Como a IA do Duolingo aprende o que você precisa aprender

Jan 16, 2024

A IA que alimenta o aplicativo de aprendizado de idiomas hoje pode atrapalhar a educação amanhã

É hora do almoço quando o seu telefone pings você com uma coruja verde que alegremente lembra de "Keep Duo Happy!" É uma sugestão do Duolingo, o popular aplicativo de aprendizado de idiomas, cujos algoritmos sabem que é mais provável que você pratique 5 minutos de espanhol a essa hora do dia. O aplicativo escolhe suas palavras de notificação com base no que funcionou para você no passado e nas especificidades de suas conquistas recentes, adicionando uma pitada de novidades que chamam a atenção. Quando você abre o aplicativo, a lição que está na fila é calibrada para o seu nível de habilidade e inclui uma revisão de algumas palavras e conceitos que você errou durante a última sessão.

O Duolingo, com sua abordagem semelhante a um jogo e elenco de personagens de desenhos animados brilhantes, apresenta uma interface de usuário simples para orientar os alunos por meio de um currículo que leva à proficiência no idioma, ou mesmo à fluência. Mas nos bastidores, sofisticados sistemas de inteligência artificial (IA) estão funcionando. Um sistema em particular, chamado Birdbrain, está melhorando continuamente a experiência do aluno com algoritmos baseados em décadas de pesquisa em psicologia educacional, combinados com avanços recentes em aprendizado de máquina. Mas, do ponto de vista do aluno, simplesmente parece que a coruja verde está ficando cada vez melhor em personalizar as aulas.

Nós três estivemos intimamente envolvidos na criação e melhoria do Birdbrain, do qual o Duolingo lançou recentemente sua segunda versão. Vemos nosso trabalho no Duolingo como uma promoção da missão geral da empresa de "desenvolver a melhor educação do mundo e torná-la universalmente disponível". Os sistemas de IA que continuamos a refinar são necessários para dimensionar a experiência de aprendizado além dos mais de 50 milhões de alunos ativos que atualmente concluem cerca de 1 bilhão de exercícios por dia na plataforma.

Embora o Duolingo seja conhecido como um aplicativo de aprendizado de idiomas, as ambições da empresa vão além. Lançamos recentemente aplicativos que abrangem alfabetização infantil e matemática da terceira série, e essas expansões são apenas o começo. Esperamos que qualquer um que queira ajuda com o aprendizado acadêmico possa um dia recorrer à simpática coruja verde em seu bolso que pula para eles: "Pronto para sua lição diária?"

Em 1984, o psicólogo educacional Benjamin Bloom identificou o que veio a ser chamado de problema 2-sigma de Bloom. Bloom descobriu que os alunos médios que foram ensinados individualmente tiveram dois desvios padrão melhores do que teriam em uma sala de aula. Isso é suficiente para elevar os resultados dos testes de uma pessoa do percentil 50 para o 98.

Quando o Duolingo foi lançado em 2012 por Luis von Ahn e Severin Hacker a partir de um projeto de pesquisa da Carnegie Mellon University, o objetivo era criar um tutor de idiomas on-line fácil de usar que pudesse aproximar esse efeito de superalimentação. Os fundadores não estavam tentando substituir grandes professores. Mas como imigrantes (da Guatemala e da Suíça, respectivamente), eles reconheceram que nem todos têm acesso a bons professores. Ao longo dos anos seguintes, a crescente equipe do Duolingo continuou a pensar em como automatizar três atributos principais de bons tutores: eles conhecem bem o material, mantêm os alunos envolvidos e rastreiam o que cada aluno sabe atualmente, para que possam apresentar um material que não é nem muito fácil nem muito difícil.

O Duolingo usa aprendizado de máquina e outras tecnologias de ponta para imitar essas três qualidades de um bom tutor. Primeiro, para garantir experiência, empregamos ferramentas de processamento de linguagem natural para ajudar nossos desenvolvedores de conteúdo a auditar e melhorar nossos cerca de 100 cursos em mais de 40 idiomas diferentes. Essas ferramentas analisam o vocabulário e o conteúdo gramatical das aulas e ajudam a criar uma variedade de traduções possíveis (para que o aplicativo aceite as respostas dos alunos quando houver várias maneiras corretas de dizer algo). Em segundo lugar, para manter os alunos envolvidos, gamificamos a experiência com pontos e níveis, usamos a tecnologia de conversão de texto em fala para criar vozes personalizadas para cada um dos personagens que povoam o mundo do Duolingo e ajustamos nossos sistemas de notificação. Quanto a entrar na cabeça dos alunos e dar-lhes a lição certa, é aí que entra o Birdbrain.