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日本“笨蛋机器人”助力儿童学习

日本“笨蛋机器人”助力儿童学习

作者: 小众星球 | 来源:发表于2018-09-21 09:33 被阅读0次

对许多人来说,未来将会出现如《机器人启示录》中噩梦似的景象:人类被自己创造的,拥有卓越身体和智力能量的霸主机器人征服。

然而,一位日本研究人员设计了一种机器人,塑造了与我们未来想象相反的形象,特别是,在机器人的使用者孩子们的意识中。

田中文秀(Fumihide Tanaka)的教育机器人没有扮演一个无所不知的老师的角色。相反,它们被制造出来是为了帮助学生学习英语词汇,并充当教室里常犯错误的笨蛋角色,这些错误可以被乐于助人的学生改正。

田中认为,通过教一个不那么聪明的机器人,孩子们可以加强自己的学习,从而成为更强的学生。研究也证实了这一点。

筑波大学工程系的信息与系统副教授田中说:“我们通过教别人学到了很多东西。我个人不喜欢家教机器人的想法。这是一个完全相反的家教机器人,它更像孩子的朋友,或者像一个弟弟或妹妹。”

关爱机器人

田中说,他的作品属于“接受关爱的机器人”类别,“关爱机器人”顾名思义,他们需要人类同伴的关注和关心。这一概念最早在2009年被提出。

田中曾任索尼研究工程师,他认为接受关爱的机器人是理想的教育工具。

在已发表的研究中,他和一位同事写道:“到目前为止,大多数面向儿童的教育机器人都是为了发挥人类教师或看护者的角色而设计和开发的。事实上,有些机器人已经被明确命名为“儿童保育机器人”。

但是田中和他的同事们的目标是从源头上改变儿童保育的概念。

他们围绕着只有25英寸高的软银机器人公司的,类人机器人Nao设计了一些最初的实验。当他们在学龄前儿童的教室里展示机器人时发现,当Nao被编程所有的问题都正确回答时,孩子们与这位新朋友的互动远远少于Nao被编程答错题的时候。

机器人不仅激发了学龄前儿童的关心,还增加了他们的自发学习的积极性:那些没有计划的、无组织的尤里卡时刻(词源自古希腊语,“我发现了”的意思),可以更好地拓宽孩子的世界观。例如,他们的父母说,孩子们非常喜欢教机器人,所以他们会在家里重复教学游戏,尽管那里根本没有机器人。

自从这些早期的实验以来,田中一直在监督软银机器人公司的商业教育机器人Pepper的开发。

不一样的体验

自21世纪初以来,田中就一直致力于机器人领域的工作,他表示,总的来说,机器人提供了一种与以往完全不同的教育体验。

教育机器人的一个优点是他们没有固定的时间表。他说:“孩子们可以在任何时候跟机器人玩:可以在午夜,也可以在任何他或她想和机器人玩的时候,这对一个人或成人教师来说是很难做到的。”

研究发现,机器人的另一个好处是,它在持续保持孩子兴趣的同时还能娱乐,这给孩子们提供了学习的动力,他补充道。

更重要的是,一个精心设计的机器人不会让孩子感到“压力”,而家长和老师有时却会。田中说,“我们可以把机器人设计成一种弱小的存在。”不显眼的机器人让人放心,孩子会想要和它玩并能够轻松学习,而不是感觉到压力。

行为举止的细微差别是设计“社交机器人”的固有属性,田中的接受关爱的机器人是更广泛的机器人群的一部分。 

社交机器人

威斯康星大学麦迪逊分校教育心理学系的博士生约瑟夫·米凯利斯(Joseph Michaelis)解释说,社交机器人“与人类互动利用的是自然的社会线索,比如手势、语调,或头部和眼睛的动作来传达意义。”

“因为人类总是强烈地用社交的方式理解他们遇到的事,即使是简单的动作,比如当一个机器人在孩子按下按钮后做一个小动作,也可以被认为是社会性的。”他说。

米凯利斯和他的同事根据2017年发表的一篇论文中描述的社交机器人设计原理,设计出了一个学习伙伴机器人Minnie。和田中的机器人不同,Minnie不需要孩子的照顾。

米凯利斯的团队对身高只有13.5英寸的Minnie进行了编程,让他们对独立阅读书籍的孩子们发表深思熟虑的评论。“与机器人的互动以及Minnie对书的评论展示了故事中正在发生的事情的一些理解,但并不是以权威的方式呈现出来。”米凯利斯说。

例如,当一个孩子读到一个可怕的场景给Minnie,机器人可能会评论说:“哦,哇,我真的很害怕”,好像它有真正的人格一样。

Minnie也与孩子眼神接触,说话时会避开孩子的目光(以便显得体贴),眼睛在空闲时微妙地移动,看起来栩栩如生。

米凯利斯说:“我们希望孩子们感觉到他们是在和同伴一起学习,而不是由家庭教师或老师来教,所以我们设计的互动方式是对话式的。”

就像田中的机器人一样,他们希望Minnie能帮助孩子们感到更大的动力和更大的自主性,这样他们就会想要自己学习。

然而,Minnie仍处于试验阶段。米凯利斯认为,“通用教育机器人离现实还有很长的路要走。”首先,他推测,精心设计的——如有限制的话——智能机器人将被引入教育系统。

但在此之前,还有许多障碍需要克服。

父母的担忧

据田中所言,父母首先问的问题就是机器人是否会给孩子带来安全隐患。

出于这个原因,他设计的接受关爱机器人比孩子个头小,显得“弱小”和“无害”。我认为这在社会上是可以接受的。外表很重要,他说,虽然目前还不清楚设计师如何确保机器人不会吓到小孩子。

米凯利斯指出,“对父母来说,隐私是一个非常令人关注的问题”。

“家长们想知道机器人正在收集什么信息,如何使用它,以及这些信息何时被收集,”他说。在我们的工作中,我们告诉父母和孩子,机器人会用音频记录他们的阅读。

为了减轻父母的思虑,米凯利斯和他的同事们添加了一个简单的LED来向家庭展示机器人何时进行记录。他说,“同样重要的是,要记住,关于隐私的社会规范因文化而异,社交机器人的设计应该对此敏感。”

取代老师?

社会和机器人工程师最担心的是道德。田中说,“家教机器人往往被视为取代了人类教师”。

米凯利斯说,自从机器人已经减少了诸如汽车制造业等领域的雇员人数后,人们对失业的担忧是真实的。

然而,教育机器人领域的大多数人,包括田中文秀,并不认为机器人会取代教师,即使是从长远来看,这也只是支持教师和补充课程的一种方式。”米凯利斯说。“鉴于教室规模不断扩大,这种支持可能尤其重要。至少在美国是这样的。”

日本还在寻找新的方法建立更完善的教育制度。

教育部下属的中央教育委员会最近发表声明指出,“教育儿童变得越来越难”。儿童贫困,越来越多的特殊需要学生和外国学生,以及“欺凌、逃学和暴力行为”所有这些都助长了教育方面的挑战,根据一份委员会的报告——机器人助手可以克服这些挑战。

据“日本时报”报道,今年4月,日本教育、文化、体育、科技部在全国约500所学校试行了机器人计划,目标是帮助孩子学习英语。田中还没有直接参与这项计划,但是,这个以及其它所有关于机器人教育理论在现实世界中的测试都将不可避免地为未来的研究提供参考。

田中说,世界各地的研究人员已经开始探索的下一个趋势群体学习。“到目前为止——这不仅仅是在日本——大多数教育机器人的研究人员都在研究机器人一对一的学习场景。”他说。他和其他全球研究人员也在研究远程控制机器人的方法,这些机器人可以被远程控制,也可以在教室里使用。

“我们请日本的老年人在小学教孩子。通过使用这个机器人,老年人可以从家里参与课堂,”田中说。这表明机器人的使用可以丰富课堂和老年人的生活。“所以,远程学习是我们现在正在进行的另一个项目。”

米凯利斯说,他对机器人在教育中的扮演的角色“非常乐观”。“如果我们做得对,”他说,“教育机器人可能会像个人计算机、计算器一样在教育中产生的变革性的力量。”

原文标题“The 'dunce robots' of Japan will help children learn”,原文9月19日刊登于CNN网站

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