Sociale robotter underviser i cybersikkerhed til grundskoleelever

Femteklasser fra The College School på University of Delawares Newark campus lærte for nylig vigtige lektioner om sikring af information online fra en usædvanlig lærer – Zenbo, den sociale robot.

Står mere end to meter høj, den søde klassekammerat var forprogrammeret med velkendte børns historier, såsom Rødhætte, at et hold af UD-forskere kreativt tilpassede sig den digitale tidsalder.

Ideen:at hjælpe børn med at lære cybersikkerhed og godt digitalt medborgerskab ved hjælp af værktøjer, der engagerer og fastholder unges opmærksomhed. Digitalt medborgerskab fokuserer på online sikkerhed og etisk og ansvarlig brug af internettet.

Da Zenbo begyndte at læse historien, Rødhætte var på vej for at besøge sin syge bedstemor. Hendes mor mindede Red om at beskytte den adgangskode, der krævedes for at komme ind i hendes bedstemors hjem. Da hun stødte på den store onde ulv i skoven, Rød måtte vælge, om han ville dele private oplysninger med en fremmed.

Zenbo holdt en pause og bad om input fra klassen af ​​femteklasser om, hvad de så skulle gøre. På denne særlige tirsdag, studerendes mening var delt om, hvorvidt det er i orden at dele oplysninger, der kan hjælpe ulven med at finde ud af bedstemoderens sikkerhedsadgangskode til hjemmet. Halvdelen af ​​eleverne mente, at det ville være i orden at dele personlige oplysninger, mens deres jævnaldrende betragtede det som et risikabelt træk.

"Disse kontrolpunkter forstærker positiv adfærd og skaber lærebare øjeblikke, når børn laver fejl, " sagde Chrystalla Mouza, Distinguished Professor in Teacher Education i UD's College of Education and Human Development (CEHD). "Det er vigtigt, at denne uddannelse gives i skolen, fordi vi ikke kan stole på, at den bliver givet andre steder."

Mouza samarbejder med Chien-Chung Shen, professor i data- og informationsvidenskab på College of Engineering, og Tia Barnes, CEHD assisterende professor i menneskelig udvikling, på det National Science Foundation-finansierede projekt, der har til formål at teste nyhedsmåder til at levere cybersikkerhedstræning i klasseværelset.

Arbejdet voksede ud af Shens tidligere bestræbelser på at være med til at etablere et akademisk bifag og en masteruddannelse i cybersikkerhed på UD. Shen indså, at børn i børnehaven til og med 12. klasse (K-12) var et overset publikum for undervisning i cybersikkerhed. Mens internetbrugere over hele kloden fejrer Safer Internet Day på tirsdag, 11. februar, det er også en vigtig påmindelse om, at uddannelse i cybersikkerhed er nødvendig for mere end blot voksne.

Cyberudfordringer for børn

Børn i alderen otte til 12 år bruger cirka seks timer om dagen online, ifølge en Common Sense Media-rapport. Dette tal springer til omkring ni timer dagligt efter at have medregnet den tid, eleverne bruger på at bruge teknologi i klasseværelset.

Selvom de ikke har mobiltelefoner, elever i denne alder har typisk andre enheder, såsom iPads og bærbare computere med internetadgang. Mange børn spiller videospil online og, selvom de er vokset op med interaktiv teknologi, såsom Siri, Google og Alexa, dette garanterer ikke, at børn forstår, hvordan man er sikker online.

Mouza og Barnes tog K-12 uddannelsesstandarder for computere, som omfatter digitalt medborgerskab og aspekter af onlinesikkerhed, sikkerhed og privatliv, tages i betragtning, når de interaktive historier udvikles. Shen og Yan-Ming Chiou, en datalogi ph.d.-studerende med interesse for kollaborativ læring med interaktive digitale medier, programmerede derefter de UD-udviklede historier, spørgsmål og svar ind i den sociale robot.

"Børn kan let blive narret til at give fremmede deres personlige oplysninger og adgangskoder, fordi de gerne vil være hjælpsomme, " sagde Chiou.

Mens tilpasningen af ​​Rødhætte fokuserer på emnet phishing, Barnes skrev også en original historie, kaldet kaptajn Cyber, der introducerer vennerne James og Louisa, som uforvarende bliver ført ind i cyberspace, mens de spiller et online mobilspil. Der møder de kaptajn Cyber, en cybersikkerhedssuperhelt, der lærer dem at identificere phishing-websteder og adgangskodesikkerhed.

At bruge en hyldevare social robot til at læse historierne for børnene er et spring fremad i forhold til traditionelle metoder, som at få børnene til at se en video eller animation. Tidligere arbejde på området har vist, at elever har en tendens til at lære mere ordforråd, når de interagerer med en social robot i forhold til at se videoer eller bruge andre mobile enheder, fordi de ser det som en læringspartner.

"Vi forestiller os, at denne sociale robot er en del af lærerens strategi og lektionsplan, måske som en station, som eleverne besøger, eller en aktivitet, som de gennemfører i løbet af klassen for at skabe diskussion, " sagde Mouza, en ekspert i at bruge teknologi i klasseværelset.

Børnenes svar vil give rige data, som forskerholdet kan bruge til at måle elevernes viden om cybersikkerhed, og at evaluere den sociale robots evne til at hjælpe elever med at lære komplekse begreber. Også, det NSF-finansierede initiativ supplerer eksisterende landsdækkende indsats Mouza og andre på campus er involveret i, såsom CSforALL, et program, der har til formål at engagere elever fra børnehave til gymnasiet i at lære datalogi og opmuntre dem til at forfølge en karriere inden for det og relaterede områder.

Ifølge Mouza, Forskning viser, at børn typisk bestemmer omkring fjerde eller femte klasse, om de hører hjemme i en karriere inden for naturvidenskab, teknologi, teknik og matematik (STEM).

"Så, at nå dem tidligt med træning i cybersikkerhed er faktisk meget vigtigt, " hun sagde.

Interaktivitet, studerendes engagement

I Taiwan, Zenbo, den sociale robot, bliver brugt til at overvåge ældre, gå i børnehave og fungere som receptionist.

Den sociale robot har et sødt ansigt, bevæger sig og kan endda programmeres til at smile. Indbyggede sensorer gør Zenbo i stand til at forstå sit miljø. Da Zenbo forberedte sig på at læse historien, robotten genkendte, at den var oven på et bord og sagde:"Hjælp, Jeg er ved at falde, nogen, flyt mig til et sikkert sted, ", der fremkalder fnis fra alle i rummet.

Barnes sagde, at hun håber, at Zenbo kan udnyttes til at øge social følelsesmæssig klasseundervisning for børn med handicap. For eksempel, en lærer kan bruge Zenbo til at hjælpe børn med autisme eller følelsesmæssige indlæringsvanskeligheder med at øve sociale færdigheder og udtrykkeligt opleve sociale situationer, som de kan støde på i det virkelige liv.

"At få en robot til at arbejde en-til-en med et barn kan levere vigtig støtte uden for, hvad en lærer eller paraprofessionel kan give i klasseværelset, " sagde Barnes, der også er seniorforsker ved Center for Forskning i Uddannelse og Socialpolitik. "Dette kan hjælpe børn med at lære og praktisere passende adfærd og reaktioner."

Forskerholdet planlægger at pilotere Zenbo og de UD-udviklede historier, som de testede med lærere, i klasseværelser i foråret 2020. Fremtidige gentagelser af UD-projektet kan udvide sig ud over sociale robotter til også at inkludere virtual reality (VR), der vil gøre det muligt for børn ikke kun at lære af historierne, men for at blive karakterer i det virtuelle miljø og rollespil historien ved hjælp af VR-briller, måske endda være med til at undervise deres jævnaldrende.

"Teknologien er på fremmarch, så rammerne, metodologi og filosofi skal tilpasses for at holde børn interesserede, " sagde Shen.