Barn lär sig bättre med en vän. De är mer entusiastiska och förstår mer om de gräver sig in i ett ämne med en följeslagare. Men tänk om den följeslagaren är konstgjord?

Forskare vid University of Wisconsin-Madison har byggt en robot, heter Minnie, att fungera som läskompis för barn i mellanstadiet, och Minnies nya vänner blev mer upphetsade över böcker och mer knutna till roboten under två veckors läsning tillsammans.

"Efter en interaktion, barnen berättade i allmänhet för oss att Säker, det var trevligt att ha någon att läsa med, "säger Joseph Michaelis, en UW-Madison doktorand som studerar pedagogisk psykologi. "Men i slutet av två veckor, de pratar om hur roboten var rolig och dum och rädd, och hur de skulle komma hem och ser fram emot att se det igen. "

Michaelis och datavetenskapliga professorn Bilge Mutlu publicerade sitt arbete med Minnie på onsdagen (22 augusti) i tidningen Science Robotics .

Forskning visar att socialt lärande - att koppla ihop med en kamrat för att slutföra matematiska problem eller läsa ett kapitel i en lärobok - är ett kraftfullt sätt att hjälpa eleverna att utveckla färdigheter och intressen, enligt Michaelis. Det förbättrar elevernas förståelse genom att fördela den kognitiva arbetsbelastningen och förstärka förståelsen genom dialog.

"Mest intressant för mig är att vi vet att socialt lärande stärker intresse och motivation, "säger Michaelis, som undervisade i gymnasievetenskap innan han återvände till forskarskolan. "Många barn som inte gillar att läsa, särskilt, påpeka att det är en isolerad aktivitet, och folk accepterar bara den isoleringen. Men det kan vara demotiverande och svårare att lära sig och förstå i den situationen. "

Michaelis och Mutlu tror att följeslagarrobotar snart kommer att vara en fixtur i hem, och de undrade om dessa robotar skulle kunna fungera som sociala inlärningskamrater för barn.

De utformade ett två veckors läsprogram med 25 böcker som representerar en rad läskunskaper och berättelsekomplexitet, och programmerade Minnie att vara en intresserad lyssnare. Barnen i studien läste högt för roboten, som kunde spåra deras framsteg i boken och reagera på berättelsen - varannan sida eller så, särskilt under viktiga stunder i handlingen - med en av hundratals förprogrammerade kommentarer.

"Målet är att försöka göra det så genuint samtalande som möjligt. Om du läste en bok för mig, och jag blev förvånad, Jag skulle säga något liknande, "Wow, Jag såg inte det komma! "Säger Michaelis." När en skrämmande del av boken händer, roboten säger, 'Åh, Wow, Jag är verkligen rädd.' Det reagerar som om det hade en verklig personlighet. "

Med enkel, överdimensionerade svarta ögon på en relativt prestationslös vit jordklot, Minnie kan reagera och ringa och sammanfatta och verka eftertänksam. Det börjar till och med med att följa en inledande inläsning genom att rekommendera (via en algoritm) en bra bok från sitt bibliotek med titlar, som inkluderar de välkända Harry Potter- och gåshudsserierna och genreklassiker som "A Wrinkle in Time".

"Den matchen är avgörande. Om du försöker skapa en social kontakt med någon, och de säger, 'Du skulle älska den här boken, 'och de har helt fel? Det förstör den trovärdigheten, "Säger Michaelis." De flesta barnen sa att roboten gjorde ett bra jobb med att föreslå böcker för dem. "

Anslutningen växte därifrån. Antalet barn som berättade för forskare att roboten har en personlighet eller känslor ökade mer än fyrdubblat under de två veckor läsarna tillbringade med Minnie. Antalet rapporter som de var motiverade att läsa ökade också-och överträffade en kontrollgrupp efter en pappersbaserad version av läsprogrammet. Och barn som läste med Minnie sa att de kände att de förstod och kom ihåg mer om de delade böckerna.

Mutlu, som studerar interaktion mellan människa och robot, sa att illusionen av personlighet i en robot är så ömtålig, det går ofta sönder på några minuter.

"Vi blir mer vana vid att interagera med saker som pratar med oss ​​nu, med Siri och Alexa och andra. När de beter sig på ett sådant sätt som avslöjar sina tekniska brister eller begränsningar, du inser direkt att du inte har ett riktigt samtal, "Mutlu säger." Den största chocken i vår studie är att två veckor senare, barnen är fortfarande relaterade till karaktären - snarare än att säga, 'Det här är dumt. Jag pratar inte med din robot längre.

Den framgången tillskriver han den omsorg som togs i utvecklingen av Minnies talrepertoar, och även till en söt plats robotar njuter bland åldersgruppen i studien - en grupp som kan vara känslomässigt sofistikerad nog för att knyta kontakter, men inte försiktig eller snarky nog att skjuta kuvertet.

"Barnen matchar robotens förmågor, och vice versa, "Säger Mutlu." Denna robot stöder en engagerande läsaktivitet, men det är inte en social följeslagare i den mån du kan ha ett öppet samtal med det. Om du hade en mycket mer kapabel robot, den bilden kan förändras. "

Inte för att andra familjemedlemmar utelämnades. Minnies hemvistelser måste vara bekväma besök, med roboten och människor spridda på golvet eller liggande på sängar med kuddar.

"Jag fick familjer att skicka mig bilder på hur de klädde roboten. Jag skulle få tillbaka lådan, och det skulle ha en mängd extra böcker i det som bara var från barnens hyllor, slängdes bara in där. Alla typer av slumpmässigt papper, markörer, kritor, "Säger Michaelis." Dina experiment får inte leva så - för att få den äktheten - i ett labb. "

Michaelis och Mutlu, vars arbete stöds av National Science Foundation, se Minnie hjälpa till att påskynda annars motvilliga studenter i alla slags akademiska uppgifter, och har redan börjat testa en version av roboten som delar vetenskapliga studier. De hoppas kunna prova perioder av interaktion ännu längre än två veckor - en evighet för en robotinteraktion, men ett ögonblick i ett barns utveckling.

De förväntar sig att sociala inlärningsfunktioner kan vara en del av en följeslagarrobot som delas av en hel familj, men erkänna att framtiden är full av design bekymmer över hur man skapar en engagerande personlighet för användare i olika åldrar, skydda familjemedlemmarnas integritet och upprätthålla ett barns vinnande förtroende som också kommer att se roboten ha privata interaktioner med föräldrar.

"Denna idé är i sin linda. Men nu vet vi om du verkligen, utforma detta noggrant, det kan faktiskt upprätthålla interaktion och öka barnens känslomässiga upplevelse med läsning, "Säger Mutlu." Det är en enorm prestation. "