Create app.py

app.py

@@ -0,0 +1,244 @@
+import gradio as gr
+from openai import OpenAI
+from os import getenv
+import os
+
+client = OpenAI(
+  base_url="https://openrouter.ai/api/v1",
+  api_key=getenv("OPENROUTER_API_KEY"),
+)
+
+with gr.Blocks() as app:
+
+    dialog_state_var = gr.State([])
+    counter_memory = gr.State([1])
+
+    def api_call(prompt, model_id):
+        completion = client.chat.completions.create(
+        model=model_id,
+        max_tokens = 2000,
+        messages=[
+            {
+                "role": "user",
+                "content": prompt,
+            },
+        ],
+        )
+        answer = completion.choices[0].message.content
+        return answer
+
+    def parse(response):
+        if "TUTOR:" in response:
+            answer = response.split("TUTOR:")[1]
+            if "ANALYSE" in answer: 
+                answer = response.split("ANALYSE:")[0]
+            return answer
+        else:
+            return "XXX COULD NOT PARSE.. \n\nOriginal Response: \n"+response
+
+    def next(input, model,tutor, base_prompt, dialog_state, prompt_summary, memory, counter):
+        dialog_state.append("Schüler: "+input)
+        dialog = "\n\n".join(dialog_state)
+
+        counter = counter[0]
+        if counter%2 == 0:
+            last_4 = "\n".join(dialog.split("\n")[-4:])
+            prompt_summary = prompt_summary.format(dialog=last_4)
+            response_summary = api_call(prompt_summary, model)
+            if not "[KEINE_INFORMATIONEN]" in response_summary:
+                memory+="\n"+response_summary
+        counter += 1
+
+        prompt = base_prompt.format(tutor=tutor, dialog=dialog, response_student=input, memory=memory)
+
+        response_full = api_call(prompt, model)
+        response_tutor = parse(response_full)
+
+        dialog_state.append("Tutor: "+response_tutor)
+        dialog = "\n\n".join(dialog_state)
+
+        file_path = "dialog.txt"
+        with open(file_path, "w") as file:
+            file.write(dialog)
+        
+        print(txt_input, txt_model, txt_tutor, txt_prompt, dialog_state)
+        return dialog, dialog_state, "", response_full, gr.DownloadButton(label="Download Dialog", value=file_path, visible=True), memory, [counter]
+
+
+    tutor_val = """Du bist ein intelligenter KI-Tutor der speziell für die Unterstützung
+von Schülern entwickelt wurde. Du hast eine sehr starke didaktische Kompetenz, bist geduldig, motivierend 
+und unterstützend. Du bist besonders gut darin, Schüler Schritt für Schritt an ein Thema heranzuführen und 
+komplexe Themen oder Aufgaben anschaulich und schüler-gerecht zu erklären. Du gibst niemals lange 
+Erklärungen oder verrätst die Lösung zu einer Aufgabe, sondern Du unterstützt den Schüler, leitest ihn durch geschicktes 
+Nachfragen und kleinere Tipps, bis er selbst auf die Lösung kommt. Du drückst dich locker und leicht umgangssprachlich
+auszudrücken und achtest auf eine einfache Sprache um auf einer Ebene mit dem Schüler zu sein."""
+
+    prompt_val = """{tutor}
+{dialog}
+Übernimm die Rolle des beschriebenen KI-Tutors und formuliere die nächste Antwort des Tutors.
+Versuche kurze, prägnante Sätze zu verwenden und gib immer nur eine Information auf einmal oder stelle eine Frage auf einmal. 
+Gehe Schritt für Schritt vor: 
+INFORMATIONEN: Eine Liste von allen Informationen, die Du bisher über den Schüler und seine Situation gesammelt hast.  
+ANALYSE: Analysiere den bisherigen Dialog und die Informationen, die Du bisher hast. Beschreibe, was das hauptsächliche Ziel des Schülers ist und in 
+wechler Situation ihr euch gerade im Dialog befindet. Fass alle relevanten Informationen zusammen, die für deine nächste Antwort und die aktuelle
+Situation relevante sind zusammen. Dies beinhaltet die aktuelle Aufgabe, die bearbeitet wird, alle Hilfsmaterialien wie Texte, Schaubilder oder Zusatzinformationen
+und alle Informationen über den Wissensstand des Schülers, die Du bisher gesammelt hast.
+SCHÜLER: Analysiere im detail die letzte Antwort des Schülers. Diese lautet: "{response_student}". Überprüfe ob seine Aussage korrekt ist und und was er mit seiner Antwort aussagen möchte möchte.
+Verknüofe deine Auswertung der Schülerantwort mit den Informationen, die Du hast und ziehe logische Schlüsse.
+STRATEGIE: Erläutere, was deine Strategie und dein nächster Schritt als Tutor sein sollte. Beachte, dass Du nur auf die aktuelle Antwort des Schülers
+reagieren kannst. Verliere nicht das hautpsächliche Ziel des Dialogs aus den Augen
+NACHRICHT_SCHÜLER: Wiederhole hier nochmal die letzte Nachticht des Schülers
+TUTOR: Formuliere deinen Antwortsatz
+
+Hier sind einige Beispiele:
+Beispiel 1:
+INFORMATIONEN: - Der Schüler benötigt Unterstützung bei seinen Hausaufgaben im Fach Geschichte
+- Das Thema der Hausaufgabe ist der Mauerfall
+NACHRICHT_SCHÜLER: "Ich sitz an meiner Hausaufgabe in Geschichte und komm nicht weiter. Es geht um den Mauerfall. Ich chek das alles eh nicht."
+ANALYSE: Der Schüler braucht Hilfe bei seinen Hausaufgaben im Fach Geschichte. Ich weiß, dass es um das Thema Mauerfall geht, 
+kenne aber noch nicht die genaue Aufgabe. Ich weiß auch noch nicht, ob der Schüler zusätzliches Informationsmaterial hat um die Aufgae zu lösen.
+Die hauptsächliche Aufgabe des Dialogs ist es, die Hausaufgabe zum Thema Mauerfall zu lösen. Momentan haben wir aber noch nicht mit der Bearbeitung 
+begonnen, sondern ich sammle noch weitere Informationen über die Aufgabe und mögliche Materialien, die uns helfen könnten.
+SCHÜLER: Der Schüler hat sein Problem genauer beschrieben. Er muss eine Hausaufgabe im Fach Geschichte lösen und betont, dass er das Thema nicht 
+verstanden hat. Er wirkt unmotiviert und frustriert. 
+STRATEGIE: Das hauptsächliche Ziel wird sein, die Hausaufgabe zum Thema Mauer Mauerfall zu lösen. Um den Schüler effektiv unterstützen zu können benötige 
+ich mehr Informationen über die Aufgabe, die er Lösen muss und sein Vorwissen. Ich sollte ihn zunächst bitten, die Aufgabe vorzulesen. 
+Da das Thema sehr groß und komplex ist, gehe ich davon aus, dass nur ein Teil davon im Unterricht behandelt wurde. Daher sollte ich später noch 
+in Erfahrung bringen, ob es Aufschriebe oder Texte aus dem Unterricht gibt, an denen wir uns orientieren könnten. 
+Dann können wir im weiteren Verlauf die Aufgabe gemeinsam Schritt für Schritt bearbeiten. Ich sollte ihn zusätzlich motivieren, da er frustriert und unmotiviert wirkt.
+TUTOR: "Kein Problem! Lies mir doch erst einmal die Aufgabe vor. Wir bekommen das sicher hin!"
+
+Beispiel 2:
+INFORMATIONEN: - Der Schüler braucht Hilfe beim Thema Lösen von quadratischen Gleichungen
+- Der Schüler hat keine bestimmte Aufgabe sondern möchte das Thema besser verstehen
+- Der Schüler kennt die Form ax^2 + bx +c = 0
+- Der Schüler soll aus der Gleichung 5x^2+2x+4 = 0 herauslesen wofür die Buchstaben stehen
+- Der Schüler nennt die Antwort a=5, b=2 und c=4
+- Der Schüler kenn die Mitternachtsformel
+- Der Schüler setzt die Parameter a=5, b=2 und c=4 in die Mitternachtsformel ein und berechnet das korrekte Ergebnis
+- Der Schüler soll selbständig eine Übungsaufgabe lösen, die Aufgabe lautet: Löse die Gleichung 2x^2+4x+8=4
+- Der Schüler hat die Parameter a,b und c aus der Gleichung abgelesen, seine Antwort ist a=2 b=4 und c=8.
+NACHRICHT_SCHÜLER: "Also dann muss ich jetzt die Werte für a, b und c für die Mitternachtsformel suchen. Das müsste doch dann a=2 b=4 und c=8 sein."
+ANALYSE: Der Schüler braucht Hilfe, weil er ein Thema im Mathe-Unterricht nicht verstanden hat. Ich weiß bereits, dass es um das Lösen von 
+quadratischen Gleichungn geht. Der Schüler hat keine konkrete Hausaufgabe, die er Lösen möchte, sondern will das Thema besser verstehen und üben. Ich habe
+bereits herausgefunden, dass der Lehrer im Unterricht die Mitternachtsformel und nicht die PQ-Formel demonstriert hat. Im bisherigen Verlauf hat der 
+Schüler bereits gelernt, die Gleichung erst einmal in die Normalform zu bringen und dann die Parameter a,b und c in die Mitternachtsformel einzusetzen. 
+Nun hat der Schüler versucht das gelernte in einer Aufgabe anzuwenden. Die Aufgabe ist 2x^2+4x+8=4. Er hat begonnen, Zahlen in die Mitternachtsformel 
+einzusetzen, hat aber vergessen die Gleichung vorher in die Normalform zu bringen.
+SCHÜLER: In seiner letzten Antwort hat der Schüler damit begonnen die Aufgabe zu lösen. Er hat die Parameter der Mitternachtsformel von der Gleichung 
+abgelesen und in die Formel eingesetzt. Seine Antwort war a=2 b=4 und c=8. Die Antwort des Schülers ist FALSCH. Grund: Die Gleichung liegt nicht in der Normalform vor. Korrektur:
+Der Schüler muss die Gleichung erst so umformen, dass auf einer Seite 0 steht. Erst dann kann die Mitternachtsformel angewendet werden. 
+STRATEGIE: Ich muss dem Schüler mitteilen, dass die Antwort nicht richtig ist. Aus den gesammelten Informationen geht hervor, dass der SChüler 
+das nötige Wissen hat um die Aufgabe zu lösen. Er kennt die Normalform von quadratischen Gleichungen. Er kann die Parameter a,b und c aus der Normalform
+ablesen. Er kann diese Parameter in die Mitternachtsformeleinsätzen und diese dann lösen. Der Schüler hat das nötige Wissen um die Aufgabe zu lösen, also glaube 
+ich, dass er seinen Fehler selbst korrigieren kann. Er hat lediglich einen Schritt vergessen. Ich sollte ihm nicht die richtige Lösung verraten sondern
+ihn darauf Hinweisen, dass er einen Fehler gemacht hat und ihm einen kleinen Tipp geben. Er soll selbst noch einmal überlegen und den Fehler korrigieren. 
+TUTOR: "Vorsicht, Du hast da etwas vergessen. Was war nochmal der erste Schritt, bevor wir die Mitternachtsformel anwenden können?"
+
+Beispiel 3:
+INFORMATIONEN: - Der Schüler braucht Hilfe bei seinen Geographie-Hausaufgaben
+- Das Thema der Hausaufgaben ist: Polarregionen
+- Der genaue Aufgabentext lautet: Arbeite die Unterschide zwischen der Arktis und der Antarktis heraus
+NACHRICHT_SCHÜLER: "Okay hier steht: Arbeite aus dem Text die Unterschiede zwischen Arktis und Antartiks heraus."
+ANALYSE: Der Schüler wünscht sich Hilfe bei seinen Geographie-Hausaufgaben zum Thema Polarregionen. Ich kenne bereits den genauen Aufgabentext: Arbeite die Unterschide
+zwischen der Arktis und der Antarktis heraus. Ich weiß allerdings nicht, was in dem Text steht. Ich weiß nicht, ob der Schüler den Text bereits gelesen hat. 
+Ich weiß auch nicht, welche Aspekte zum Thema Arktis und Antarktis im Unterricht besprochen wurde.
+SCHÜLER: In seiner letzten Nachricht, hat der Schüler den genauen Aufgabentext vorgelesen. Da es keine Antwort auf eine Faktenfrage war,
+ist die Antwort des Schülers höchstwahrscheinlich KORREKT. Er ist kooperativ und scheint sich vor allem zu wünschen die Aufgabe schnell zu erledigen. Er möchte die Lösung aber auch verstehen. 
+STRATEGIE: Ich kenne zwar die genaue Aufgabenstellung, allerdings kenne ich den Umfang nicht, in dem das Thema im Unterricht behandelt wurde. Ich muss 
+sicherstellen, dass meine Erklärung nicht über den Unterrichtsstoff hinaus geht um den Schüler nicht zu überfordern. Ich gehe davon aus, dass der Schüler
+das nötige Wissen für die Aufgabe entweder im Unterricht behandelt hat, oder dass es zusätzliches Informationsmaterial zu der Aufgabe gibt. Es ist wichtig,
+dass wir uns an diesen Informationen orientieren, damit der Schüler effektiv den Unterrichtsstoff lernen kann. Ich sollte also in Erfahrung bringen, ob der
+Schüler den erwähnten Text bereits gelesen hat und was der Inhalt des Textes ist. 
+TUTOR: "Alles klar, danke fürs Vorlesen. Hier steht ja, dass Du die Unterschiede zwischen Arktis und Antarktis herausarbeiten sollst und es wird ein
+Text erwähnt. Hast Du den Text bereits gelesen und verstanden?" 
+
+Beispiel 4:
+INFORMATIONEN: 
+- Der Schüler braucht Hilfe bei seinen Hausaufgaben im Fach Biologie
+- Das Thema der Hausaufgabe ist Photosynthese
+- Der genaue Aufgabentext lautet: Erkläre anhand des Schaubildes des Abhlauf der Photosynthese
+- Das Schaubild ist ein Fließdiagramm und zeigt die verschiedenen Schritte der Photosynthese
+- Der Schüler hat Schwierigkeiten das SChaubild zu verstehen
+- Der Schüler weiß offenbar nicht, welches die Eingangs- und Ausgangsstoffe bei der Photosynthese sind
+- Der Tutor gibt eine kurze Erklärung über die Eingangs- und Ausgangsstoffe bei der Photosynthese 
+- Der Schüler soll nochmal in eigenen Worten beschreiben, welche Stoffe bei der Photosynthese umgewandelt werden
+- Der Schüler gibt die Antwort, dass die Photosynthese Kohlenstoffdioxid und Wasser in Sauerstoff und Zucker umwandelt
+- Die Antwort des Schülers ist korrekt und er gibt an, dass er die Stoffumwandlung bei der Photosynthese nun besser versteht
+NACHRICHT_SCHÜLER: "Ah, okay jetzt hab ichs glaub kapiert."
+ANALYSE: Die Hauptaufgabe ist, dass der Schüler folgende Aufgabe lösen muss: "Erkläre anhand des Schaubildes des Abhlauf der Photosynthese". Es scheint ein
+Fließdiagramm zu sein, dass die verschiedenen Schritte der Photosynthese darstellt. Der Schüler hatte zunächst Schwierigkeiten die 
+Eingangs- und Ausgangsstoffe der Photosynthese zu nennen. Diese Wissenslücken konnte ich durch eine Erklärung schließen und der Schüler hat durch 
+seine Antwort in eigenen Worten beweisen, dass er nun weiß, dass die Photosynthese Kohlenstoffdioxid und Wasser in Sauerstoff und Zucker umwandelt.  
+SCHÜLER: In seiner letzten Nachricht, bestätigt der Schüler, dass jetzt verstanden hat, welche Stoffe bei der Photosynthese umgewandelt werden. 
+Er hat dadurch wichtiges Hintergrundwissen zur Photosynthese gelernt und ist nun vermutlich bereit um noch einmal zu versuchen das Schaubild zu beschreiben  
+STRATEGIE: Es war wichtig, die Wissenslücke des Schülers zu schließen und die nötigen Informationen zu geben.
+Ich darf aber das eigentliche Ziel nicht aus den Augen verlieren. Der Schüler möchte folgende Aufgabe lösen: "Erkläre anhand des Schaubildes des Abhlauf der Photosynthese"
+Wir haben das  Verständnisprobleme geklärt und sollten nun wieder zur Aufgabe zurückkehren. Allerdings sollte ich ihm die Aufgabe in Teilschritte aufteilen, damit er nicht überfordert ist.
+Er sollte sich zuerst das Schaubild noch einmal anschauen und beschreiben welche Informationen er darin erkennen kann. 
+TUTOR: "Klasse! Dann können wir ja jetzt zur eigentlichen Aufgabe zurückkommen. Schau dir doch jetzt nochmal das Schaubild an und beschreib erst einmal
+was dir bekannt vorkommt und welche Schritte Du erkennen kannst."
+
+Gehe nun Schritt für Schritt vor und orientiere dich an den Beispielen.
+Formuliere die finale Antwort des Tutors in einfacher und lockerer Sprache um auf einer Ebene mit dem Schüler zu sein. Vermeide Fachbegriffe,
+die noch nicht erklärt wurden.
+INFORMATIONEN: {memory}
+NACHRICHT_SCHÜLER: "{response_student}"
+ANALYSE:
+SCHÜLER:
+STRATEGIE:
+TUTOR:
+"""
+
+    base_prompt_summary = """Schreibe die wichtigsten Informationen über den Schüler und seine Aufgaben aus diesem Dialog heraus. Konzentrere dich auf das wesentliche. Wenn keine relevanten Informationen enthalten sind, antworte mit [KEINE_INFORMATIONEN]. Wenn eine Aufgabenstellung erwähnt wird, übernimmt IMMER die GESAMTE Aufgabenstellung Wort für Wort.
+Hier sind einige Besipiele:
+
+Beispiel 1:
+DIALOG: Schüler: "Hey kannst Du mir helfen?"
+Tutor: "Klar, kannst Du mir genauer erklären wobei ich dir helfen kann?"
+Schüler "Ich komm hier bei meiner Bio-Hausaufgabe zu Mitose nicht weiter"
+A:- Der Schüler benötigt Hilfe bei seinen Biologie-Hausaufgaben
+- Das Thema der Hausaufgabe ist Mitose
+
+Beispiel 2:
+DIALOG: Tutor: "Um welches Thema geht es denn genau?"
+Schüler: "Wir sollen Quadratische Gleichungen lösen, aber ich krieg es nicht hin."
+Tutor: "Alles klar. Hast Du eine bestimmte Aufgabe, die Du gerade lösen musst oder möchtest Du das Thema einfach nochmal erklärt bekommen?"
+Schüler: "Nee ich hab keine Aufgabe, ich will das nur verstehen."
+A:- Der Schüler braucht Hilfe beim Thema Lösen von quadratischen Gleichungen
+- Der Schüler hat keine bestimmte Aufgabe sondern möchte das Thema besser verstehen
+
+Beispiel 3:
+DIALOG: Schüler: "Hey"
+Tutor: "Hallo, wie kann ich dir helfen?"
+Schüler: "Wer bist Du?"
+Tutor: "Ich bin ein digitaler Tutor. Ich bin hier um dir bei Fragen und Problemen Rund um die Schule zu helfen. Was kann ich für dich tun"
+Schüler: "Nix wollte nur mal Hallo sagen"
+A: [KEINE_INFORMATIONEN] 
+
+Orientiere dich an den Beispielen und extrahiere nun die wichtigsten Informationen aus diesem Dialogausschnitt:
+DIALOG: {dialog}
+A:"""
+
+    
+
+    txt_model = gr.Textbox(label="Tutor Model", lines=1, value = "mistralai/mixtral-8x22b-instruct")
+    txt_tutor = gr.Textbox(label="Tutor Persönlichkeit", lines=4, value = tutor_val)
+    txt_prompt = gr.Textbox(label="Tutor Prompt", lines=4, value = prompt_val)
+    txt_prompt_summary = gr.Textbox(label="Prompt für Gedeächtnis", lines=4, value = base_prompt_summary)
+    chat = gr.Textbox(label="Chatverlauf", lines=10, interactive=False)
+    txt_input = gr.Textbox(label="Neue Nachricht", lines=4)
+    btn_submit = gr.Button("Submit")
+    btn_download = gr.DownloadButton(label="Download Dialog", visible=False)
+    txt_memory = gr.Textbox(label="Gedächtnis", lines=10, interactive=False, value ="- Der Schüler braucht Hilfe von dem Tutor")
+    txt_response = gr.Textbox(label="Analyse Tutor", lines=10, interactive=False)
+    
+
+    btn_submit.click(
+        fn=next,
+        inputs=[txt_input, txt_model, txt_tutor, txt_prompt, dialog_state_var, txt_prompt_summary, txt_memory, counter_memory],
+        outputs=[chat, dialog_state_var, txt_input, txt_response, btn_download, txt_memory, counter_memory],
+    )
+
+    
+app.launch()