Os pesquisadores desenvolvem o tutor novo do robô para estudantes

Os pais querem o melhor para a educação das suas crianças e queixam-se frequentemente sobre grandes tamanhos da classe e a falta da atenção individual.

Goren Gordon, um pesquisador da inteligência artificial da universidade de Tel Aviv que executa o laboratório da curiosidade lá, é não diferente.

E sua esposa passam tanta hora como pode com suas crianças, mas há ainda as épocas em que seus cabritos são sozinhos ou unsupervised. Naquelas horas, gostariam de suas crianças de ter um companheiro a aprender e jogo com, Gordon diz.

Aquele é o caso, mesmo se esse companheiro é um robô.

Trabalhando no grupo pessoal dos robôs no MIT, conduzido por Cynthia Breazeal, Gordon era parte de uma equipe que desenvolvesse um robô social assistiva chamado Tega que é projectado servir dentro ou fora como um principiantes cara-a-cara do par da sala de aula.

Os robôs social assistivas para a educação não são novos, mas o que faz Tega original é o facto de que pode interpretar a resposta emocional do estudante que está trabalhando com e, com base naquelas sugestões, cria uma estratégia inspirador personalizada.

Testando a instalação em uma sala de aula pré-escolar, os pesquisadores mostraram que o sistema pode aprender e se melhorar em resposta às características originais dos estudantes que trabalhou com. Provou ser mais eficaz na atitude positiva dos estudantes crescentes para o robô e a actividade do que um assistente não-personalizado do robô.

A equipe relatou seus resultados na 30a associação para o avanço da conferência da inteligência artificial (AAAI) em Phoenix, o Arizona, em fevereiro.

Tega está o mais atrasado em uma linha de robôs Smartphone-baseados, social assistivas desenvolvidos em MIT Media Lab. O trabalho é apoiado por um de cinco anos, as expedições $10 milhões na concessão de computação do National Science Foundation (NSF), que apoiam o prazo, pesquisa multi-institucional nas áreas com o potencial para o impacto disruptivo.

O piloto da sala de aula

Os pesquisadores pilotaram o sistema com os 38 estudantes envelhecidos três a cinco em uma escola da Boston-área no ano passado. Cada estudante trabalhou individualmente com o Tega por 15 minutos pela sessão no curso de oito semanas.

Um robô peludo, brilhantemente colorido, Tega foi desenvolvido especificamente para permitir interacções a longo prazo com crianças. Usa um dispositivo do andróide para processar o movimento, a percepção e o pensamento e pode responder apropriadamente aos comportamentos das crianças.

Ao contrário das iterações precedentes, Tega é equipado com um segundo telefone do andróide que contem o software personalizado desenvolvido por Affectiva Inc. -- um derivado NSF-apoiado de Rosalind Picard do MIT -- isso pode interpretar o índice emocional de expressões faciais, um método conhecido como “a computação afectiva.”

Os estudantes na experimentação aprenderam o vocabulário espanhol de um computador da tabuleta carregado com um jogo de aprendizagem feito-à-medida. Tega serviu não como um professor mas como um principiantes do par, estudantes encorajadores, fornecendo sugestões quando necessário e compartilhando mesmo no aborrecimento ou no enfado dos estudantes quando apropriado.

O sistema começou espelhando a resposta emocional dos estudantes - ficando animado quando eram entusiasmado, e confundido quando os estudantes perderam o foco - que a teoria educacional sugere é uma aproximação bem sucedida. Contudo, foi mais e seguiu o impacto de cada um destas sugestões no estudante.

Ao longo do tempo, aprendeu como as sugestões influenciaram o acoplamento de um estudante, felicidade e sucessos da aprendizagem. Enquanto as sessões continuadas, ele cessaram de espelhar simplesmente o humor da criança e começaram a personalizar suas respostas em uma maneira que aperfeiçoasse a experiência e a realização de cada estudante.

“Nós começamos com uma aproximação da qualidade muito elevada, e o que é surpreendente é que nós podíamos mostrar que nós poderíamos fazer mesmo melhor,” Gordon diz.

Sobre as oito semanas, a personalização continuou a aumentar. Comparado com um grupo de controle que recebesse somente a reacção espelhando, os estudantes com a resposta personalizada foram contratados mais pela actividade, pesquisadores encontrados.

Além do que impactos a longo prazo de seguimento da personalização, igualmente estudaram as mudanças imediatas que uma resposta de Tega induziu do estudante. Destes antes e depois das respostas, aprenderam que algumas reacções, como um bocejo ou uma face triste, tiveram o efeito de abaixar o acoplamento ou a felicidade do estudante -- algo que tinham suspeitado mas aquele tinha sido estudado nunca.

“Nós sabemos que aprender dos pares é uma maneira importante que as crianças aprendem não somente habilidades e conhecimento, mas igualmente atitudes e aproximações à aprendizagem tal como a curiosidade e a superação desafiar,” diz Breazeal, professor adjunto de artes dos media e director do grupo pessoal dos robôs no laboratório dos media do MIT. “O que é tão fascinante é que as crianças parecem interagir com o Tega como a par-como o companheiro em uma maneira que abrem oportunidades novas de desenvolver as tecnologias de aprendizagem da próxima geração que endereçam não somente os aspectos cognitivos da aprendizagem, como a aprendizagem do vocabulário, mas os aspectos sociais e afectivos da aprendizagem também.”

A experiência servida como uma prova de conceito para a ideia de robôs assistivas educacionais personalizados e igualmente para a possibilidade de usar tais robôs em uma sala de aula real. O sistema, que é quase inteiramente sem fio e fácil de se estabelecer e se operar atrás de um divisor em uma sala de aula activa, causou o rompimento muito pequeno e foi abraçado completamente pelos participantes do estudante e por professores.

“Era surpreendente ver,” relatórios de Gordon. “Depois de algum tempo os estudantes começaram abraçá-lo, tocando n, fazendo a expressão que era de factura e de jogo independente com quase nenhum intervenção ou incentivo.”

Embora a duração da experiência era detalhada, o estudo mostrou o processo da personalização continuado a progredir mesmo com as oito semanas, sugerindo que mais tempo fosse necessário chegar em um estilo óptimo da interacção.

Os pesquisadores planeiam melhorar em cima e testar o sistema em uma variedade de ajustes, incluindo com os estudantes com dificuldades de aprendizagem, para por quem a interacção cara-a-cara e o auxílio são particularmente críticos e duros de vir.

“Uma criança que seja mais curiosa pode perseverar com a frustração, pode aprender com outro e será um principiantes por toda a vida mais bem sucedido,” Breazeal diz. “A revelação das tecnologias de aprendizagem da próxima geração que podem apoiar os aspectos cognitivos, sociais e emotivos da aprendizagem em uma maneira altamente personalizada está excitando.”

Source:

National Science Foundation