Skip to main content

Cyber-Physical Systems for PEdagogical Rehabilitation in Special EDucation

Article Category

Article available in the folowing languages:

Roboty wspomagają kształcenie specjalne

Technologia robotyczna ma ogromny potencjał w zakresie kształcenia dzieci o specjalnych potrzebach. Finansowani przez UE badacze poczynili znaczne postępy w zakresie analizowania wpływu edukacyjnego takich robotów oraz oceny ich akceptacji przez uczniów.

Społeczeństwo

Wykorzystanie robotów do pomocy w nauczaniu dzieci o specjalnych potrzebach edukacyjnych okazuje się być w ostatnich dziesięciu latach coraz bardziej popularną koncepcją. Dane wskazują, że np. niektóre dzieci ze spektrum autyzmu chętniej wchodzą w naturalne interakcje z robotami niż z nauczycielami. „Wynika to głównie z tego, że roboty przemawiają do ciekawości dzieci, skuteczniej przyciągając ich uwagę”, wyjaśnia koordynator projektu CybSPEED Manuel Graña, profesor z Uniwersytetu Kraju Basków w Hiszpanii. „Dzieci dość naturalnie akceptują roboty jako partnerów do nauki. Jednak technologia odpowiedzialna za interakcje człowiek-robot z udziałem dzieci jest wciąż słabo rozwinięta”.

Ulepszanie zrobotyzowanych narzędzi pedagogicznych

Projekt CybSPEED, realizowany przy wsparciu programu działań „Maria Skłodowska-Curie”, miał na celu dalszy rozwój i przetestowanie nowej technologii robotycznej dostosowanej do szczególnych potrzeb kształcenia specjalnego. Prace objęły zaprojektowanie gier pedagogicznych z udziałem człowieka i robota oraz możliwości opowiadania historii, a także interfejsów zachęcających do większej interakcji. Na przykład ulepszono rozpoznawanie mowy przez robota NAO – małego humanoidalnego robota przeznaczonego do interakcji z ludźmi – dzięki zastosowaniu alternatywnych rozwiązań niedostępnych w standardowej konfiguracji. Zespół wypróbował również technologie śledzenia oczu oraz wirtualnej rzeczywistości. „Następnie zaczęliśmy obserwować interakcje dzieci z tymi ulepszonymi robotami”, mówi Graña. „Chcieliśmy ocenić zainteresowanie dzieci i zobaczyć, jak można poprawić komunikację z nauczycielem-robotem”.

Pomiar interakcji robot-człowiek

Roboty – w większości zbudowane na bazie komercyjnego robota NAO – zostały przetestowane w wielu instytucjach edukacyjnych w oparciu o dokładnie określony zestaw interakcji. Jednym z głównych wyzwań było dokładne określenie wpływu interakcji robot-człowiek, takich jak opowiadanie historii, na dzieci. Aby tego dokonać, zespół wykorzystał EEG do badania pracy mózgu dzieci podczas aktywności edukacyjnej. Wiązało się to z detekcją aktywności elektrycznej w mózgu za pomocą wygodnego urządzenia bezprzewodowego. „Użyliśmy nieinwazyjnych bezprzewodowych aparatów EEG, które można łatwo nosić”, mówi Graña. „W ten sposób mogliśmy badać odpowiedzi neuronowe w możliwie najbardziej naturalnym otoczeniu. Niektóre z naszych najważniejszych dotychczasowych wyników pochodzą z prac eksperymentalnych prowadzonych w Bułgarii i Grecji oraz prac z dużymi kohortami dzieci”.

Zmniejszenie obciążenia związanego z kształceniem

Opublikowano już pewne wstępne ustalenia dotyczące interakcji mózg-komputer oraz pomiaru reakcji neuronowych u dzieci. Dane wciąż spływają, a zespół liczy, że w najbliższej przyszłości uda się przedstawić więcej nadających się do publikacji wyników. Udostępniono również zbiory danych i otwartoźródłowe kody programistyczne, aby umożliwić podmiotom zewnętrznym rozwijanie prac prowadzonych w projekcie CybSPEED. „Wyniki tego projektu przyniosą ogromne korzyści nauczycielom, dzieciom i rodzicom”, twierdzi Graña. „Robotyczni pomocnicy mogą odciążyć nauczycieli pracujących z dziećmi o specjalnych potrzebach. Dowiedliśmy też, że interakcje z nauczycielami-robotami mogą motywować dzieci i sprzyjają poprawie skuteczności nauczania”. Projekt pozwolił na wyznaczanie przyszłego kierunku badań w tej dziedzinie. Na przykład potrzeba więcej pracy, aby zwiększyć wytrzymałość robotów, konieczne są też dalsze usprawnienia komunikacji – za pomocą mowy, gestów lub innych kanałów. „Nadal trudno jest odwzorować w robotach sposoby ludzkiej komunikacji”, dodaje Graña. Niemniej jednak projekt stanowi ważny krok w kierunku efektywnego zastosowania technologii robotycznych w kształceniu specjalnym.

Słowa kluczowe

CybSPEED, robotyczny, edukacja, autystyczny, dzieci, pedagogiczny, neuronalny

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania