Nhánh trợ lý kiến thức và giáo án (QA): 7. Multi-layer RAG tra cứu tri thức theo tầng: ưu tiên sách giáo khoa và catalog nội bộ; nếu dữ liệu chưa có sẵn, hệ thống tự động tìm kiếm nguồn mở rộng trên Internet (Web Search) và trích dẫn URL công khai. 8. Formula & Answer Verification tính toán lại công thức độc lập bằng computation allowlist, xác minh nguồn và gắn nhãn nguồn gốc câu trả lời (grounding metadata) minh bạch trước khi trả về.

Các công nghệ chính:

• Frontend: React, TypeScript, Vite, Babylon.js, TailwindCSS.
• Backend: Python, FastAPI, Pydantic, LangGraph/LangChain.
• Dữ liệu: PostgreSQL, pgvector, SQLite và structured Physics Gold.
• Nguồn kiến thức: Sách giáo khoa GDPT 10–12, OpenStax University Physics và Modelica MultiBody.

Tính chính xác và an toàn

Thay vì để AI tự do viết mã đồ họa dễ sai lệch kiến thức, STEMverse áp dụng nguyên tắc Schema-First:

• Mọi thí nghiệm được biểu diễn dưới dạng Structured Proposal lưu rõ thành phần, tham số, miền giá trị hợp lệ, quan hệ kết nối, mô hình chuyển động và nguồn gốc xác minh.
• Đầu ra của AI phải đi qua schema và lớp kiểm tra vật lý trước khi tới renderer. Hệ thống không sử dụng eval, new Function hoặc thực thi mã do mô hình ngôn ngữ tự sinh.
• Mọi câu trả lời giải đáp đều được gán nhãn độ tin cậy rõ ràng (TEXTBOOK_RAG, VERIFIED_CATALOG, WEB_RAG, GENERAL_STEM) để giáo viên và học sinh dễ dàng kiểm chứng.

Kết quả hiện tại

Phiên bản hiện tại đã triển khai hoàn chỉnh luồng tạo, tương tác và quản lý học tập:

• Kho thí nghiệm đa dạng: Đã xây dựng pipeline dữ liệu chuẩn cho hơn 19 dạng thí nghiệm thuộc Cơ học (con lắc đơn/vật lý, rơi tự do, ném ngang/xiên, va chạm đàn hồi/mềm, mặt phẳng nghiêng, ròng rọc, lò xo...) cùng Điện,Quang, Sóng và Nhiệt học (mạch RLC, thấu kính, gương cầu, sóng dừng, giao thoa sóng, Boyle-Mariotte, cảm ứng từ...).
• Khả năng sinh mới và tra cứu mở rộng: Tạo được mô phỏng mới chưa có sẵn trong catalog thông qua bộ kiểm chứng tự động, đồng thời giải đáp được kiến thức ngoài dữ liệu nội bộ nhờ tra cứu Internet có kiểm duyệt.
• Công cụ sư phạm tích hợp: Hoàn thiện giao diện soạn Hướng dẫn thực hành (Teacher Guide), tạo và chia sẻ Phòng học (Rooms), lưu trữ bài làm cá nhân và đồng bộ tự động.

Tính khả thi

STEMverse hoạt động trực tiếp trên trình duyệt web, không yêu cầu cài đặt phần mềm chuyên dụng hay cấu hình máy tính phức tạp. Kiến trúc proposal có cấu trúc giúp hệ thống:

• Tái sử dụng các thí nghiệm đã được chuyên gia xác minh, giảm thời gian và chi phí vận hành AI.
• Hạn chế tối đa hiện tượng sai lệch kiến thức khoa học (hallucination).
• Dễ dàng mở rộng thêm dạng thí nghiệm, mô hình vật lý và solver mới.
• Theo dõi toàn bộ lịch sử phiên bản và trạng thái bài học của từng người dùng.
• Sẵn sàng tích hợp vào trường học, thư viện học liệu số và các hệ thống quản lý học tập (LMS).

Điểm khác biệt

Điểm khác biệt của STEMverse không chỉ dừng lại ở việc dùng AI tạo hình ảnh 3D đơn thuần, mà nằm ở:

• Điều khiển toàn bộ quy trình thí nghiệm bằng tiếng Việt tự nhiên.
• Dữ liệu khoa học có nguồn gốc chuẩn và quy trình kiểm chứng nhiều lớp.
• Khả năng tự sinh thí nghiệm mới và tra cứu kiến thức bên ngoài nhưng vẫn kiểm soát được tính đúng đắn.
• Hỗ trợ toàn diện cho giáo viên từ việc tạo mô phỏng đến tự động sinh hướng dẫn thực hành và quản lý phòng học số.
• Mô phỏng 3D cho phép tương tác sâu, thay đổi tham số và quan sát sự thay đổi quy luật theo thời gian thực.
• Trợ giảng AI tích hợp giải thích bản chất hiện tượng ngay trong quá trình thực hành.

Hướng phát triển

Các bước phát triển tiếp theo gồm:

• Hoàn thiện bộ solver động lực học chuyên sâu cho các hiện tượng điện từ trường phức tạp, quang hình và nhiệt động lực học.
• Mở rộng kho thí nghiệm chuẩn hóa do chuyên gia và giáo viên thẩm định.
• Bổ sung công cụ đo đạc số liệu trực tiếp, vẽ đồ thị thời gian thực và xuất báo cáo thí nghiệm tự động.
• Nâng cấp tính năng phòng học cộng tác thời gian thực giữa giáo viên và học sinh trong cùng một không gian 3D.
• Tích hợp sâu với các nền tảng giáo dục trực tuyến và chuẩn dữ liệu học tập quốc tế.

Tác động kỳ vọng

STEMverse hướng tới việc rút ngắn thời gian chuẩn bị học liệu trực quan của giáo viên từ nhiều giờ xuống vài phút, đồng thời trao cho học sinh một không gian thí nghiệm số an toàn, không giới hạn để chủ động khám phá quy luật khoa học.

Mục tiêu dài hạn là biến việc tạo và học tập với nội dung STEM tương tác từ một rào cản kỹ thuật phức tạp thành một trải nghiệm hội thoại đơn giản, tin cậy và dễ tiếp cận cho mọi trường học.