在 IT 教学中使用 AWS AI 和 Amazon Sumerian

此客座博文来自 AWS Machine Learning Hero，Cyrus Wong。Cyrus 是香港专业教育学院 (Lee Wai Lee) 云计算创新中心的数据专家。他已经获得了全部九项 AWS Certification，有兴趣通过开源项目、博客文章和其他活动与他人分享 AWS 知识。

我们学院 (IVE) 每年为数千名学生提供 IT 培训，我们的课程之一成功应用了 AWS Promotional Credits。我们最近创建了名为“实验室监测”的开源项目，其用 AWS AI、无服务器和 AR/VR 服务提升学习体验，收集数据，以了解学生在实验室做了什么。

实验室活动的常见问题之一是学生经常做与课程无关的事情（如看视频或打游戏）。而且，学生可以轻易从同学处抄来答案，因为实验室答案是软复本。老师们很难给学生适当的挑战，因为通常答案只有一个，没人知道哪些学生是自己在实验室做出答案的，哪些是相互抄袭而来的！

实验室监测改变了评估模式，从仅关注最终结果变为关注整个发展进程。我们用 AWS AI 服务支持和监测学生。

系统由以下部分组成：

实验室监测代理是 Python 应用程序，在学生计算机活动上运行。全部信息定期发送给 AWS。要识别学生和保护 API 网关，每位学生有单独的带有使用限制的 API 密钥。功能包括：

抓取所有键盘和指针活动。这能确保学生真正在进行练习，因为不可能不用键盘和指针就能完成编码任务！而且，我们鼓励学生使用快捷键，我们需要这样的信息作为指标。
监测和控制 PC 进程。老师可以让学生停止运行与实验室无关的程序。对于计算机测试，我们可以切断全部浏览器和通讯软件。处理详细信息是对于决定是否升级硬件而言是非常重要的！
截屏。Amazon Rekognition 可以检测视频或不适当内容。提取文本内容可能触发 Amazon Sumerian 主机自动与学生谈话。老师不可能监测全部学生的屏幕！我们使用带 S3 Transfer Acceleration 的预先分配的 URL 来加速图片上载。
学生保存他们的代码时，上载源代码至 AWS。知道学生何时完成任务，为速度较慢的学生提供支持，这些都很好！

实验室监测收集器是 AWS 无服务器应用程序模型，用于收集数据和为 AR 实验室助理提供 API。视情况而言，老师可以在每次学生保存代码时运行 AWS Lambda 内的单元测试，立即进行评分。它不断将全部数据保存至 Amazon S3 数据湖，老师可以使用 Amazon Athena 分析数据。

为节约成本，预定的 Lambda 功能每 15 分钟检查老师的课程日历一次。有课时，它会自动创建 Kinesis 流和 Kinesis 数据分析应用程序。老师可以看到近乎实时的全部学生活动视图。

AR 实验室助理是 Amazon Sumerian 应用程序，用于提醒学生完成实验练习。它将摄像图像发送至 Amazon Rekognition 并获得一个学生 ID。

有情况发生时，Sumerian 主机 Christine 用 Amazon Polly 与学生对话：

学生还可以向她提问，例如，检查他们的全部进程。主机还可以连接到 Lex 聊天机器人。学生的对话保存在 DynamoDB 中，由 Amazon Comprehend 据此提供情绪分析结果。

学生屏幕像 Sumerian 应用程序里的投影仪。

Christine：“停止，在实验室内看不该看的内容！ Tom Cruise 不会帮助您写 Python 代码！”

凭借各种 AWS 服务的综合力量，学生现在可以集中精力仅专注于实验室练习，不再想要相互抄袭答案！我们在四个月前创建了该项目，目前还在进行中。在未来版本中，我们计划创建机器学习模型，以基于课堂表现预测学生的最终成绩。他们感觉有了 Christine 课堂变得更有趣了。

最后，我们想感谢 AWS Educate 为我们提供了 AWS 充值，感谢来自 IVE 云和数据中心管理高级文凭班的 AWS Academy 学生开发者小组：Mike、 Long、Mandy、Tung、Jacqueline 以及 Hin。他们将该应用程序提交至 AWS 人工智能 (AI) 编程马拉松，刚获悉他们取得了三等奖！

亚马逊AWS官方博客