Синтез речи — это технология, которая дает возможность воспроизвести текст, как можно более похожим естественным человеческим голосом. Чтобы синтезированная речь звучала натурально, следует решать такие задачи, как плавность звучания, интонации, правильная расстановка ударения, расшифровка сокращений. Примером синтеза речи может служить вся дискография, радио. Вторая — система распознавания речи.
Распознавание речи — системы, которые позволяют преобразовывать в компьютерную форму, представленную слитную проблемно-ориентированную человеческую речь.
В настоящее время разработаны системы, которые могут разобрать ограниченное количество слов. Задача, распознавания произвольного слитного устного текста, все еще не решена. В пример разбора речи информационными системами можно привести новый голосовой поиск от Google, так же и его ближайшего конкурента Яндекс, который запустил подобный сервис. Третья — интерфейсная система. Д
ля совместного использования синтеза и распознавания речи нужно иметь некоторую систему, которая должна понимать, когда следует синтезировать, а когда распознавать полученную извне информацию. Иными словами, интерфейс. Речевому интерфейсу уделялось, мало внимания, поскольку многие разработчики считали, что для начала активного использования такой системы, будет достаточно создать хорошую программу распознавания речи. В качестве примера можно привести голосовой интерфейс — информационную систему дистанционного управления объектом GLASIS.
Основные принципы работы технологий управления голосом
Голосовое управление — это способ взаимодействия с устройствами при помощи голоса. Считается, что это следующая стадия управления техникой, после сенсорного ввода информации. Преимуществами голосового управления можно считать возможность удаленного и интерактивного взаимодействия с устройством, а также отсутствие с ним тактильного контакта. Голосовое управление происходит по следующим этапам — сегментация, распознавание речи, отклик на требуемую задачу.
Обработка речи начинается с определения уровня помех и искажений, полученного речевого сигнала. Далее в сигнале выделяются участки, которые содержат речь, и происходит оценка информации о формах слов. Этот этап называется сегментацией. Далее параметры речи поступают в декодер, где сопоставляются входные речевые потоки информации с потоками, хранящимися в акустических и языковых моделях устройства. Там же определяется некоторая наиболее вероятная последовательность слов, которая в итоге будет являться результатом. Это этап распознавания речи. Последнее — отклик на требуемую задачу. На этом этапе процессор, встроенный в используемое устройство, обрабатывает полученную команду. И если она совпадает с той, что хранится в его встроенной базе данных, то устройство выполняет требуемую задачу, если же команда отсутствует, то используемое оборудование оповестит о невозможности ее выполнения.
Проблемы развития речевых технологий
Основные проблемы, которые возникли перед разработчиками систем речевых технологий: Невозможность полностью подавить внешний шум. Системы очень чувствительны к шуму окружающей среды. И любые внешние помехи препятствуют правильному распознанию речи. Повышение точности распознания слитной речи. Поскольку сама система распознавания речи — это сложный процесс согласования данных, то любая, даже незначительная ошибка, может привести к получению неверного результата. Чувствительность систем к речевым оборотам диктора. От дикции человека зависит очень многое, но так как система направлена на широкое использование, то функционал программы, отвечающий за распознавание речи, должен быть очень гибким.
Стоимость приложений
Технологии распознания голоса требуют больших инвестиционных вложений. Здесь необходимы крупные вложения, как в аппаратную часть, так и в средства разработки программного обеспечения. Проблема идентификации пользователя по голосу. На данный момент системы распознания речи слишком неточны. В итоге, чем выше скорость отклика программы, тем выше шанс, что человек получит несанкционированный доступ к информации.
Сферы применения голосового управления
Речевые технологии охотно используются в медицине, например, для коррекционно-развивающей работы с людьми, у которых имеются нарушения звукопроизношения и/или слуха. Речевые системы так же внедрены и эффективно работают в банковских организациях. Они используют технологии голосового самообслуживания и обеспечивают быстрый доступ абонентов к запрашиваемой информации. Новым шагом авиационных компаний стало использовании технологий распознавания естественной речи, что позволило значительно улучшить качество обслуживания пассажиров, а также сократить расходы.
Голосовые системы самообслуживания помогли в образовании улучшить процесс, усовершенствовалась защита персональных данных клиентов, системы голосового управления помогают обеспечить контроль над некоторыми функциями в образовании.
На данный момент применение речевых технологий в бизнесе связано с большими затратами на оборудование и сопутствующее программное обеспечение. Однако, несмотря на экономическую дороговизну этой новинки, она уже окупает себя. И постепенно внедряется все большим числом предприятий. Технологии не стоят на месте и суммы инвестирования в область речевых технологий, только растут. Со временем обязательно появятся недорогие аналоги, которые все больше будут заменять человека в образовании. Конечно, сейчас это больше утопия, поскольку компьютер еще не способен разговаривать с интонацией, а полноценное распознавание слитной устной человеческой речи — невозможно. Но факты говорят о том, что эра голосовых помощников не за горами.
Необходимо отметить и то, что в последнее время наблюдается тенденция использования Интернет разными категориями пользователей. С одной стороны, учебные заведения всех уровней, федеральные и региональные органы управления образованием ведут активные работы по созданию и наполнению сайтов, на которых собрана самая различная информация о данном учебном заведении, региональных центров информатизации образования, образовательных порталов. С другой стороны, все большее количество преподавателей и других категорий работников сферы образования, учащихся и их родителей становятся пользователями глобальной сети.
Современные подходы к использованию Интернет-технологий предполагают реализацию информационного взаимодействия участников образовательного процесса, доступ современных пользователей ко всем ресурсам глобальных телекоммуникаций.
Создание непосредственного сетевого онлайнового общения позволит обеспечить доступность процессов управления изменениями в образовании не только группе руководителей, но и всему педагогическому составу и родителям. Организация конференций по актуальным проблемам образования, проведение сетевой дискуссии приобщит более широкий круг субъектов образования к обсуждению вопросов качества образования, воспитания и развития студентов. Руководители учебных заведений могут получить независимую информацию и разнообразные суждения по поводу улучшения качества образования или проблем, которые оказались вне поля зрения руководителей и педагогов.
Использование новых информационных технологий и ресурсов Интернет требует от педагогов и других участников учебно-воспитательного процесса высокой степени профессиональной компетентности. Педагог сегодня должен обладать так называемой "двойной компетенцией", т.е. помимо сугубо традиционных профессиональных знаний иметь современные знания и навыки работы с информационными технологиями, высокую информационную культуру.
Отсюда делаем вывод первый - все определяется личностью педагога и его мотивами, а не видом и количеством техники; и вывод второй - необходимо создание в учебном заведении особых условий, чтобы преподаватель захотел и смог применить (или получить) компьютерные знания в своей педагогической деятельности.
В настоящее время в системе образования сложились основные направления применения в учебно-воспитательном процессе новых информационных технологий, среди которых использование автоматизированных систем управления.
Список использованной литературы
Матвеев Ю. Н. Технологии биометрической идентификации личности по голосу и другим модальностям // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана 2012.
Петрушенко, А. А. Речевые технологии — следующий уровень сервиса / А. А. Петрушенко, Р. В. Петрушенко. — Текст : непосредственный // Технические науки в России и за рубежом : материалы V Междунар. науч. конф. (г. Москва, январь 2016 г.). — Москва : Буки-Веди, 2016. — С. 6-8. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/164/9303/ (дата обращения: 19.06.2020).
Фролов А.В., Фролов Г.В.Синтез и распознание речи. Современные решения, 2012.