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dramaling-app/docs/02_design/function-specs/common/ai-algorithm-specs.md

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AI 對話分析算法規格

概述

定義 Drama Ling 應用中 AI 對話分析系統的具體實現方案，整合語法評分與共用的口說評分、語用分析模組。

共用模組引用

本規格依賴以下共用模組，請參閱對應規格文件：

核心評分維度

基於 UI_LevelResult_ScoreSummary.png 的實際設計，採用三維對話評估指標顯示：

三維對話評估系統

目標: 提供清楚的學習反饋，觸發對應成就獎勵

三維對話評分指標

  • 語法評分: 評估語法正確性

    • 所有對話皆正確時即為完美表現，若有藉由錯誤訂正功能將全部錯誤訂正完畢，則一樣給予完美表現
    • 獲得完美表現則過關獎勵雙倍
    • 過關獎勵: +1 鑽石 + 10 XP

  • 口說評分: 評估口說表現的自然度和流暢性

  • 語用分析: 評估內容理解和表達適切性(只建議，不評分)

技術實現方案

  • AI 模型選擇: 待決定 (GPT-4/Claude/自建模型)
  • 即時分析: 目標響應時間 < 2秒
  • 成就觸發機制: 於遊戲結束時，自動檢測並發放對應獎勵

AI 對話分析功能

即時分析機制

基於最新規格的詳細分析系統：

  • 每句話即時分析: 用戶說出的每句話都進行即時判斷

    • 語法正確性分析（即時顯示於對話功能欄）
    • 口說評分（即時顯示於對話功能欄）→ 使用 口說評分系統
    • 任務完成狀態檢測
    • 指定詞彙使用檢測

  • 即時成功通知: 當用戶提及詞彙或完成任務時立即回饋

情境對話核心系統

情境對話通關檢測系統 (核心功能)

基於最新規格的結構化通關和評分機制：

劇情任務識別系統

意圖表達任務機制

每個劇本包含多個情境意圖表達任務，玩家需要在對話中適切地表達出指定意圖：

三級完成標準：

  • 🔴 未完成 (0%) - 完全沒有表達該意圖
  • 🟡 部分完成 (50%) - 有表達意圖但不夠清楚或完整
  • 🟢 完美完成 (100%) - 清楚、自然地表達了該意圖

⭐ 任務星獲得條件：當劇本中所有意圖任務都達到完美完成時獲得任務星

技術實現

  • 任務目標解析:

    • 解析每個劇本的具體意圖表達要求
    • 定義每個意圖的完成判定標準
    • 例如："預約餐廳" → 必須包含時間、人數、聯絡方式等要素

  • 意圖完成度評估:

    • AI即時分析用戶對話是否達成意圖目標
    • 按三級標準評估完成程度 (未完成/部分完成/完美完成)
    • 即時顯示任務進度給用戶參考

  • 任務進度追蹤及即時反饋機制:

    • 即時監控所有意圖任務的完成狀態
    • 當任務達成時觸發即時成功通知
    • 記錄每個任務的完成品質評分

指定詞彙檢測系統

  • 詞彙識別引擎:

    • 精準識別用戶是否使用指定的關鍵詞彙
    • 支援詞彙的不同變化形式（單複數、時態等）
    • 處理同義詞和相關變體的檢測

  • 即時反饋機制:

    • 使用詞彙時立即觸發成功通知
    • 提供詞彙使用品質的評分
    • 記錄詞彙掌握程度的學習數據

回覆卡關輔助系統

回覆協助功能 (消耗寶石)

觸發時機: 用戶在扮演角色遇到卡關，不知道該講什麼或怎麼講時

三層引導內容:

  • 對方意圖分析: 根據對話室中最後一句話，分析對方說這句話的意圖
  • 回應思緒引導: 分析用戶聽到這句話的反應及可能的回覆方向
  • 回覆範例生成: 生成一句具體的回覆範例

任務輔助功能 (免費)

  • 劇情任務範例:

    • 點擊任務提示按鈕後，先跳出警示，確認後即顯示一句範例
    • 說明「這樣說可以完成任務」
    • 當任務已完成時不顯示此按鈕
    • 完全免費，不消耗任何道具
    • 使用後，當前任務將不會獲得「⭐ 任務星」

  • 指定詞彙範例:

    • 展示指定詞彙的正確使用方式
    • 提供詞彙在不同語境下的使用示例
    • 包含詞彙變化形式的學習支援

中翻英輔助功能

  • Google翻譯整合: 直接將使用者的中文以Google翻譯轉譯成英文 (訂閱用戶)
  • 情境翻譯優化: AI分析對話情境後調整翻譯結果 (進階用戶)
    • 根據角色身份調整語氣 (正式/非正式/友善/專業)
    • 考慮文化背景提供更自然的表達方式
    • 修正直譯問題，提供更符合英語習慣的說法
    • 例如：「不好意思」→ 商務場合「I apologize」vs 日常「Sorry」

語音處理系統

  • 語音轉文字: 以語音輸入為主，文字輸入為輔的對話方式
  • 中文檢測: 當用戶講中文或輸入中文時，角色表示聽不懂
  • 語音品質檢測: 如果聽不到聲音，顯示「抱歉，好像沒有聲音，請重新錄製」
  • 口說表現分析: 整合 口說評分系統 進行分析

闖關學習系統整合 (重構為四關線性闖關)

本AI算法系統整合到 線性闖關學習系統 的四關架構中。

四關AI算法支援

第1關：詞彙學習 (Vocabulary Learning)

基於詞彙認知的AI輔助學習機制：

  • 詞彙展示功能:
    • 顯示詞彙本身、詞義、例句和示意圖
    • 協助用戶初步記住詞彙的核心資訊
    • 為後續關卡做準備
  • 詞彙選擇題:
    • 根據示意圖選出正確的英文詞彙
    • 4選1的單選題形式
    • 答錯時，將題目在最後重新測試
  • 通關機制: 所有詞彙題目都答對才算通關，自動獲得3顆星，解鎖第2關

第2關：詞彙熟悉 (Vocabulary Mastery)

基於語境應用的AI練習系統：

  • 例句重組功能:
    • 從單字選取區點選組出示意圖的原句
    • 訓練詞彙在語境中的使用能力
    • 強化語法結構理解
  • 詞彙配對功能:
    • 左邊示意圖與右邊詞彙進行配對
    • 全部配對正確才算完成
    • 提升詞彙識別和記憶連結
  • 通關機制: 所有配對和重組正確才算通關，自動獲得3顆星，解鎖第3關

第2+關：口說練習特別關卡 (Speaking Practice Bonus)

基於 口說評分系統 的付費訓練關卡：

關卡機制：

  • 付費模式: 消耗5鑽石開始遊戲
  • 特別機制: 唯一可跳過的關卡，不影響主線闖關進度
  • 關卡流程: 逐一展示詞彙例句，用戶需朗讀每個例句
  • 五維即時評分: 發音/流暢度/韻律/完整度/準確度即時評估

通關與獎勵：

  • 通關條件: 所有詞彙例句平均分數達到70分以上
  • 星級與獎勵機制:
    • 70-79分：1星，獲得1鑽石 + 10 XP (回收部分成本)
    • 80-89分：2星，獲得3鑽石 + 10 XP (略有虧損但有進步)
    • 90-100分：3星，獲得5鑽石 + 20 XP (獲利且大幅經驗值)
  • 解鎖效果: 通關後解鎖第3關

AI學習支援：

  • 發音精進: 針對特定詞彙的精確發音訓練
  • 記憶強化: 透過語音輸出深化詞彙印象
  • 個性化反饋: 每個詞彙提供詳細的發音改善建議

第3關：情境對話 (Situational Dialogue)

基於AI對話分析的綜合應用關卡：

關卡機制：

  • 免費模式: 免費進入，失敗扣1命條
  • AI角色對話: 與AI角色進行劇本情境對話
  • 雙重任務系統: 完成劇情意圖 + 使用前三關學習的5個指定詞彙

通關與星級系統：

  • 基本通關: 所有意圖任務≥50%完成 + 所有詞彙至少提及一次
  • 三星評分標準:
    • ⭐ 任務星：所有意圖任務100%完成
    • ⭐ 語法星：語法錯誤率 = 0
    • ⭐ 口說星：口說平均分數 > 80
  • 解鎖效果: 通關後解鎖下一劇本第1關

AI分析支援：

  • 即時分析: 語法、口說、任務完成三維度即時分析
  • 語用建議: 使用 語用分析系統 提供學習建議
  • 回覆輔助: 三層引導內容 (對方意圖分析/回應思緒引導/回覆範例生成)

共用詞彙設計標準

四關共用的詞彙組合設計：

  • 詞彙組合: 每個劇本包含5個詞彙
    • 3個常用單字
    • 1個常用片語
    • 1個常用俚語
  • 詞彙範例結構:
    • 買菜小冒險: market, vegetables, price + "ask for a discount" + "a steal"
    • 遲到的咖啡約會: coffee, late, apologize + "run into traffic" + "my bad"
    • 失而復得的手機: phone, lost, find + "look around for" + "lucky break"

間隔複習系統 (Spaced Repetition)

基於遺忘曲線的智慧複習機制：

複習清單管理

  • 自動加入機制:
    • 詞彙認識、詞彙熟悉、對話訓練通關後自動加入詞彙
    • 避免重複加入已存在的詞彙
    • 維護個人化的複習詞彙庫
  • 複習時機計算:
    • 下次複習時間 = 當日 + (2^複習次數)
    • 首次加入當日即為第一次複習時間
    • 例如：3/4學習 → 3/6複習 → 3/10複習 → 3/18複習

每日複習排程

  • 待複習詞彙判定:
    • 複習日期為當日或已過期的詞彙
    • 未準時複習的詞彙持續標記為待複習
    • 延遲複習時重新計算下次複習時間
  • 複習關卡執行:
    • 以「詞彙熟悉」關卡形式進行複習
    • 答錯題目複製到當前最後一題
    • 直到所有題目都答對才完成複習

進度保存機制

  • 中途離開處理:
    • 保留用戶當前複習進度和狀態
    • 再次進入時繼續上次未完成的複習
  • 完成獎勵機制:
    • 全部複習完成後給予經驗值獎勵
    • 更新詞彙複習次數和下次複習時間
    • 強化學習動機和持續性

情境對話關卡結算系統 (專屬於情境對話訓練)

情境對話關卡表現結算

觸發時機:

  • 當劇本時間用完
  • 任務已完成後，使用者自行離開
  • 任務未完成，使用者自行離開不會觸發關卡表現結算

情境對話過關判斷標準

  • 基本通關條件:

    • 所有意圖任務至少達到🟡部分完成(50%)
    • 所有指定詞彙至少被提及一次
    • 過關標準: 完成基本對話要求，可獲得通關獎勵

  • 星星獲得條件:

    • 依據上述三星評分標準 (任務星/語法星/口說星)
    • 每顆星星獨立計算，玩家可獲得0-3顆星星

情境對話表現評分系統

星星獲得標準 ⭐

每達成一項條件即可獲得一顆星，最多3顆星：

  • ⭐ 任務星 - 所有意圖任務完美完成

    • 劇本中每個意圖表達任務都達到🟢完美完成(100%)
    • 玩家成功在對話中自然表達出所有指定意圖
    • 獲得條件: 所有意圖任務完成度 = 100%

  • ⭐ 語法星 - 語法錯誤率 = 0

    • 用戶說的每句話經過語法判定都正確
    • 或者透過訂正功能將全部錯誤訂正完畢亦可
    • 獲得條件: 完全無語法錯誤

  • ⭐ 口說星 - 口說評分 > 80 (滿分100)

    • 使用 口說評分系統 評估
    • 計算用戶所有句子的口說平均分數
    • 獲得條件: 口說平均分數超過80分
學習建議系統 💡

不影響星星獲得，僅提供改善建議：

  • 💡 語用建議 - 對話語用分析
    • 使用 語用分析系統 分析
    • 提供六維語用標準的具體改善建議
    • 用途: 幫助用戶理解更自然的溝通方式

情境對話結算流程系統

過關流程

  • 成功宣告: 恭喜過關訊息
  • 表現結算: 顯示詳細評分和星級
  • 訂正選擇:
    • 如果點擊「立即訂正」→ 執行訂正流程 → 完成後領取訂正後獎勵
    • 如果點擊「不訂正」→ 直接領獎
  • 獎勵發放: 領取通關獎勵

失敗流程

  • 失敗宣告: 顯示失敗原因
  • 安慰獎勵: 領取時光卷一張

情境對話AI訂正系統

語法錯誤訂正

  • 錯誤收集: 系統收集該劇本對話中所有語法錯誤的句子
  • 依序訂正: 讓用戶依序對每個錯誤句子進行訂正
  • 進度追蹤: 分子=訂正次數，分母=語法錯誤句數+表達不順句數
  • 語音練習: 點擊練習按鈕後播放說話動畫，再次點擊送出錄音
  • 結果反饋: 檢查完成後回饋正確或錯誤

口說錯誤訂正

  • 口說評估: 使用 口說評分系統 進行評估
  • 口說錯誤收集: 收集口說錯誤的句子進行訂正
  • 語音重錄: 使用語音方式重新錄製和練習
  • 品質提升: 透過重複練習提升口說表現

技術實現重點

  • 快速響應: 優先保證系統響應速度
  • 準確評估: 確保評分的一致性和準確性
  • 獎勵整合: 與遊戲化系統無縫整合

技術架構設計

核心技術需求 (更新基於最新規格)

  • AI 服務選擇: 確定主要 AI 模型供應商
  • 語法評分算法: 建立語法正確性評分的具體邏輯
  • 雙重檢測引擎: 實現劇情任務和詞彙檢測的AI系統
  • 即時反饋系統: 任務完成和詞彙使用的立即通知機制
  • 回覆輔助引擎: 實現意圖分析和回應引導的AI模型
  • 翻譯服務整合: Google翻譯API的無縫整合
  • 限時系統整合: 300秒計時和結算觸發機制
  • 訂正系統AI: 語法錯誤和表達流暢度的訂正引擎
  • 成就系統整合: 自動觸發獎勵機制
  • 性能優化: 確保響應時間 < 2秒
  • 共用模組整合:

數據來源架構 (新增基於最新規格)

預先準備的數據 (事前手動生成)

  • 開場對話: 包含場景描述的4-8句開場對話
  • 任務定義: 中文描述、完成範例、範例翻譯
  • 詞彙數據: 包含翻譯、圖片、題庫等完整詞彙資料
  • 劇情大綱: 完整的劇本背景和角色設定
  • 獎勵設定: 關卡經驗值獎勵、寶石獎勷、訂正後獎勵數目

即時生成的數據 (關卡進行當下)

  • AI角色對話: 基於劇情和用戶回應的AI動態生成
  • 用戶對話: 語音轉文字後存入資料庫
  • 語法錯誤評估: AI即時分析每句話的語法正確性
  • 語意合適度評估: AI評估對話的語境適應性
  • 任務完成評估: AI判斷劇情任務的完成狀態
  • 口說分析: 使用 口說評分系統 分析
  • 語用建議: 使用 語用分析系統 生成建議
  • 回覆引導: AI生成的三層輔助內容
  • 對話翻譯: Google翻譯提供的中翻英服務

詞彙檢測系統

  • 詞彙變化形式: 資料庫儲存詞彙所有型態供模糊比對
    • 例如：eat, ate, eats, eaten
  • 即時比對機制: 每次對話結束後進行模糊比對
  • 語境適配: 確保詞彙使用的自然性和合理性

情境對話技術架構 (新增)

  • 劇情解析引擎: 理解和追蹤劇本任務的完成狀態
  • 詞彙監控系統: 即時檢測指定詞彙的使用情況
  • 雙重成功判定: 同時滿足劇情任務和詞彙要求的邏輯
  • 時間管理核心: 精確的300秒倒數計時系統

回覆輔助技術架構

  • 意圖識別模型: 基於context理解對方話語意圖
  • 回應策略生成: 提供多元化的回應思路建議
  • 範例生成算法: 根據使用者等級生成適當的回覆範例
  • 情境適應性: 確保建議符合對話場景和文化背景

基本品質控制

  • 準確性測試: 驗證評分結果的一致性
  • 用戶體驗: 確保獎勵系統運作順暢
  • 資料隱私: 基本的用戶資料保護

待完成任務

高優先級 (更新基於最新規格)

  1. 建立每句話的即時分析系統（語法、任務、詞彙三重檢測）
  2. 實現劇情任務完成狀態的AI檢測引擎
  3. 建立指定詞彙模糊比對系統（支援詞彙變化形式）
  4. 開發詞彙學習關卡系統（詞彙認識和詞彙熟悉）
  5. 實現間隔複習算法（2^複習次數的遺忘曲線計算）
  6. 開發即時成功通知機制（任務完成和詞彙使用立即反饋）
  7. 實現三維度結算評分系統（語意60+、語法0錯、流暢60+）
  8. 建立語音轉文字和中文檢測系統
  9. 整合共用模組：口說評分系統和語用分析系統
  10. 開發回覆輔助的三層引導AI（意圖分析、思緒引導、範例生成）

中優先級

  1. 建立雙重通關條件的邏輯驗證系統
  2. 優化時間壓力下的AI分析準確性
  3. 設計三類輔助工具的智能推薦機制
  4. 建立意圖分析模型的準確性測試
  5. 優化回覆範例生成的品質控制
  6. 建立評分一致性的測試機制
  7. 優化與遊戲化系統的整合
  8. 確保基本的資料隱私保護

新增功能優先級

  1. 設計劇情任務的複雜度分級系統
  2. 建立指定詞彙的學習進度追蹤
  3. 優化限時環境下的用戶體驗
  4. 設計回覆卡關的觸發時機和條件
  5. 建立輔助功能使用的數據追蹤
  6. 優化中翻英結果的情境適應性
  7. 設計輔助功能的學習成效測量

最後更新: 2025-09-11 - 重構：拆分共用模組並建立引用機制
版本: 2.0 - 模組化版本：整合口說評分和語用分析共用模組
維護者: Drama Ling 開發團隊