본 논문은 온라인 학습 환경에서 학생들의 인지 발달과 학습 참여를 지원하는 데 중요한 역할을 하는 개인화된 동료 상호 작용의 부족 문제를 해결하기 위해, Theory of Mind (ToM)을 통합한 다중 에이전트 학습 동반자 시스템인 OnlineMate를 제안합니다. OnlineMate는 LLMs 기반으로 동료와 유사한 에이전트 역할을 시뮬레이션하고, 협업 토론 중 학습자의 인지 상태에 적응하며, 오해, 혼란 또는 동기 부여와 같은 심리적 상태를 추론합니다. ToM 기능을 통합하여 시스템은 고차원적 사고와 인지 발달을 지원하도록 상호 작용 전략을 동적으로 조정합니다. 시뮬레이션된 학습 시나리오에서의 실험 결과는 OnlineMate가 심층 학습과 토론을 효과적으로 촉진하고 온라인 교육 환경에서 인지적 참여를 향상시킨다는 것을 보여줍니다.