Локальный ИИ · школьник · полный стек
Как собрать полноценного локального ИИ-репетитора для школьника: железо, модели, проверка ДЗ и учебные квесты
Полноценный домашний ИИ-репетитор — это не один чат и не одна большая модель. Это система, которая объясняет темы по разным предметам, слушает голос, видит страницу тетради, проверяет вычисления и правописание, работает по загруженным учебникам, придумывает новые упражнения и квесты, помнит реальные пробелы ученика и отдельно проверяет, что он умеет без подсказок.
Что уже есть по теме — и чего не хватало
В рубрике уже собран образовательный кластер. Это правильно: отдельные страницы отвечают на конкретные запросы и не превращают один материал в энциклопедию без фокуса.
Педагогический цикл и общая архитектура.
ЧтениеПроверка чтения вслухСкорость, ошибки, alignment и понимание.
ГолосГолосовой ИИ-репетиторSTT → LLM → TTS.
VisionПроверка тетради по фотоПочерк, OCR и предметная проверка.
ЗнанияУчебники и RAGPDF, embeddings, reranking и citations.
ПредметыНесколько ИИ-учителейРазные роли, базы знаний и голоса.
КонтрольРодительская панельMastery, подсказки, assessment и приватность.
Что значит «полноценный ИИ-репетитор»
Полная архитектура
Как подбирать железо: правильный порядок приоритетов
- VRAM.Определяет, какой класс модели помещается на GPU и сколько остаётся под KV cache/context.
- Системная RAM.Нужна ОС, Docker, RAG, OCR, браузеру, CPU-offload и фоновой индексации.
- SSD.Модели, кванты, embeddings, учебники и snapshots быстро занимают сотни гигабайт.
- Скорость GPU.После того как модель помещается, throughput определяет отзывчивость.
- CPU.Обслуживает preprocessing, Python tools, часть STT/TTS и инфраструктуру.
Сколько VRAM нужно
Нижнюю оценку веса квантованной модели можно представить как параметры × биты / 8. Для 27–28B при 4 битах это около 13,5–14 ГБ только весов. В реальности сверху добавляются quant metadata, vision-часть, runtime buffers и KV cache — поэтому 16 ГБ не означает комфортный запуск любой 27B Q4.
4–9B модели. Для новой полноценной системы мало запаса под Vision и контекст.
Сильная мультимодальная 9B-модель + RAG + голос + tools при грамотном scheduler.
Переход к 20–30B quantized классу и меньше компромиссов с KV cache.
27B-класс с заметным запасом на context и pipeline.
Контекст тоже занимает VRAM. Для школьного тьютора обычно выгоднее RAG и разумное окно в несколько/десятки тысяч токенов, чем попытка постоянно держать 256K–1M контекста.
Какие GPU интересны в 2026 году
| GPU | VRAM | Что это означает |
|---|---|---|
| RTX 5060 Ti | 16 / 8 ГБ | 16-гигабайтная версия — разумная новая нижняя точка NVIDIA. |
| RTX 5070 | 12 ГБ | Игровая скорость выше, но для capacity-bound LLM памяти меньше. |
| RTX 5070 Ti | 16 ГБ | Быстрее, но класс помещающихся моделей близок к другим 16 ГБ картам. |
| RTX 5080 | 16 ГБ | Очень быстрая, но не открывает новый VRAM-класс. |
| RTX 5090 | 32 ГБ | Главный новый GeForce-скачок именно по ёмкости памяти. |
| RTX 4090 | 24 ГБ | Старшее поколение, но 24 ГБ по-прежнему очень ценны для LLM. |
| RTX 3090 | 24 ГБ | Интересна на вторичном рынке; учитывать возраст, охлаждение и энергопотребление. |
| RX 7900 XTX | 24 ГБ | Много VRAM; ROCm поддерживает карту, но runtime надо проверять заранее. |
| RX 9070 XT | 16 ГБ | Современный AMD-класс с официальной ROCm-поддержкой. |
У RTX 5060 Ti есть 16-гигабайтная версия, RTX 5070 имеет 12 ГБ, RTX 5070 Ti и RTX 5080 — по 16 ГБ, RTX 5090 — 32 ГБ. Поэтому для локального ИИ привычная игровая лестница «5070 → 5080» не совпадает с лестницей максимального размера модели.
Три класса сборок
16 ГБ VRAM + 64 ГБ RAM + 2 ТБ NVMe
- современный 8-ядерный CPU;
- основная VLM: 9B-класс в Q4/Q5;
- STT/TTS/embeddings — отдельные лёгкие сервисы;
- один ребёнок, без постоянного одновременного запуска всех тяжёлых моделей.
Результат: настоящий локальный репетитор с голосом, фото тетради, RAG, проверкой заданий и квестами — просто с более компактной основной моделью.
24 ГБ VRAM + 96–128 ГБ RAM + 2–4 ТБ NVMe
- GPU класса RTX 4090/3090 или RX 7900 XTX;
- современный 8–12-ядерный CPU;
- основная модель: 20–30B в подходящем кванте;
- больше context, меньше выгрузок и комфортнее Vision.
Результат: наиболее рациональная архитектура для сильного домашнего тьютора без перехода в серверное железо.
32 ГБ VRAM + 128 ГБ RAM + 4 ТБ NVMe
- RTX 5090 32 ГБ;
- современный 12–16-ядерный CPU;
- Qwen3.8-27B-class quantized main VLM;
- хороший запас под контекст и параллельные сервисы.
Результат: максимально цельная одно-GPU домашняя система.
CPU, RAM и SSD
Если бюджет фиксирован, для этой задачи обычно лучше 8-ядерный CPU + 24 ГБ VRAM, чем топовый CPU + 12 ГБ VRAM.
NVIDIA, AMD или Apple Silicon
CUDA остаётся наиболее предсказуемой экосистемой для локального AI-PC: много готовых runtimes, quantized models, инструкций и GPU-ускоренных библиотек.
Нюанс: среди новых GeForce после 16 ГБ следующий большой шаг по VRAM — уже RTX 5090 32 ГБ.RX 7900 XTX даёт 24 ГБ. ROCm официально перечисляет 7900 XTX и современные RDNA4 среди поддерживаемых Radeon.
Нюанс: на Windows AMD отдельно предупреждает, что полный ROCm stack поддержан не весь, поэтому совместимость конкретного inference runtime проверяется до покупки.Большая unified memory интересна для крупных quantized models через MLX/llama.cpp, а система тихая и энергоэффективная.
Нюанс: память и GPU не апгрейдятся после покупки, а часть экосистемы ориентирована прежде всего на CUDA.Основная модель: лучше одна сильная мультимодальная
Для школьного репетитора выгодно, когда основная модель одновременно понимает текст и изображения. Тогда фото учебника, график, схема и обычный диалог идут через один «мозг», а специализированный OCR подключается только при необходимости.
Нативная image-text-to-text модель. Хороший класс для 16 ГБ после quantization: русский, текст, изображения, reasoning и tool calls.
Model card →Актуальная open 27B dense multimodal модель Qwen. При подходящем quantization — кандидат на основной «мозг» более мощной системы.
Model card →MoE: около 35B total и около 3B active. Active parameters ускоряют вычисления, но память всё равно должна хранить model state, поэтому «A3B» не означает 3B по VRAM.
Model card →Qwen3.8-27B официально опубликована 14 августа 2026 года; репозиторий Qwen описывает Qwen3.5 как unified vision-language foundation, а Qwen3.8-27B распространяется как image-text-to-text модель.
Проверка тетради по фото
Даже сильная VLM может принять 7 за 1 или плюс за крестик. Поэтому «картинка → сразу оценка» — плохая архитектура.
Текст, числа, знаки, формулы, порядок строк.
Показать спорные символы и низкую уверенность.
Передать подтверждённое содержание предметному checker.
LLM даёт подсказку и новую попытку.
Для сложных документов можно добавить PaddleOCR-VL как второй слой. Основная VLM понимает смысл страницы, а OCR/document parser помогает получить более структурированный результат.
Голосовой урок: STT и TTS лучше держать отдельными
Основной pipeline: микрофон → VAD/STT → текст → LLM → короткая реплика → TTS. Это проще контролировать, чем искать одну гигантскую end-to-end voice model.
whisper.cpp поддерживает CPU и разные GPU-backends, а Silero содержит актуальную русскую TTS-модель. Голосовой prompt должен быть короче текстового: одна мысль и один вопрос за ход.
Учебники: RAG обязателен для «учителя по вашей программе»
Модель знает много общего, но школьнику часто нужен ответ именно по конкретному учебнику. Для каждого предмета и класса лучше создать отдельную Knowledge Base.
Для embeddings разумно начать с компактной multilingual-модели, например Qwen3-Embedding-0.6B, и переходить к более тяжёлой только если собственные retrieval-тесты показывают недостаток качества.
Математика: LLM объясняет, код проверяет
Там, где ответ формализуем, нельзя полагаться только на генеративную модель. Арифметика, уравнения и часть алгебры должны иметь детерминированный эталон.
SymPy подходит как локальный symbolic checker. Для простейшей арифметики хватит Python, а для выражений и уравнений SymPy значительно удобнее.
У меня получилось x = 7.
Формальная проверка: неверно.
Посмотри на шаг, где переносил 3 вправо. Как должен измениться знак?
Русский язык: правописание лучше проверять в два слоя
Rule-based орфография, грамматика и пунктуация.
Морфология и формы слов при необходимости.
Какое школьное правило сейчас изучается.
Не исправить всё сразу, а подвести к правилу.
LanguageTool можно запускать локально. Важно учитывать: self-hosted open-source server не равен облачному продукту со всеми AI-based правилами. Для домашнего тьютора это даже плюс: rule-based слой становится проверяемым, а объяснение остаётся за LLM.
Пример цикла по русскому
- Ребёнок пишет предложение или фотографирует тетрадь.
- OCR подтверждает, что текст распознан правильно.
- LanguageTool отмечает потенциальную ошибку.
- Система сопоставляет её с текущим skill: например, безударная гласная.
- ИИ спрашивает правило или просит подобрать проверочное слово.
- Только после попытки показывает правильный вариант и добавляет похожее упражнение.
Английский: один из лучших мультимодальных сценариев
Как покрыть остальные школьные предметы
Учебные квесты: не просто сказка из prompt
Квест может связать несколько предметов одним сюжетом и сделать повторение менее однообразным. Но состояние игры нельзя оставлять только в контексте LLM: модель способна забыть предмет, изменить правило или «подарить» ребёнку правильный ответ.
- Математика: рассчитать запас кислорода на экипаж.
- Русский: исправить ошибки в аварийном сообщении.
- Физика: выбрать формулу для мощности генератора.
- География/астрономия: найти факт в загруженном учебнике.
- English: понять короткую радиограмму и ответить.
Каждый этап привязан к skill_id. Правильность решает checker, а LLM только связывает задачи сюжетом и адаптирует реплики.
{
"quest_id": "mars-base-01",
"stage": 3,
"inventory": ["access_card", "oxygen_map"],
"skills_targeted": ["math.proportions", "ru.spelling.vowels", "physics.power"],
"attempts": {"task_1": 2, "task_2": 1},
"hint_budget": 3,
"score": 180
}Как генерировать новые задания, чтобы ответы были проверяемыми
Команда «придумай задачу второго класса» слишком расплывчата. Сначала система должна сформировать Task Spec: какой навык тренируется, сложность, диапазон чисел, допустимые шаги и тема оформления.
{
"skill": "math.subtract.borrowing",
"grade": 2,
"difficulty": 2,
"numbers": {"min": 20, "max": 99},
"steps": 1,
"theme": "space_quest",
"avoid_previous_numbers": true,
"answer_must_be_verified_by": "python"
}После генерации validator самостоятельно вычисляет эталон и проверяет ограничения. Некорректная или неоднозначная задача не показывается ребёнку, а отправляется на перегенерацию.
Профиль ученика: память о навыках, а не бесконечный transcript
Полный чат плохо подходит для принятия учебных решений. Нужна структурированная Student DB, где каждая запись привязана к конкретному навыку.
В записи полезно хранить: skill_id, дату, правильность, тип ошибки, hint_level, результат независимой контрольной попытки и next_review. Это позволяет строить интервальное повторение и не путать «решил с подсказкой» с «умеет».
Родительский контроль: главное — самостоятельность
Для младшего школьника особенно важно ограничить доступ к unrestricted-модели и системным настройкам. Open WebUI можно использовать как слой users/groups/permissions, а педагогический прогресс хранить отдельно.
Рекомендуемый программный стек
Аккаунты, model presets, Knowledge, файлы, voice UI.
Ollama проще; llama.cpp гибче по quantization и hardware.
Основной мультимодальный «мозг».
Речь в текст и VAD.
Русский локальный голос.
Учебники, retrieval, citations.
Проверяемые вычисления.
Rule-based проверка + морфология.
Сложные страницы и почерк.
Student DB, Quest State, отчёты.
Windows или Linux?
Для отдельного постоянно работающего AI-сервера Linux удобнее Docker и server runtimes. Но семейный Windows 11 PC с Ollama/Open WebUI тоже реалистичен. Не имеет смысла ломать привычный домашний workflow только ради «идеальной» серверной ОС.
Как не упереться в VRAM: не держать всё тяжёлое одновременно
«Полноценная система» не означает, что STT, VLM, OCR и несколько LLM обязаны постоянно находиться в GPU-памяти.
Приватность и безопасность
Local-first уменьшает объём данных, уходящих внешним провайдерам, но не отменяет защиту локального сервера, резервное копирование и понятные правила хранения детских данных.
В каком порядке собирать систему
- Текстовый тьютор.Main LLM + Open WebUI + педагогический system prompt.
- Один предмет.Например, математика: curriculum + Student DB + deterministic checker.
- RAG учебника.Ответы начинают опираться на конкретный материал.
- Генерация заданий.Task Spec → LLM → validator.
- Контрольный режим.Независимая проверка без подсказок.
- Русский язык.LanguageTool + правила + LLM explanation.
- Фото тетради.Vision/OCR → подтверждение → checker.
- Голос.STT + короткий voice prompt + TTS.
- Несколько предметных профилей.Отдельные Knowledge Bases и tools.
- Квесты.Только после того, как предметные checkers уже надёжны.
- Родительская панель.Строить на реальных накопленных данных.
Как тестировать качество после каждой смены модели
После обновления main model, prompt, embeddings или checker прогоняется тот же regression-набор. Без этого невозможно понять, улучшилась система или просто стала отвечать иначе.
Типичные ошибки при проектировании
Какую конфигурацию я бы закладывал для реального домашнего проекта
4090 или исправная 3090, если цена и состояние разумны. 5090 32 ГБ — при существенно большем бюджете.
Самый дорогой CPU не обязателен.
Docker, RAG, CPU-offload и запас на новые модели.
2 ТБ допустимо как старт.
Если выбранный quant/runtime укладывается с нужным контекстом.
Быстрый вариант для простых вопросов или 16 ГБ сборки.
Если покупать только новое и бюджет ограничен: RTX 5060 Ti 16 ГБ + 64 ГБ RAM + 2 ТБ NVMe уже позволяет сделать полноценную функциональную систему. Главное — использовать 9B-класс основной модели и специализированные tools вместо попытки решить всё огромной LLM.
RTX 5080 16 ГБ не является автоматическим выбором именно для LLM. Она намного быстрее 5060 Ti, но имеет тот же VRAM ceiling. Если задача — перейти к более крупной модели, ёмкость 24–32 ГБ важнее.
Частые вопросы
Обязательно ли 24–32 ГБ VRAM?
Нет. 16 ГБ достаточно для полноценной функциональной системы с мультимодальной моделью примерно 9B-класса. 24–32 ГБ нужны прежде всего для более сильной основной модели и большего запаса по context/KV cache.
Почему 5080 16 ГБ не всегда лучше для этой задачи, чем старая карта 24 ГБ?
5080 существенно быстрее, но размер полностью помещающейся модели ограничивает VRAM. Для interactive 9B она даст скорость; для перехода к более крупной модели 24 ГБ могут оказаться полезнее.
Можно ли использовать RX 7900 XTX 24 ГБ?
Да. Карта официально есть в ROCm support matrix. Но проверяйте выбранный runtime и ОС заранее: AMD отдельно указывает, что полный ROCm stack на Windows поддержан не целиком.
Можно ли сделать систему на Mac Studio?
Да. Большая unified memory удобна для крупных quantized models через MLX/llama.cpp. Минусы — отсутствие апгрейда памяти/GPU после покупки и меньшая универсальность CUDA-ориентированных проектов.
Нужна ли отдельная vision-модель?
Не обязательно: современные Qwen3.5/Qwen3.8 мультимодальны. Отдельный OCR/document parser имеет смысл как специализированный второй слой для сложных страниц.
Нужна ли отдельная LLM на каждый предмет?
Нет. Один сильный base model можно оборачивать в разные предметные profiles с собственными prompts, Knowledge Bases и tools.
Как проверять правописание?
Комбинировать локальный rule-based LanguageTool, при необходимости морфологию и LLM, которая объясняет школьное правило и просит ребёнка исправить ошибку самостоятельно.
Можно ли генерировать новые задания бесконечно?
Да, но не свободным prompt. Сначала Task Spec, потом генерация, затем deterministic validator и только после этого показ ребёнку.
Можно ли смешивать предметы в одном квесте?
Да. LLM ведёт сюжет, а Quest State и предметные checkers хранят правила и проверяют реальные ответы.
Нужен ли Интернет?
После скачивания моделей и обновлений основной local-first сценарий может работать без него. Внешний web search лучше делать отдельной разрешаемой функцией, а не постоянным обязательным компонентом.
Основные источники и проекты
Главный принцип
