Роботы-учителя — это релаьность?
Лаборатории по всему миру разрабатывают учебных роботов. Это очень сложные устройства, которые могут общаться с людьми и учить их простым навыкам.
Несколько стран уже испытывают образовательные машины в школах. Южная Корея, известная своей любовью к высоким технологиям, «нанимает» сотни роботов в помощь учителям и как партнеров детям по играм в классных комнатах, а также экспериментирует с роботами, которые преподают английский.
Пока что роботы далеки от совершенства и могут научить немногому. Но все же самые продвинутые машины полностью автономны и управляются искусственным интеллектом при помощи программ распознавания движений и речи. Это делает их достаточно умными, чтобы в выполнении отдельных задач сравняться с людьми.
Новые технологии появляются с огромной скоростью, и, как утверждают исследователи, «образовательные» роботы скоро смогут не только учить, но и в процессе этого учиться сами. Это сделает их бесконечно терпеливыми, очень знающими преподавателями, которые успешно смогут работать в сфере иностранных языков или терапий, используемых при лечении проблем развития вроде аутизма.
Уже сейчас прогресс толкает некоторых ученых на антиутопические предсказания и поднимает этические вопросы, которые раньше были прерогативой научно-фантастических книг.
«Я боюсь, что если дети будут расти под присмотром роботов и считать их учителями, — говорит глава группы Lifelong Kindergarten («Пожизненный детский сад») медиалаборатории Массачусетского технологического института Митчелл Резник, — они будут считать, что роботы здесь главные».
Большинство компьютерщиков говорят, что не имеют ни желания, ни возможности заменить своими роботами учителей-людей. Главное, на что они надеются, говорит один из директоров Института научения и нейронауки Вашингтонского университета Патриша Куль, «это что правильно подобранные технологии в критически важный период развития ребенка могут дополнить школьное образование».
Уроки RUBI
«Kenka, — произносит голос, похожий на детский. — Ken-ka».
В Калифорнийском университете в Сан-Диего робот по имени RUBI учит трехлетнего мальчика финскому языку.
Торс-экран RUBI водружен на пару ботинок, на шее повязан платок, а на лице нарисована улыбка.
Робот поднимает с пола белый кроссовок и говорит: «kenka» — «ботинок» по-фински. Затем он кладет кроссовок обратно на пол: «Потрогай, это — kenka».
На видеозаписи видно, как мальчик берет в руки кроссовок, говорит: «Kenka, kenka» — и показывает роботу ботинок.
Ученые говорят, что, согласно их результатам, RUBI помогает дошкольникам намного лучше писать тесты, чем дети, не имевшие доступа к такому интерактивному обучению.
«Предварительные результаты показывают, что ученики роботов «в тестах показывают примерно такие же результаты, как и те, кто учится у преподавателя-человека, — говорит директор университетской лаборатории машинного восприятия Хавьер Мовеллан. — Социальное взаимодействие, похоже, — очень важная составляющая обучения в этом возрасте».
Подобно любому новичку RUBI не сразу нашел подход к детям. К концу его первого рабочего дня пара мальчишек отломала ему руки. После этого инженеры запрограммировали RUBI на то, чтобы он кричал, когда его тянут за руки. Услышав крик, его ученики быстро отходили.
Работа RUBI уже принесла результаты. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Массачусетского технологического института и финского Университета Йоэнсуу в прошлом году опубликовали статью о том, что робот помог значительно расширить словарный запас девяти детей ясельного возраста.
После тестирования на знание значений 20 слов ученые представляли детей роботу, а затем оставляли RUBI действовать самостоятельно. Робот показывал на своем экране картинки и просил детей связывать их со словами.
После 12 недель знание десяти слов, которым учил RUBI, значительно повысилось, в то время как знание 10 контрольных слов почти не изменилось. «Эффект был достаточно сильный, снижение количества ошибок больше, чем на 25%», — пишут авторы статьи в заключении.
Ученые лабораторий компании Honda в Маунтин-Вью, штат Калифорния, обнаружили схожие результаты в работе своего робота, Asimo. За одну 20-минутную сессию машина научила учеников начальной школы накрывать на стол — повысив их результат в проверочном тесте примерно на 25%.
Установление связи
Социальная робототехника — раздел программирования, посвященный улучшению коммуникаций между людьми и машинами.
«Прежде чем они осваивают язык, младенцы обращают внимание на то, что я называю «информационной горячей точкой», то есть то, куда смотрят их отец или мать», — говорит Эндрю Мелтцофф, психолог и один из директоров института обучения и нейронауки Вашингтонского университета. По его словам, именно с этого начинается обучение.
Это простое открытие — одно из десятков в сфере обработки эмоциональных данных, которая помогает ученым понять, какие черты робота делают его наиболее «человечным».
«Оказывается, большее внешнее сходство робота с человеком не улучшает социального взаимодействия, — говорит нейробиолог Калифорнийского университета в Сан-Диего Терренс Сейновски. — Чем больше машина походит на человека, тем страшнее она может казаться. Основное значение имеет поведение машины. И здесь любая деталь может оказаться принципиально важной».
Важнейшим фактором является скорость реакции роботов. В ходе недавнего эксперимента в яслях в Японии ученые выяснили, что даже если робот просто раскачивается или трясется в том же ритме, в котором качается или двигается ребенок, это может быстро увлечь даже очень трусливых детей-аутистов.
«Ребенок начинает замечать эту синхронность поведения и идет навстречу», — говорит один из авторов эксперимента Марек Михаловски из Университета Карнеги-Меллон в штате Пенсильвания. — На этом взаимодействии можно завязать социальное поведение вроде зрительного контакта, игры в повторение движений — вещей, с которыми у подобных детей проблемы».
В исследовании, финансируемом Национальными институтами здоровья в Бетесде, штат Мэриленд, ученые из Коннектикутского университета проводят сеансы терапии для детей с аутизмом при помощи французского робота по имена Nao, гуманоида ростом в 61 сантиметр.
Робот, дистанционно управляемый терапевтом, показывает приемы боевых искусств — удары ногами и руками — и призывает детей повторять за ним. Затем он предлагает им задавать темп самим.
«Я просто обожаю роботов. Я знаю, что это сеанс-терапия, но, по-моему, это просто весело», — говорит Сэм, 8-летний мальчик с синдромом Аспергера.
«Такое простое подражание, похоже, помогает создать чувство доверия и повысить стремление к общению, — говорит возглавляющая команду ученых доцент департамента образования Анджана Бхат. — Социальное взаимодействие сильно зависит от того, совпадаете ли вы в действиях. Вы идете быстро, они идут быстро; вы идете медленно, они идут медленно — и вскоре вы уже взаимодействуете и, возможно, даже чему-то учитесь».
Вопрос личности тоже имеет значение, причем для обеих сторон. Ученые выяснили, что когда робот-учитель Asimo пытается «сотрудничать» с детьми («Я поставлю стакан с водой сюда, можешь мне помочь?»), дети в возрасте от 4 до 6 лет учились у него куда лучше, чем когда он читал им нотации.
В общем, чтобы стать по-настоящему эффективными преподавателями, роботам придется делать то же, что делает любой хороший учитель: учиться у своих учеников понимать, какие уроки увлекают, а какие проходят мимо ушей.
Учиться у людей
«У тебя есть какие-нибудь вопросы, Саймон?»
Аспирантка факультета робототехники Технологического института Джорджии Кристал Чао учит полутораметрового робота по имени Саймон убирать игрушки. Она дала ему ряд указаний, но робот явно не понимает, что делать.
Чао повторяет свой вопрос, возможно, главный в любой образовательной сфере: «Есть ли у тебя вопросы?»
«Так, — говорит Саймон машинным голосом, похожим на детский, и тянется к игрушке. — Ты можешь сказать мне, куда ее положить?»
«В зеленое ведро», — отвечает студентка.
Саймон кивает и бросает игрушку в ведро.
«Разумно», — говорит он.
«Как люди могут учиться у машин, так и машины могут учиться у людей», — говорит Андреа Томаз, доцент интерактивных компьютерных наук.
Способность отслеживать происходящее и учиться на собственном опыте — следующая основная задача социальной робототехники. Ее решение скорее всего зависит от того, станет ли ученым понятно, как человеческий мозг накапливает информацию в младенчестве. Исследователи из Сан-Диего пытаются разработать человекоподобного робота с сенсорами, примерно повторяющими сложность системы восприятия младенца: его способность чувствовать, видеть и слышать.
Ученые хотят установить основы человеческого обучения — ну или, по крайней мере, его эквивалента для искусственного интеллекта. Если роботы могут научиться учиться, из них в принципе могут получиться учителя, которые понимают нужды класса и даже каждого отдельного ребенка.
Родители и сотрудники образовательной сферы, конечно, поставят под сомнение эффективность роботов как преподавателей. Возникнут у них и этические сомнения по поводу возможного вреда, который могут причинять роботы.
Но если социальные роботы будут развиваться так же, как другие компьютерные технологии, у родителей могут возникнуть более актуальные вопросы: «понимает» ли этот робот моего ребенка? соответствует ли его стиль преподавания нуждам моего сына, талантам моей дочери?
То есть те же вопросы, которые можно было бы адресовать любому учителю.
В статье использован репортаж Чхве Санъхун из Сеула
Бенедикт Кэри
Джон Маркофф
The New York Times (в виде приложения к «Новой газете»)
источник
-