Supporting Constructive Learning with a Feedback Planner

A promising approach to constructing more effective computer tutors is implementing tutorial strategies that extend over multiple turns. This means that computer tutors must deal with (1) failure, (2) interruptions, (3) the need to revise their tactics, and (4) basic dialogue phenomena such as acknowledgment. To deal with these issues, we need to combine ITS technology with advances from robotics and computational linguistics. We can use reactive planning techniques from robotics to allow us to modify tutorial plans, adapting them to student input. Computational linguistics will give us guidance in handling communication management as well as building a reusable architecture for tutorial dialogue systems. A modular and reusable architecture is critical given the difficulty in constructing tutorial dialogue systems and the many domains to which we would like to apply them. In this paper, we propose such an architecture and discuss how a reactive planner in the context of this architecture can implement multi-turn tutorial strategies

Using dialogue to learn math in the LeActiveMath project

We describe a tutorial dialogue system under development that assists students in learning how to differentiate equations. The system uses deep natural language understanding and generation to both interpret students ’ utterances and automatically generate a response that is both mathematically correct and adapted pedagogically and linguistically to the local dialogue context. A domain reasoner provides the necessary knowledge about how students should approach math problems as well as their (in)correctness, while a dialogue manager directs pedagogical strategies and keeps track of what needs to be done to keep the dialogue moving along.

Ein minimales Metadatenschema für BioDATEN

The annotation of metadata to enable FAIR research data management can be a tedious and time-consuming activity. To reduce this burden the SDC BioDATEN created a minimal metadata schema to collect the information necessary to publish research data and to improve findability. Besides this aspect, the developed schema supports the annotation and connection of multiple samples with multiple methods. Thus, the schema offers flexibility while reducing the overall burden of metadata annotation. The slides demonstrate and explain the approach and provide further details

English summaries of mathematical proofs

Automated theorem proving is becoming more important as the volume of applications in industrial and practical research areas increases. Due to the formalism of theorem provers and the massive amount of information included in machine-oriented proofs, formal proofs are difficult to understand without specific training. A verbalisation system, ClamNL, was developed to generate English text from formal representations of inductive proofs, as produced by the Clam proof planner. The aim was to generate natural language proofs that resemble the presentation of proofs found in mathematical textbooks and that contain only the mathematically interesting parts of the proof.

Initiative Management for Tutorial Dialogue

Tutors must maintain a delicate balance allowing students to do as much of the work as possible and to maintain a feeling of control, while providing students with enough guidance to keep them from becoming too frustrated or confused. In this paper, we describe our work in progress on de ning a model of initiative and automatically detecting where initiative should shift in tutorial dialogue

Bodeker's Effective Theory: From Langevin Dynamics to Dyson-Schwinger Equations

The dynamics of weakly coupled, non-abelian gauge fields at high temperature is non-perturbative if the characteristic momentum scale is of order |k|~ g^2 T. Such a situation is typical for the processes of electroweak baryon number violation in the early Universe. Bodeker has derived an effective theory that describes the dynamics of the soft field modes by means of a Langevin equation. This effective theory has been used for lattice calculations so far. In this work we provide a complementary, more analytic approach based on Dyson-Schwinger equations. Using methods known from stochastic quantisation, we recast Bodeker's Langevin equation in the form of a field theoretic path integral. We introduce gauge ghosts in order to help control possible gauge artefacts that might appear after truncation, and which leads to a BRST symmetric formulation and to corresponding Ward identities. A second set of Ward identities, reflecting the origin of the theory in a stochastic differential equation, is also obtained. Finally Dyson-Schwinger equations are derived.Comment: 56 page

Ein Werkzeug zur XSD basierten Metadatenannotation

Die Beschreibung von Forschungsdaten mit Metadaten ist ein wichtiger Baustein des Forschungsdatenlebenszyklus. Die Auffindbarkeit und Nachnutzbarkeit der Forschungsergebnisse, im Sinne der FAIR-Prinzipien, ist direkt davon betroffen. Aus diesem Grund stehen viele Dienste im Bereich des Forschungsdatenmanagements vor der Herausforderung, ihren Nutzer*innen ein Werkzeug anzubieten, mit dem sie ihre Daten mit passenden Metadatenstandards beschreiben können. Diese werden in vielen Fällen nicht vom Dienst selbst entwickelt und gepflegt. Dadurch kommt es zu Änderungen, die wiederum Aufwand bei der Implementierung im Werkzeug der Wahl mit sich bringen. Das Poster stellt ein Werkzeug vor, das einen generischen Ansatz bei der Bereitstellung von Formularen zur Metadatenbeschreibung verfolgt. Anstatt ein festes Metadatenschema zu hin terlegen, können jegliche Schemata verwendet werden, solange eine XML-Schema-Beschreibung (XSD) für sie existiert. Aus dieser formalen Beschreibung werden anschließend HTML-Formulare generiert, die Nutzer*innen ausfüllen können. Dadurch lassen sich beispielsweise mehrere Schemata nebeneinander befüllen, um so eine Metadatenbeschreibung zu erreichen, die exakt auf die Bedarfe der Nutzer*innen zugeschnitten ist. Eine automatisierte Validierung der Ergebnisse ist auf diese Weise ebenfalls möglich, wodurch Fehler direkt bei der Eingabe erkannt und korrigiert werden können. Der Aufwand bei der Implementierung von Aktualisierungen wird dadurch reduziert, dass diese sich direkt in die Formulare integrieren lassen, solange sie im XSD beschrieben sind. Eine Administrationsoberfläche ermöglicht Anpassungen an der Darstellung der Formulare hinsichtlich Reihenfolge und Sichtbarkeit von Elementen und den Eingabefeldern. Auf diese Weise werden Anpassungen in der XSD-Datei umgangen und gleichzeitig Flexibilität erzeugt. Das Annotationstool ist technisch in der Lage, auf verschiedene Identity Provider zurückzugreifen und so den Zugang zu den Formularen zu beschränken bzw. zu steuern. Um die Nutzer*innen beim Umgang mit dem Werkzeug zu unterstützen und die Qualität ihrer Eingaben zu erhöhen, wurde die Einbindung von Ontologien und Vokabularen in das Werkzeug integriert. Über eine Adminstrationsoberfläche lässt sich konfigurieren, welche Metadatenfelder aus welchen Vokabularen befüllt werden sollen. Die Ontologien selbst werden dabei aus externen Quellen eingebunden, sodass auch hier auf sich wandelnde Bedarfe der Nutzer*innen eingegangen werden kann. Das Poster demonstriert die technischen Grundlagen für diesen Ansatz und ihre Umsetzung. Weiterhin wird exemplarisch ein Beispiel aus der Praxis gezeigt, bei dem das Werkzeug genutzt wird, um Metadatensätze zu erstellen. Bei diesen wird das generische DataCite-Metadaten schema zur Registrierung von DOIs mit einem eigens für das Projekt erstellte fachspezifische Metadatenschema kombiniert und Letzteres mit Ontologien angereichert

Two-Loop Renormalization Group Analysis of the Burgers-Kardar-Parisi-Zhang Equation

A systematic analysis of the Burgers--Kardar--Parisi--Zhang equation in $d+1$ dimensions by dynamic renormalization group theory is described. The fixed points and exponents are calculated to two--loop order. We use the dimensional regularization scheme, carefully keeping the full $d$ dependence originating from the angular parts of the loop integrals. For dimensions less than $d_c=2$ we find a strong--coupling fixed point, which diverges at $d=2$, indicating that there is non--perturbative strong--coupling behavior for all $d \geq 2$. At $d=1$ our method yields the identical fixed point as in the one--loop approximation, and the two--loop contributions to the scaling functions are non--singular. For $d>2$ dimensions, there is no finite strong--coupling fixed point. In the framework of a $2+\epsilon$ expansion, we find the dynamic exponent corresponding to the unstable fixed point, which describes the non--equilibrium roughening transition, to be $z = 2 + {\cal O} (\epsilon^3)$, in agreement with a recent scaling argument by Doty and Kosterlitz. Similarly, our result for the correlation length exponent at the transition is $1/\nu = \epsilon + {\cal O} (\epsilon^3)$. For the smooth phase, some aspects of the crossover from Gaussian to critical behavior are discussed.Comment: 24 pages, written in LaTeX, 8 figures appended as postscript, EF/UCT--94/3, to be published in Phys. Rev. E