БАГАТОШАРОВА МІКРОСЕРВІСНО-АГЕНТНА АРХІТЕКТУРА СИСТЕМИ ПЕРСОНАЛІЗОВАНОГО НАВЧАННЯ

Ключові слова: автоматизоване тестування, Docker, мікросервісна архітектура, навчальна платформа, навчання, персоналізація, моніторинг, агент, масштабування, продуктивність

Анотація

Метою роботи є розроблення багатошарової мікросервісно-агентної архітектури системи для реалізації персоналізованого навчання на основі використання поведінкових даних із інтегрованим модулем комп’ютерного зору (SBMS–LMS), що забезпечує адаптивність навчального процесу та можливість автоматичного відстеження різноманітної активності студентів. Методологічною основою є поєднання принципів багатоагентних систем, мікросервісної архітектури, сенсорної поведінкової аналітики та формальної верифікації безпеки у часовій логіці. Архітектура реалізує семирівневу модель, що включає сенсорний шар (SBMS), аналітичні сервіси (Learning Analytics, Adaptive Learning), агентну оркестрацію (MAS) та інтеграцію з часто використовуваною LMS Moodle через технологію REST API. Система дозволяє підтримувати збір поведінкових сигналів (присутність студентів на заняттях, увага на лекційних заняттях, порушення дисципліни та використання систем обходу систем контролю), аналітику активності та успішності, формування рекомендацій для учнів і зворотний зв’язок у режимі реального часу, який забезпечує можливість студентам впливати на навчальний процес та покращувати його якість. Модуль безпеки гарантує автентифікацію, шифрування та знеособлення даних відповідно до політик GDPR/FERPA. Наукова новизна полягає у створенні єдиного, стандартизованого когнітивно-аналітичного контуру, який поєднує в собі агентну логіку ухвалення рішень, потокову аналітику поведінкових даних та мікросервісну можливість розбиття функцій освітніх сервісів на незалежні модулі, що в свою чергу підвищує відмово стійкість та захист від отримання повного доступу до системи можливим зловмисником. Отримані в процесі дослідження результати на практиці підтверджують ефективність інтеграції SBMS із LMS та здатність створеної системи динамічно адаптувати навчальні траєкторії, підвищуючи якість і персоналізацію освіти.

Посилання

1. Du Plooy E., Casteleijn D., Franzsen D. Personalized adaptive learning in higher education: A scoping review of key characteristics and impact on academic performance and engagement. Heliyon. 2024. Vol. 10, № 21. DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e39630.
2. Schicchi D., Taibi D. Redefining education: A personalized AI platform for enhanced learning experiences. Proceedings of the Second International Workshop on Artificial Intelligence Systems in Education (AIxIA 2024). CEUR Workshop Proceedings, 2024.
3. Sajja R., Sermet Y., Cwiertny D. та ін. Integrating AI and Learning Analytics for Data-Driven Pedagogical Decisions and Personalized Interventions in Education. Tech Know Learn. 2025. DOI: 10.1007/s10758-025-09897-9.
4. Córdova-Esparza D. M. AI-powered educational agents: Opportunities, innovations, and ethical challenges. Information. 2025. Vol. 16, № 6. P. 469. DOI: 10.3390/info16060469.
5. Han Y., Hong S., Li Z. та ін. Defining and Classifying the Roles of Intelligent Learning Companion Systems: A Scoping Review of the Literature. TechTrends. 2025. Vol. 69. P. 567–581. DOI: 10.1007/s11528-025-01058-0.
6. Zhang X., Zhang C., Sun J., Xiao J., Yang Y., Luo Y. EduPlanner: LLM-based multi-agent systems for customized and intelligent instructional design. IEEE Transactions on Learning Technologies. 2025.
7. Ren X., Wang H., Cai T. T. Design and Implementation of a Microservices-Based Online Learning. Proc. of EIMT 2023. Springer, 2023. Vol. 8. P. 455. DOI: 10.2991/978-94-6463-192-0_60.
8. Lysenko R., Skorokhoda O. Enhancing adaptive systems with Intelligent Agents in Microservice Architectures. Proc. of SMARTINDUSTRY 2025. P. 241–254. URL: https://ceur-ws.org/Vol-3970/.
9. Bernard C., Garcia D., Fox A. The development and management of GradeSuite: A microservice LMS for mastery learning. Tech. Rep. EECS-2025-127. Univ. of California, Berkeley, 2025. URL: https://www2.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/2025/EECS-2025-127.pdf.
10. Shaiba H., Hadjouni M., John M. Microservices‐based student support framework (MicSSF) to enhance equity in education. Computer Applications in Engineering Education. 2023. Vol. 31, № 4. P. 884–899.
11. Axak N., Kushnaryov M., Tatarnykov A. Agent-driven approach to enhancing e-learning efficiency. Advances in Information Control Systems and Technologies: монографія / за ред. проф. В. Вичужаніна. Львів– Торунь: Liha-Pres, 2024. 380 с. DOI: 10.36059/978-966-397-422-4.
12. Аксак Н., Татарников А. Огляд систем управління електронним навчанням. Традиційні та інноваційні підходи до наукових досліджень: матеріали IV Міжнар. наук. конф. Житомир, 2023. С. 131–136. ISBN 978-617-8126-12-4. DOI: 10.36074/mcnd-10.02.2023.
Опубліковано
2025-12-30
Як цитувати
Аксак, Н. Г., & Татарников, А. О. (2025). БАГАТОШАРОВА МІКРОСЕРВІСНО-АГЕНТНА АРХІТЕКТУРА СИСТЕМИ ПЕРСОНАЛІЗОВАНОГО НАВЧАННЯ. Системи та технології, 70(2), 74-83. https://doi.org/10.32782/2521-6643-2025-2-70.8
Розділ
КОМП’ЮТЕРНІ НАУКИ