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该论文涉及在与儿童进行一对一的学习中使用社会机器人
2020年10月15日    阅读量:141    新闻来源:中国风格网 stylechina.com  |  投稿

在研究人员CHILI实验室(洛桑联邦理工学院)在瑞士和GAIPS实验室(里斯本大学)在葡萄牙最近开发旨在帮助孩子提高他们的技能,书写一个自治系统。


他们创建的系统发表在Springer的《国际社会机器人学国际期刊》上,该论文涉及在与儿童进行一对一的学习中使用社会机器人。


该论文涉及在与儿童进行一对一的学习中使用社会机器人 中网时尚,stylechina.com


对于某些孩子来说,手写可能是一项难于掌握的技能,但这是他们学习道路上的基本垫脚石。实际上,较差的笔迹可能会对孩子的学习成绩,自尊和学习动机产生负面影响。


要掌握笔迹,孩子需要学习协调认知,运动和感知能力,因此他/她可能还需要大量练习。这就是为什么在手工一对一的教学中,通常会给认为手工写作特别有挑战性的孩子提供额外支持的原因。


研究人员之一Shruti Chandra表示:“由于掌握手写技能是一项物理任务,通常需要身体的帮助和互动,因此可以使用诸如社交机器人之类的现代技术作为补充儿童现有手写干预方法的工具。”


告诉TechXplore。“考虑到这一愿景,我们的研究旨在探索一种社交机器人如何通过一种方法,即儿童是帮助机器人改善其笔迹的老师,来自动帮助孩子获得笔迹。”


GAIPS实验室的研究人员最近进行的研究是名为CoWriter的更广泛项目的一部分。CoWriter项目的核心目标是建立一个机器人合作伙伴,孩子们可以教他们手写书法。


这背后的总体思想是,教机器人如何手工书写可以帮助孩子提高自己的书写能力。一种称为“边学边学”的范例。


以往的研究表明,“边学边教”的做法可以使孩子反思自己的错误并加以改善,从而最终提高他们的学习技能,动力和自尊心,因此在教育中非常有效。


Chandra解释说:“我们开发了一个包含社交人形机器人的自主教育系统(Nao由SoftRobotics提供),该系统为儿童提供了提高他们的手写技能的方案。


Chandra解释说。“当前的系统依赖于以学习为基础的教学模式,旨在回答一个问题:学员的学习能力将如何影响教师的学习?”

 

Chandra和她的同事设计了一个一对一的方案,其中涉及孩子与社交机器人之间的交互,在这种情况下,孩子扮演老师或家庭教师的角色,评估机器人的手写技能。


该学习方案旨在通过要求儿童辅导他人来提高儿童的手写技能。研究人员提出的学习系统是完全自主的,因此在儿童机器人交互过程中不需要任何额外的工作或监督。


钱德拉说:“当机器人要求儿童纠正一些字母的形状时,互动就开始了。” “首先,机器人将变形的字母写在屏幕上,并要求儿童使用计算机屏幕对其进行纠正。儿童通过通过滑块改变字母的形状来进行校正,并在屏幕上演示该字母。”


在儿童机器人辅导课程中,机器人会犯下一些最常见的手写错误,这些错误与4-8岁的孩子有关,与比例,中断和对齐有关。这允许正在辅导机器人的孩子在纠正机器人所犯错误的同时反思自己的一些错误。


为了评估他们开发的教学系统的有效性,Chandra和她的同事们在葡萄牙的小学进行了两次纵向研究,每项研究包括四个机器人儿童一对一的辅导课程。


他们在每节课之前和之后评估了每个参与项目的孩子的手写技能和对社交机器人的理解。


给孩子们分配以下三种学习条件之一:持续学习,非学习或个性化学习。这使研究人员可以有效地比较每种学习条件对孩子的学习和机器人感知的影响。


钱德拉说:“在持续学习的条件下,机器人可以在会话中和会话之间进行连续学习。” “但是,在非学习状态下,机器人不会学习,并且持续表现不佳。


最后,在个性化学习条件下,机器人会在整个会话过程中采用孩子的表现,这意味着如果孩子表现良好,机器人将会表现出色。更好,反之亦然。”


在每次补习开始之前,要求孩子们完成一项评估他们的笔迹技巧的预测试。随后,他们进行了协作写作活动,其中要求每个孩子教机器人如何手写。


最后,在任务结束时,研究人员向孩子们询问了有关他们对与机器人互动的看法的问题。


钱德拉说:“在机器人进行了四次训练之后(每周一次),参与者进行了一次与预测相同的后测,以评估这四次训练对参与者的手写技能的影响。” 


“然后,我们比较了孩子们的测试前和测试后分数,以评估他们在条件内和条件之间的学习收益。同样,对孩子的感知进行了分析,并在条件内和条件内进行了比较。”


研究人员分析了他们收集的数据,发现在辅导课之后,孩子们在个性化学习和持续学习条件下的笔迹技能得到了显着提高。


另一方面,处于非学习状态的儿童的笔迹没有明显改善。换句话说,辅导具有一定手写能力的机器人似乎可以帮助孩子提高自己的技能,远远超过了辅导没有能力的机器人。


钱德拉说:“我们还发现,孩子们对机器人的某些学习能力(例如写作能力和整体表现)的看法会随着时间而改变。” “在最后一次互动之后,超过92%的第一项研究的孩子和所有第二项研究的孩子不仅称自己为好老师,而且喜欢辅导机器人并希望将来教它。”


除了提高孩子们的手写能力外,研究人员设计的学习方法还似乎增强了孩子们对其能力的信心。有趣的是,机器人的能力并没有影响孩子在运动后对自己的能力有多自信,因为他们通常认为自己是称职的老师,无论机器人是否有所改进。


钱德拉说:“总的来说,由于一些原因,我们发现孩子们在两项研究中都很好地接受了该系统。” “首先,我们能够在葡萄牙里斯本的两所不同的学校中成功地进行了两次多学期学习,并且在整整四到六周的时间里,与机器人互动的孩子们。其次,我们发现大多数孩子都想在这里教机器人。未来。”


将来,由钱德拉(Chandra)和她的同事们开发的自主教育系统可以用于以有趣和创新的方式教授儿童手写技能。此外,学校的初步评估结果表明,这可能有助于提高孩子们的笔迹和对技能的信心。


研究人员现在正在为CoWriter项目进行另一项研究,该研究调查了使用类似系统教有严重手写障碍的孩子的情况。在这种情况下,孩子们将与治疗师和Nao社交机器人参加会议。


钱德拉说:“在这些其他研究中,在瑞士洛桑和法国巴黎的医院里,有几个月的时间,有一名治疗师在协助孩子进行与任务相关的询问以及与社交机器人的互动。” 


“我们计划继续使用机器人进行此类研究,因为这些孩子需要数次训练才能改善。我们的CHILI实验室小组最近还开发了一个名为Tegami的应用程序,用于对儿童进行颗粒状声像图诊断,以便他们能够接受个性化的学习治疗怎么写。”



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