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AI數字人系統TheoremExplainAgent：將數學公式和科學定理，通過生成動畫視頻來講解
TheoremExplainAgent是什么？
TheoremExplainAgent（TEA）是一個基于雙智能體架構的STEM領域定理可視化解釋系統，旨在通過生成動畫視頻的方式，直觀地講解數學公式和科學定理。
TheoremExplainAgent的技術架構
雙智能體協作框架：TheoremExplainAgent采用規劃智能體（Planner Agent）和編程智能體（Coding Agent）的雙智能體協作流程。規劃智能體負責定理解析與教學規劃，而編程智能體則負責將教案轉化為Manim動畫代碼。
核心技術支撐：使用Manim作為動畫引擎，結合RAG（Retrieval-Augmented Generation）技術融合學科知識庫，以及TheoremExplainBench (TEB)作為評估體系。
TheoremExplainAgent的核心組件
Planner Agent：負責理解定理內容，制定教學計劃，設計教案，并撰寫講解腳本。
Coding Agent：將Planner Agent生成的教案轉化為Manim動畫代碼，生成5分鐘的動畫視頻，并搭配相應的音頻解說。
TheoremExplainAgent的技術亮點
多模態輸出能力：支持動畫、圖文、公式混合呈現，使教學內容更加生動有趣。
渲染速度提升：相比傳統方式，渲染速度提升了20%。
評估體系創新：首創五維量化評估標準，Spearman相關系數達0.88。
輕量化部署：o3-mini模型參數減少40%，但保持93.8%的核心性能。
TheoremExplainAgent的應用場景
MOOCs平臺：如Coursera、Khan Academy，用于課程開發，自動生成教學動畫素材。
教育資源庫：如OpenStax、LibreTexts，用于內容增強，動態教材自動生成。
課堂教學輔助：在傳統課堂上作為補充材料展示關鍵知識點。
自主學習工具：學生可以在課后通過觀看這些視頻自行復習鞏固所學知識。
線上教育平臺：平臺可以利用該工具豐富其課程庫中的多媒體資源。
家庭輔導：家長可以用這些視頻為孩子提供額外的幫助和支持。
TheoremExplainAgent的技術優勢
人工評估效率提升：相比傳統方法，人工評估效率提升了4倍。
LaTeX公式解析準確率：高達98.6%。
支持學科符號系統：支持20+學科符號系統，多模型API兼容（GPT、Claude、Gemini）。
項目地址：https://tiger-ai-lab.github.io/TheoremExplainAgent/
論文地址：https://arxiv.org/pdf/2502.19400
