Forskare vid Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) i Sverige har genomfört en studie som utforskar effekterna av att använda fysiska robotar för att hjälpa människor under ordförrådsinlärningsövningar. Institutionen för tal, Musik och hörsel vid KTH är specialiserad på tvärvetenskaplig forskning om ett brett spektrum av ämnen, inklusive robotik och datorstödd språkinlärning.

Fysiska robotar kan ha ett brett spektrum av tillämpningar, inom områden som sjukvård, transport, tillverkning, kundservice och även utbildning. Nyligen, forskare vid Yale University har undersökt om användning av robotar som handledare istället för karaktärer på skärmen eller kroppslösa röster kan förbättra elevernas förståelse av läroplansmaterial.

"Vi var medvetna om arbetet utfört av Brian Scassellati och hans kollegor på Yale där de lät försökspersoner göra samma kognitiva uppgift under tre olika förhållanden, och vi var nyfikna på om det var möjligt att få samma effekter inom området för ordförrådsinlärning, "Preben Wik, en av forskarna som genomförde den senaste studien, berättade för TechXplore. "Vi föreslog upplägget som ett examensarbete för en masterstudent Andreas Wedenborn, som senare genomförde experimentet."

Det primära syftet med studien utförd av Wik, Wedenborn och deras kollegor skulle undersöka effekten av förkroppsligande, eller skillnader i utformningen av läraren (dvs. fysisk robot kontra kroppslös röst), på ett ordförrådstest utfört av en grupp elever. Forskarna bad 15 mänskliga studenter att lära sig ett antal ord på ryska med hjälp av en virtuell partner, som antingen var en kroppslös röst, en animerad avatar på en datorskärm eller ett fysiskt robothuvud med en 3D-animerad ansiktsmask.

Eleverna som deltog i studien hade inga förkunskaper i ryska språket. Varje elev deltog i en enkel interaktiv språkinlärningsövning, under vilken de fick lära sig nio ryska ord i uppsättningar om tre. För varje uppsättning av tre ord, de hade en annan virtuell lärare eller träningspartner.

När inlärningsövningen var klar, deltagarna ombads komma ihåg de ord som de tidigare hade lärt sig. Deras svar spelades in och analyserades för att avgöra om de presterade bättre på ord som lärts med en viss träningspartner (d.v.s. den kroppslösa rösten, animerad avatar eller fysisk robot).

Forskarna fann att deltagarna kom ihåg ord som de lärt sig med roboten betydligt bättre än de som lärts med en avatar och en kroppslös röst. Dessutom, återkallelse var bättre för ord som lärts med avataren än för de som lärts när de bara assisteras av en kroppslös röst.

"Vårt papper rapporterar resultaten av en liten studie, så det är för tidigt att dra några starka slutsatser av det, " sa Wik. "Jag tror, dock, att våra fynd är mycket intressanta och spännande. Det finns verkligen betydande skillnader mellan återkallandet av ordförråd under de tre tillstånden. Man verkar lära sig bättre av en robot än av en avatar på en skärm. Ordförråd minns är, självklart, bara en aspekt av språkinlärning, men liknande studier har gjorts inom andra områden."

Resultaten som samlats in av Wik och hans kollegor visar på de potentiella fördelarna med att använda robotar som partner under språkinlärningsövningar. Dock, eftersom deras studie endast involverade ett litet antal deltagare, det kan behöva replikeras i större skala för att ge mer tillförlitliga resultat.

Dessutom, det observerade bättre minnet för ord som övats med en robot kan vara en ren nyhetseffekt som avtar med tiden. Det kan också associeras med den tid deltagarna spenderade på inlärningsuppgiften, eftersom de slutade spendera mer tid med roboten än med andra virtuella partners.

"Man kan också spekulera i att kanske 'förkroppsligande' är viktigare i lärande än vi tidigare har förstått, ", sa Wik. "Kanske aktiveras någon del av vår hjärna som används i lärande av fysisk förkroppsligande? Kanske är vi biologiskt eller kulturellt förberedda för att lära oss språk genom fysisk social interaktion, efter årtusenden av att interagera på det sättet."

Trots den intressanta karaktären hos fynden som samlats in av Wik och hans kollegor, ytterligare forskning behövs för att bättre förstå omfattningen av deras betydelse. Framtida studier kan också jämföra virtuella lärandepartners med mänskliga, för att bedöma om mänsklig interaktion ansikte mot ansikte kan förbättra lärandet.

"Jag skulle älska att se studien utökad, både över tid och över ämnen, men också med ett tillstånd med hjälp av en mänsklig lärare, " sa Wik. "Om den fysiska närvaron av en lärare kommer att öka inlärningsprestanda, då bör vi tänka noga på den nuvarande trenden att ge varje barn en dator, om det görs på bekostnad av tid med en lärare."

Forskarna planerar nu att fortsätta sin forskning inom robotik och datorstödd inlärning. En av författarna till tidningen, Olov Engwall, arbetar för närvarande med ett projekt som heter Collaborative Robot-Assisted Language Learning (CORALL). Wik och en annan forskare som är involverad i studien har också varit med och grundat ett företag som heter Furhat Robotics, specialiserad på social robotik FoU.

"Social robotik är ett bredare forskningsområde där framsteg som görs kommer att vara fördelaktiga för många vertikaler, inklusive språkinlärning, " förklarade Wik. "Förbättrad och mer naturlig social interaktion med hjälp av fler icke-verbala ledtrådar och förbättrad turtagning kommer också att gynna de applikationer som bygger på de mer allmänna förmågorna. Ed-tech is likely to become an area where social robotics will be active."

© 2019 Science X Network