Universiteit Twente zet robots langdurig voor de klas

Sun May 09 2021

05 09

Universiteit Twente zet robots langdurig voor de klas

21/04/2021

Door Ad Spijkers

Op 30 april promoveren twee onderzoekers van de vakgroep HMI van de faculteit Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science (EEMCS). Promovendus Daniel Davison liet de robots zelfstandig werken op een Montessori basisschool, Bob Schadenberg bracht het robot-lab juist mét begeleiding in een klas voor speciaal onderwijs met autistische kinderen.


     

Hun onderzoeken laten zien dat de kinderen significant meer aandacht hadden voor de taak wanneer de robot voorspelbaar gedrag vertoonde. Een robot kan dus een nuttig hulpmiddel zijn voor therapeuten of leerkrachten om de beginselen van sociale vaardigheden mee te oefenen.

Ze leren minder aandacht te hoeven schenken aan het ontcijferen van onvoorspelbaar gedrag en kunnen zich meer richten op het leermateriaal zelf. De onderzoekers hebben het nadrukkelijk over de beginselen van sociale vaardigheden; uiteindelijk zullen de kinderen de vaardigheden moeten kunnen toepassen in de interactie met (onvoorspelbare) mensen.

Onderzoek

Davison: “Onze robot Zeno (foto) is, zover ik weet, de eerste robot die zo lang – vier maanden - zelfstandig in een klas heeft gewerkt. De resultaten laten onder andere zien dat sociale robots potentie hebben om naast het leren ook de mindset van kinderen te verbeteren ten opzichte van hun eigen leerproces en intelligentie. We zagen ook dat kinderen gedurende de hele periode steeds terugkwamen om met de robot aan de leertaak te werken, zelfs nadat de aanvankelijke nieuwigheid was afgenomen. Dit is een veelbelovend resultaat en maakt de weg vrij om vaker dit soort lange-termijn studies te doen."

Schadenberg onderzocht of een robot kinderen met een Autistische Spectrum Conditie (ASC) kan ondersteunen bij het leren. Zeno werd hier ingezet als hulpmiddel bij de begeleiding van leerlingen door een leerkracht of therapeut. Schadenberg was ook zelf aanwezig aangezien het hier ook ging om het ontwerp van de robot. Dat moest nauw aansluiten bij de ervaringen van de autistische kinderen.

De resultaten laten zien dat die erg verschillen per kind, wat mede veroorzaakt wordt door hoe autisme de ontwikkeling van een individueel kind beïnvloed. De robot zal hierop moeten anticiperen hoe hij moet communiceren met de kinderen. Aan de hand van zijn resultaten kan de wetenschap nu gerichter robots ontwikkelen die de individuele verschillen van de kinderen in acht nemen.

Zelfstandig in de klas

Op de Montessori basisschool met kinderen van 6 tot 9 jaar kon de Zeno robot individueel feedback geven op taken en leerprocessen. Een sociale robot kan volgens Davison helpen bij het veranderen van de mindset van kinderen. Davison: "Kinderen zijn al snel geneigd om na een fout te denken: 'ik kan het niet' of 'laat maar zitten, het lukt toch niet'. Zeno helpt om het kind juist te motiveren na het maken van een fout. We zagen dat kinderen die met de robot werkten hun redenatieproces beter konden uitleggen. Daarnaast lieten ze een groei zien in hun mindset jegens leren."

In zijn werden twee condities met elkaar vergeleken. In de controle-conditie werkten de kinderen met een computersysteem dat werd gecontroleerd door een tablet. In de experimentele conditie werkten de kinderen met hetzelfde computersystem, maar nu was dit systeem uitgebreid met de Zeno-robot.

Naar autistische kinderen

Schadenberg heeft zijn onderzoek met Zeno uitgevoerd op speciale scholen in Nederland, het Verenigd Koningrijk, en Servië. De sociale robot werd ingezet als hulpmiddel bij het leren met begeleiding door een leerkracht of therapeut. De autistische kinderen hebben veel ondersteuning nodig; sommigen begrijpen gesproken taal weinig of kunnen zelf niet spreken. Door eenvoudige taal te gebruiken en alternatieve communicatie met de robot te bieden via een tablet, konden ze toch het lesprogramma volgen.

Een belangrijk element in het gedrag van de robot was dat deze voorspelbaar was. Voorspelbaarheid is een belangrijk concept binnen autisme. Vaak hebben autistische kinderen moeite met veranderingen, ze hebben een voorkeur voor een voorspelbare omgevingen. Waar mensen soms moeilijk te voorspellen zijn in hun gedrag, is een robot zodanig te programmeren dat deze erg voorspelbaar is.

Foto: Hanson Robotics