Onderzoekers van CHILI Lab (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) in Zwitserland en GAIPS Lab (Universiteit van Lissabon) in Portugal hebben onlangs een autonoom systeem ontwikkeld om kinderen te helpen hun handschriftvaardigheden te verbeteren. Het systeem dat ze hebben gemaakt, gepresenteerd in een paper gepubliceerd in Springer's Internationaal tijdschrift voor sociale robotica , omvat het gebruik van een sociale robot in één-op-één leersessies met kinderen.

Voor sommige kinderen is handschrift kan een moeilijke vaardigheid zijn om te verwerven, toch is het een fundamentele opstap op hun academische pad. In feite, slecht handschrift kan de academische prestaties van een kind negatief beïnvloeden, zelfvertrouwen en leermotivatie.

Om het handschrift onder de knie te krijgen, een kind moet leren cognitief, motorische en perceptuele vermogens, dus hij / zij kan ook een aanzienlijke hoeveelheid oefening nodig hebben. Dit is de reden waarom kinderen die schrijven met de hand bijzonder uitdagend vinden, over het algemeen extra ondersteuning krijgen van hun leraren tijdens één-op-één-sessies.

"Omdat het verwerven van handschriftvaardigheden een fysieke taak is en vaak fysieke hulp en interactie vereist, hedendaagse technologieën zoals sociale robots kunnen worden gebruikt als een hulpmiddel om bestaande handschriftinterventiemethoden voor kinderen aan te vullen, "Sruti Chandra, een van de onderzoekers die de recente studie hebben uitgevoerd, vertelde TechXplore. "Met deze visie in het achterhoofd, ons onderzoek is gericht op het onderzoeken hoe een sociale robot kinderen autonoom kan helpen bij het verwerven van handschrift met een aanpak waarbij de kinderen de leraren zijn die de robot helpen zijn handschrift te verbeteren."

De recente studie van de onderzoekers van het GAIPS Lab maakt deel uit van een breder project genaamd CoWriter. De kerndoelstelling van het CoWriter-project is het bouwen van een robotpartner waarmee kinderen handschrift kunnen leren.

Het algemene idee hierachter is dat het leren van een robot om met de hand te schrijven kinderen kan helpen hun eigen schrijfvaardigheid te verbeteren; een paradigma dat bekend staat als leren door te onderwijzen. Eerdere studies suggereren dat leren-door-te-leren-praktijken zeer effectief kunnen zijn in het onderwijs, omdat ze kinderen laten nadenken over hun eigen fouten en verbeteren, uiteindelijk het verbeteren van hun academische vaardigheden, motivatie en zelfvertrouwen.

"We hebben een autonoom onderwijssysteem ontwikkeld met een sociale humanoïde robot (Nao van SoftRobotics) die kinderen een scenario biedt om hun handschriftvaardigheden te verbeteren, Chandra legde het uit. "Het huidige systeem is gebaseerd op het paradigma van leren door te onderwijzen met als doel een vraag te beantwoorden:hoe zouden de leermogelijkheden van een tutee van invloed zijn op het leren van een bijlesdocent?"

Chandra en haar collega's ontwierpen een één-op-één scenario dat een interactie tussen een kind en een sociale robot inhoudt, waarin het kind de rol van leraar of tutor op zich neemt, het beoordelen van de handschriftvaardigheden van de robot. Dit leerscenario is bedoeld om de handschriftvaardigheden van kinderen te verbeteren door hen te vragen iemand anders bijles te geven. Het door de onderzoekers voorgestelde leersysteem is volledig autonoom, dus het vereist geen extra werk of toezicht tijdens de interactie tussen kind en robot.

"De interactie begint wanneer de robot het kind om hulp vraagt ​​bij het corrigeren van vormen van een paar letters, "Zei Chandra. "Eerst, de robot schrijft een vervormde letter op het scherm en vraagt ​​het kind om het te corrigeren met behulp van het computerscherm. Het kind voert de correctie uit door de vorm van de letter te veranderen via een schuifregelaar en geeft ook demonstraties van de letter op het scherm."

Tijdens de kind-robot bijles, de robot maakt enkele van de meest voorkomende handschriftfouten die worden waargenomen bij kinderen van 4-8 jaar oud, geassocieerd met proportie, pauzes en uitlijning. Hierdoor kan het kind dat de robot bijles geeft, nadenken over enkele van zijn/haar eigen fouten terwijl het fouten van de robot corrigeert.

Om de effectiviteit van het door hen ontwikkelde onderwijssysteem te evalueren, Chandra en haar collega's voerden twee longitudinale studies uit op Portugese basisscholen, elk met vier één-op-één-begeleidingssessies voor robotkinderen. Ze evalueerden de handschriftvaardigheden van elk deelnemend kind en zijn/haar perceptie van de sociale robot zowel voor als na elke sessie.

De kinderen werden toegewezen aan een van de drie leercondities:continu leren, niet-lerend of gepersonaliseerd leren. Hierdoor konden de onderzoekers de effecten van elk van deze leeromstandigheden op het leren en de perceptie van de robot van de kinderen effectief vergelijken.

"In de continu-lerende toestand, de robot leert continu, binnen en tussen de sessies, "Zei Chandra. "Echter, in de niet-lerende toestand, de robot leert niet en vertoont voortdurend slechte prestaties. Eindelijk, in de gepersonaliseerde leerconditie, de robot neemt de prestaties van het kind over gedurende de sessies, wat betekent dat als een kind goed presteert, de robot zou beter presteren of omgekeerd."

Voor het begin van elke bijlessessie, de kinderen werd gevraagd om een ​​pretest te doen om hun handschriftvaardigheden te evalueren. Vervolgens, ze voerden de gezamenlijke schrijfactiviteit uit, waarin elk kind werd gevraagd om de robot met de hand te leren schrijven. Eindelijk, aan het einde van de taak, de onderzoekers stelden de kinderen vragen over hun percepties over de interactie met de robot.

"Na de vier sessies met de robot (een keer per week), de deelnemers voerden een posttest uit die identiek was aan de pretest om het effect van de vier sessies op de handschriftvaardigheid van de deelnemer te evalueren, " zei Chandra. "Vervolgens vergeleken we de pre- en post-testscores van de kinderen om hun leerwinst binnen en tussen de omstandigheden te evalueren. evenzo, de percepties van de kinderen werden geanalyseerd en vergeleken tussen en binnen de omstandigheden."

De onderzoekers analyseerden de gegevens die ze verzamelden en ontdekten dat de handschriftvaardigheden van kinderen in de gepersonaliseerde leer- en doorlopende leeromstandigheden aanzienlijk verbeterden na de bijles. Anderzijds, het handschrift van kinderen in de niet-lerende conditie verbeterde niet significant. Met andere woorden, bijles geven aan een robot met enige handschriftvaardigheid bleek de kinderen te helpen hun eigen vaardigheden te verbeteren, veel meer dan het begeleiden van een robot zonder competentie.

"We ontdekten ook dat de percepties van de kinderen met betrekking tot sommige leermogelijkheden van de robot, zoals schrijfvaardigheid en algemene prestaties, veranderd in de loop van de tijd, ' zei Chandra. 'Na de laatste interactie, meer dan 92% van de kinderen in de eerste studie en alle kinderen in de tweede studie beoordeelden zichzelf niet alleen als een goede leraar, maar gaven ook graag bijles aan de robot en wilden hem in de toekomst leren."

Naast het verbeteren van de handschriftvaardigheden van de kinderen, de door de onderzoekers bedachte leeraanpak bleek ook het vertrouwen van de kinderen in hun kunnen te versterken. interessant, de competentie van de robot had geen invloed op het vertrouwen in hun capaciteiten dat de kinderen voelden na de oefening, omdat ze zichzelf doorgaans beschouwden als competente leraren, ongeacht of de robot verbeterd was of niet.

"In het algemeen, we ontdekten dat de kinderen het systeem in beide onderzoeken om een ​​paar redenen goed accepteerden, "Zei Chandra. "Ten eerste, we waren in staat om twee multi-sessie studies met succes uit te voeren op twee verschillende scholen in Lissabon, Portugal en de kinderen waren vier tot zes weken met de robot bezig. Ten tweede, we ontdekten dat de meeste kinderen de robot in de toekomst wilden leren."

In de toekomst, het door Chandra en haar collega's ontwikkelde autonome onderwijssysteem zou kunnen worden gebruikt om kinderen op een boeiende en innovatieve manier handschriftvaardigheden bij te brengen. Bovendien, de resultaten van de eerste evaluaties op scholen suggereren dat het zou kunnen helpen om zowel het handschrift van kinderen als hun vertrouwen in hun vaardigheden te vergroten.

De onderzoekers voeren nu een ander onderzoek uit voor het CoWriter-project dat het gebruik van een soortgelijk systeem onderzoekt om kinderen met ernstige handschriftbeperkingen te leren. In dit geval, de kinderen nemen deel aan sessies met een therapeut en de sociale robot Nao.

"In deze andere onderzoeken er is een therapeut aanwezig om het kind te begeleiden bij de taakgerelateerde vragen en interactie met de sociale robot, gedurende meerdere maanden in ziekenhuizen in Lausanne, Zwitserland, en Parijs, Frankrijk, "Zei Chandra. "We zijn van plan om dergelijke onderzoeken met robots te blijven doen, omdat deze kinderen verschillende sessies nodig hebben om te verbeteren. Onze groep in het CHILI Lab heeft onlangs ook een app ontwikkeld met de naam Tegami voor het stellen van granulaire dysgrafiediagnoses bij kinderen, zodat ze een gepersonaliseerde behandeling kunnen krijgen om te leren schrijven."

© 2019 Wetenschap X Netwerk