Ett barn interagerar med robotläraren medan en lärare ger vägledning. Forskning visade att roboten sedan kunde stödja barnen i samma aktivitet självständigt. Kredit:University of Plymouth
Robotar kan ta bara tre timmar att framgångsrikt lära sig tekniker som kan användas för att stödja lärare i en klassrumsmiljö, enligt ny forskning.
Studien, publiceras i Vetenskapsrobotik , såg en robot programmeras för att gradvis lära sig autonomt beteende från mänskliga demonstrationer och vägledning.
En mänsklig lärare styrde roboten, lära det hur man hjälper unga elever i en pedagogisk verksamhet, och den kunde sedan självständigt stödja barnen i samma aktivitet. De råd som den sedan gav visade sig stämma överens med de råd som läraren gav.
Forskare säger att tekniken kan ha ett antal fördelar för lärare, eftersom de möter ökande krav på sin tid, och kan vara positivt för eleverna, med forskning som tidigare visat att användning av robotar tillsammans med lärare i klassrummet kan ha fördelar för deras utbildning.
De tror också att det har en betydande potential för ett antal andra känsliga tillämpningar av sociala robotar, som inom eHälsa och assisterande robotik.
Studien koordinerades av forskare vid University of Plymouth, som har en lång historia av att utveckla sociala robotar för en rad utbildnings- och hälsomiljöer, arbetar med kollegor vid University of Lincoln och University of the West of England.
Diagram över tillämpningen av SPARC för interaktion mellan människa och robot. En mänsklig lärare övervakar en robot som lär sig att interagera med en annan människa. Kredit:Senft et al., Sci. Robot . 4, eaat1186 (2019)
Genom en rad bedömningar, de analyserade ett system som heter SPARC (Supervised Progressively Autonomous Robot Competencies) och visade att på lite över tre timmar, Läraren kan med framgång lära roboten att stödja en pedagogisk aktivitet.
Även om den autonoma roboten använde handlingar med en annan frekvens än läraren, den använde bara åtgärder som redan demonstrerats, lärt sig den unika dynamiken som är förknippad med varje typ av handling, och dess beteende hade en positiv inverkan på barnen. Verkligen, roboten kunde också framgångsrikt lära sig att stödja barnen med sociala handlingar, som beröm och uppmuntran.
Forskarna säger att detta kan visa sig vara särskilt användbart i framtida interaktioner mellan människa och robot eftersom det skulle göra det möjligt för forskare att kringgå standardmetoden för att designa robotstyrenheter, där domänsexperter beskriver ett beteende som ska genomföras av ingenjörer. Istället ger detta tillvägagångssätt slutanvändare att direkt lära en robot.
Dr Emmanuel Senft, som ledde studien som en del av sin doktorsexamen. forskning, sa:"Att skapa autonoma sociala robotbeteenden är en kärnutmaning inom social robotik, i både tekniska och etiska termer. Min dröm är att alla ska kunna dra nytta av robotar, inte bara ingenjörer, och jag tror att det är vägen att gå att låta människor lära robotar att interagera. Jag hoppas att den metod vi har föreslagit här skulle kunna fungera i det avseendet och tillämpas på ett stort antal situationer, för sociala och icke-sociala robotar."
Professor Tony Belpaeme, från University of Plymouth och Ghent University, har arbetat inom social robotik i cirka två decennier och var också involverad i studien. Han tillade:"Det positiva med att använda robotar för att hjälpa till i en klassrumsmiljö finns där för alla att se. Men hur man får dem att fungera så att de ger konsekvent stöd till eleverna, på ett sätt som lärare kan lita på, är en verklig utmaning. Denna studie är verkligen ett positivt steg mot det. Dock, en oväntad sak som det visade är att vi kanske behöver bygga större acceptans och förtroende bland lärarna själva eftersom de sa att det inte resulterade i en minskning av deras arbetsbelastning."
