Проєкт інформаційної системи мобільного застосунку для віртуального голосового спілкування

Abstract

Розвиток штучного інтелекту та мобільних технологій істотно змінює підходи до комунікації й навчання. [1] Особливу увагу дослідників привертають системи, здатні забезпечити природну голосову взаємодію між людиною та програмою. У контексті вивчення іноземних мов такі технології відкривають можливість тренування усного мовлення у форматі діалогу з віртуальним співрозмовником. [1] Це створює комфортні умови для мовної практики, знижує мовний бар’єр і дозволяє користувачам самостійно вдосконалювати навички спілкування. Актуальність теми зумовлена зростанням попиту на персоналізовані освітні рішення, які поєднують інтерактивність, мобільність та інтелектуальну підтримку користувача. Практична значущість дипломного проєкту полягає у створенні практичного та сучасного інструменту, який дає змогу користувачам отримувати якісну та регулярну мовну практику без потреби залучення викладача чи носія мови. Завдяки реалізації даного проєкту користувач може здолати мовний бар’єр, тренувати вимову та отримувати коригування помилок, а також відстежувати прогрес у реальному часі із можливістю прослуховування у записі попередніх уроків. Даний підхід допоможе підвищити мотивацію до навчання та розвинути впевненість у комунікації із носіями мови в майбутньому. Особливу увагу приділено плануванню процесу розроблення згідно зі стандартами управління ІТ-проєктами. У роботі визначено основні ролі учасників, створено структуру робіт (WBS), розроблено графік виконання завдань, а також плани управління ризиками, комунікаціями, якістю та ресурсами. Запропонований проєкт інформаційної системи є основою для подальшої реалізації мобільного застосунку, здатного імітувати природне голосове спілкування та забезпечити новий підхід до практики іноземних мов. Система передбачає використання сучасних технологій розпізнавання та синтезу мовлення, нейронних моделей обробки природної мови, а також механізмів адаптивного навчання, які враховують рівень підготовки та темп користувача. Архітектура застосунку побудована за клієнт-серверним принципом із використанням хмарного зберігання даних, що гарантує масштабованість і зручність доступу з будь-якого мобільного пристрою. Особливу увагу приділено ергономіці інтерфейсу, простоті навігації, можливості вибору тем спілкування та інтеграції з особистим кабінетом користувача. Передбачено систему гейміфікації, що стимулює регулярну практику через досягнення, рівні та нагороди. Наукова новизна роботи полягає у поєднанні технологій штучного інтелекту, обробки голосу та методів навчання мов у єдиній інтерактивній платформі, що здатна моделювати природну розмову в режимі реального часу. Практичний результат може бути використаний як основа для розроблення комерційного продукту, а також у межах освітніх програм і мовних шкіл для підвищення ефективності дистанційного навчання. Перспективним напрямом подальших досліджень є інтеграція багатомовної підтримки, автоматичного оцінювання вимови та розширення функціоналу за рахунок доповненої реальності. Об’єктом дослідження є проєкт інформаційної системи мобільного застосунку для віртуального голосового спілкування. Предметом дослідження методи та засоби розробки інформаційної системи мобільного застосунку для віртуального голосового спілкування, що забезпечує інтерактивну взаємодію користувача із віртуальним співрозмовником. Метою магістерської роботи є розроблення проєкту інформаційної системи мобільного застосунку для віртуального голосового спілкування на основі технологій штучного інтелекту. У межах дослідження виконано аналіз сучасних підходів до створення мовних інтерфейсів, розглянуто функціональні можливості популярних застосунків для мовної практики та визначено їхні недоліки. [3] Проведено системний аналіз предметної області, сформульовано вимоги до майбутнього продукту, побудовано UML-діаграми, що описують логічну структуру та сценарії роботи системи. [4,5] Таким чином, розроблений проєкт інформаційної системи мобільного застосунку для віртуального голосового спілкування спрямований на створення ефективного інструменту для вдосконалення навичок усного мовлення та розвитку комунікативної компетентності користувачів. Запропоноване рішення забезпечує можливість індивідуальної мовної практики у зручному форматі, що підвищує мотивацію до навчання та сприяє подоланню мовного бар’єру. Отримані результати можуть бути використані під час подальшої реалізації повнофункціонального мобільного продукту, а також у навчальному процесі закладів освіти для підвищення ефективності дистанційного та самостійного вивчення іноземних мов, розширюючи доступ до якісної мовної практики для широкого кола користувачів.The development of artificial intelligence and mobile technologies is significantly transforming approaches to communication and learning. [1] Particular attention of researchers is focused on systems capable of providing natural voice interaction between humans and software. In the context of foreign language learning, such technologies open up opportunities for practicing spoken communication in the form of dialogue with a virtual interlocutor. [2] This creates comfortable conditions for language practice, reduces the language barrier, and enables users to independently improve their speaking skills. The relevance of this topic is driven by the growing demand for personalized educational solutions that combine interactivity, mobility, and intelligent user support. The practical significance of this project lies in creating a modern and functional tool that allows users to obtain high-quality and regular language practice without the need for a teacher or native speaker. The implemented solution enables users to overcome the language barrier, practice pronunciation, receive error correction, and track their progress in real time, including access to recordings of previous lessons. This approach increases learning motivation and builds confidence in communication with native speakers in the future. Special attention is given to planning the development process in accordance with IT project management standards. The thesis defines key project roles, develops a work breakdown structure (WBS), schedules tasks, and outlines risk, communication, quality, and resource management plans. The proposed information system project serves as the foundation for further implementation of a mobile application capable of simulating natural voice communication and providing a new approach to language practice. The system employs modern technologies for speech recognition and synthesis, neural natural language processing models, and adaptive learning mechanisms that take into account the user’s proficiency level and learning pace. The application’s architecture is based on a client-server model with cloud data storage, ensuring scalability and convenient access from any mobile device. Particular attention is paid to interface ergonomics, ease of navigation, topic selection for conversation, and integration with the user’s personal account. A gamification system is implemented to stimulate regular practice through achievements, levels, and rewards. The scientific novelty of this work lies in integrating artificial intelligence technologies, voice processing, and language learning methods into a single interactive platform capable of modeling natural conversation in real time. The practical results can serve as a basis for the development of a commercial product, as well as for use in educational programs and language schools to enhance the effectiveness of distance learning. Promising directions for future research include the integration of multilingual support, automatic pronunciation assessment, and the expansion of functionality through augmented reality technologies. The object of the research is the Project of an Information System for a Mobile Application for Virtual Voice Communication. The subject of the research is the methods and tools for developing an information system of a mobile application that ensures interactive user interaction with a virtual interlocutor. The purpose of this master’s thesis is to design an information system project for a mobile application enabling virtual voice communication based on artificial intelligence technologies. The study includes an analysis of modern approaches to the development of speech interfaces, an overview of the functional capabilities of popular language-learning applications, and an identification of their limitations. [3] A systematic analysis of the subject area has been carried out, requirements for the future product have been formulated, and UML diagrams describing the logical structure and operational scenarios of the system have been developed. [4,5] Thus, the developed Project of an Information System for a Mobile Application for Virtual Voice Communication is aimed at creating an effective tool for improving speaking skills and developing users’ communicative competence. The proposed solution provides opportunities for individual language practice in a convenient format, enhancing learning motivation and helping to overcome the language barrier. The obtained results can be applied in the further development of a fully functional mobile product, as well as in educational institutions to improve the efficiency of distance and independent foreign language learning, expanding access to high-quality language practice for a wide range of users.