Roboty pomagają w nauce i rozwoju umiejętności
Przybliżając kontekst realizacji projektu, jego koordynator dr Costas Tzafestas wyjaśnia: „Warunkiem koniecznym do osiągnięcia skutecznej komunikacji jest umiejętność odczytywania stanu poznawczego ludzi wokół nas (czytanie intencji) i budowanie zaufania”. Z tego względu w projekcie BabyRobot oparto się na paradygmacie komunikacji międzyludzkiej, aby stworzyć model interakcji człowiek-robot w formie trzyetapowego procesu, na który składa się dzielenie pola uwagi, ustanowienie wspólnej płaszczyzny i określenie wspólnych celów. Jeśli chodzi o szczegółowe rezultaty, zespół badawczy opracował nowe moduły oprogramowania zdolne do przetwarzania i analizy sygnałów multimodalnych z różnych czujników audiowizualnych. Czujniki te rejestrują działania i zdarzenia w warunkach interakcji człowiek-robot. Udowodniono ich doskonałą wydajność, między innymi w modelowaniu i rozpoznawaniu ludzkich stanów społecznych, poznawczych i afektywnych, szczególnie u dzieci wchodzących w interakcje z robotami.
Nawiązywanie relacji z dziećmi
Mechanizmy i algorytmy uczenia się robota opracowane przez jeden z zespołów badawczych biorących udział w projekcie BabyRobot umożliwiają robotowi dostosowanie działań i reakcji w celu maksymalizacji zaangażowania dziecka podczas interakcji. „Zwiększa to potencjalny wpływ, jakie stworzenie takich warunków może mieć na poprawę określonych (ukierunkowanych) umiejętności poznawczych i społecznych (związanych z komunikacją i współpracą) u dziecka”, tłumaczy dr Tzafestas. Jest to szczególnie istotne, biorąc pod uwagę główną grupę docelową projektu BabyRobot, czyli dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu (ASC). Badania obejmowały również typowo rozwijające się dzieci w wieku od 6 do 10 lat. Wszystkie dzieci uczestniczące w badaniu posługiwały się językiem ojczystym, głównie angielskim, duńskim, greckim lub szwedzkim.
Badania nad interakcjami dziecko-robot
Prace uczonych koncentrowały się na trzech przypadkach zastosowania w interakcjach dziecko-robot. Pierwszy przypadek dotyczył scenariuszy naturalnych interakcji między dzieckiem i robotem, drugi obejmował badanie umiejętności komunikacyjnych i uczenia się poprzez gry, a trzeci skupiał się na rozwoju umiejętności współpracy i uczenia się poprzez interakcje diadyczne i triadyczne z wykorzystaniem robota w roli mediatora. „Badania były prowadzone równolegle przez kilku partnerów projektu BabyRobot i objęły łącznie ponad 40 dzieci z objawami zaburzeń ze spektrum autyzmu i ponad 150 typowo rozwijających się dzieci”, dodaje dr Tzafestas. Wspólnym celem tych badań była ocena różnorodnych umiejętności poznawczych, społecznych i afektywnych, przede wszystkim u dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu. Kolejnym celem było oszacowanie potencjalnego wpływu scenariuszy interaktywnych gier dla dziecka i robota (takich jak te zaprojektowane i wdrożone w ramach projektu BabyRobot) na poprawę tych umiejętności w tej grupie docelowej. Wyniki projektu są bardzo obiecujące i pokazują ogromny potencjał tych nowatorskich technologii. „Zakładamy, że ewentualne społeczne znaczenie rozwijania takich technologii w ramach szerszej dyscypliny, jaką jest robotyka społeczna, a także ich dalszego wykorzystania przy wdrażaniu skutecznych gier opartych na interakcji i współpracy między dzieckiem i robotem jest ogromne”, zaznacza koordynator.
Wyniki inspiracją do dalszej pracy
Dr Tzafestas mówi nie tylko o celach naukowych, ale również o motywacji leżącej u podstaw istoty tych badań. „Sposób, w jaki zachowanie tych dzieci zmieniało się w czasie, co przejawiało się na przykład oznakami empatii w stosunku do robota… lub stopniowym stosowaniem umiejętności współpracy, stał się naszą inspiracją do badań i siłą napędową do dalszych działań”, twierdzi.
Jakie działania planuje zespół, aby poczynić dalsze postępy?
Przyszłe prace mają na celu dalszy rozwój i ocenę technologii i modułów opracowanych w ramach projektu BabyRobot. Jednocześnie bez odpowiedzi pozostaje kilka pytań badawczych, w szczególności tych związanych z lepszym rozumieniem mechanizmów uwagi i uczenia się w ramach interakcji wielostronnych. „Ustanowienie struktury interakcji dziecko-robot, zdolnej do skutecznego manipulowania takimi mechanizmami, może umożliwić nam rozwiązanie różnych kwestii związanych z zaburzeniami umiejętności uczenia się u dzieci”, podsumowuje dr Tzafestas.
Słowa kluczowe
BabyRobot, robot, dzieci, rozwój umiejętności, komunikacja, współpraca, uczenie się z robotem, interakcja człowiek-robot, interakcja dziecko-robot, spektrum autyzmu
