Børn forbinder sig med robotlæsepartnere

Børn lærer bedre med en ven. De er mere entusiastiske og forstår mere, hvis de graver i et emne med en ledsager. Men hvad hvis den følgesvend er kunstig?

Forskere ved University of Wisconsin-Madison har bygget en robot, ved navn Minnie, at tjene som læsekammerat for mellemskolebørn, og Minnies nye venner blev mere begejstrede for bøger og mere knyttet til robotten i løbet af to ugers læsning sammen.

"Efter én interaktion, børnene fortalte os generelt, at jo da, det var rart at have nogen at læse med " siger Joseph Michaelis, en UW-Madison kandidatstuderende, der studerer pædagogisk psykologi. "Men ved udgangen af ​​to uger, de taler om, hvordan robotten var sjov og fjollet og bange, og hvordan de var kommet hjem og glædede sig til at se det igen."

Michaelis og professor i datalogi Bilge Mutlu offentliggjorde deres arbejde med Minnie onsdag (22. august) i tidsskriftet Videnskab robotik .

Forskning viser, at social læring – parring med en kammerat for at færdiggøre matematiske problemer eller læse et kapitel i en lærebog – er en effektiv måde at hjælpe elever med at udvikle færdigheder og interesser, ifølge Michaelis. Det forbedrer elevernes forståelse ved at fordele den kognitive arbejdsbyrde og styrke forståelsen gennem dialog.

"Det mest interessante for mig er, at vi ved, at social læring styrker interesse og motivation, " siger Michaelis, som underviste i gymnasievidenskab, før han vendte tilbage til efterskolen. "Mange børn, der ikke kan lide at læse, i særdeleshed, påpeg, at det er en isoleret aktivitet, og folk accepterer bare sådan en isolation. Men det kan være demotiverende og sværere at lære og forstå i den situation.«

Michaelis og Mutlu tror på, at ledsagende robotter snart vil være fast inventar i hjemmene, og de spekulerede på, om disse robotter kunne tjene som sociale læringskammerater for børn.

De designede et to-ugers læseprogram med 25 bøger, der repræsenterer en række læsefærdigheder og historiekompleksitet, og programmerede Minnie til at være en interesseret lytter. Børnene i undersøgelsen læste højt for robotten, som kunne spore deres fremskridt i bogen og reagere på historien - med få sider eller deromkring, især i vigtige øjeblikke i plottet - med en af ​​hundredvis af forprogrammerede kommentarer.

"Målet er at forsøge at gøre det så ægte samtale som muligt. Hvis du læste en bog for mig, og jeg blev overrasket, Jeg ville sige noget som, "Wow, Det så jeg ikke komme!" siger Michaelis. "Når en skræmmende del af bogen sker, robotten siger, 'Åh, wow, Jeg er virkelig bange.' Den reagerer, som den ville, hvis den havde en rigtig personlighed."

Med enkle, overdimensionerede sorte øjne på en forholdsvis karakterløs hvid globus af et hoved, Minnie kan reagere og hylde og opsummere og fremstå eftertænksom. Den starter endda med at følge en indledende læsning ved at anbefale (via en algoritme) en god bog fra dens bibliotek af titler, som omfatter de velkendte Harry Potter og Goosebumps-serier og genreklassikere som "A Wrinkle in Time".

"Det match er afgørende. Hvis du forsøger at skabe en social forbindelse med nogen, og de siger, 'Du ville elske denne bog, ' og de tager helt fejl? Det ødelægger den troværdighed, " siger Michaelis. "De fleste børn sagde, at robotten gjorde et godt stykke arbejde med at foreslå bøger til dem."

Forbindelsen voksede derfra. Antallet af børn, der fortalte forskere, at robotten har en personlighed eller følelser, steg mere end fire gange i løbet af de to uger, læserne tilbragte med Minnie. Antallet, der rapporterede, at de var motiverede til at læse, steg også - og overgik en kontrolgruppe efter en papirbaseret version af læseprogrammet. Og børn, der læste med Minnie, sagde, at de følte, at de forstod og huskede mere om de fælles bøger.

Mutlu, der studerer menneske-robot interaktion, sagde, at illusionen om personlighed i en robot er så skrøbelig, det går ofte i stykker i løbet af få minutter.

"Vi bliver mere vant til at interagere med ting, der taler til os nu, med Siri og Alexa og andre. Når de opfører sig på en måde, der afslører deres tekniske fejl eller begrænsninger, du indser med det samme, at du ikke har en egentlig samtale, " siger Mutlu. "Det største chok i vores undersøgelse er, at to uger senere, børnene forholder sig stadig til karakteren – i stedet for at sige, 'Det her er dumt. Jeg taler ikke med din robot længere.'"

Han tilskriver denne succes den omhu, der blev taget i udviklingen af ​​Minnies talerepertoire, og også til et sødt sted, som robotter nyder godt af blandt aldersgruppen i undersøgelsen - en gruppe, der kan være følelsesmæssigt sofistikeret nok til at skabe forbindelser, men ikke forsigtig eller snerpet nok til at skubbe konvolutten.

"Børnene matcher robottens evner, og omvendt, " siger Mutlu. "Denne robot understøtter en engagerende læseaktivitet, men det er ikke en social følgesvend i det omfang, man kunne have en åben samtale med den. Hvis du havde en meget mere dygtig robot, det billede kan ændre sig."

Ikke at andre familiemedlemmer blev udeladt. Minnies homestays skal være behagelige besøg, med robotten og mennesker henslængt på gulvet eller støttet op på senge med puder.

"Jeg fik familier til at sende mig billeder af dem selv, der klæder robotten på. Jeg ville få kassen tilbage, og den ville have en slags ekstra bøger i, som bare var fra børnenes hylder, lige smidt derind. Alle former for tilfældigt papir, markører, farveblyanter, " siger Michaelis. "Dine eksperimenter kommer ikke til at leve sådan - for at få den autenticitet - i et laboratorium."

Michaelis og Mutlu, hvis arbejde er støttet af National Science Foundation, se Minnie være med til at anspore ellers modvillige elever til alle mulige akademiske opgaver, og er allerede begyndt at teste en version af robotten, der deler naturvidenskabelige studier. De håber at prøve perioder med interaktion endnu længere end to uger - en evighed for en robotinteraktion, men et blink i et barns udvikling.

De forventer, at sociale læringsfunktioner kan være en del af en ledsagerrobot, der deles af en hel familie, men anerkend, at fremtiden er fyldt med designbekymringer om, hvordan man kan skabe en engagerende personlighed for brugere i forskellige aldre, beskytte familiemedlemmers privatliv og bevare den hårdt tilkæmpede tillid hos et barn, som også vil se robotten have private interaktioner med forældre.

"Denne idé er i sin vorden. Men nu ved vi, om du virkelig, design dette omhyggeligt, det kan faktisk opretholde interaktion og øge børns følelsesmæssige oplevelse med læsning, " siger Mutlu. "Det er en kæmpe præstation."