KI wird gezeigt, um Lernen und Engagement in Wissenschaftsmuseen zu erhöhen

Ein Team von Forschern am Human-Computer Interaction Institute (HCII) der Carnegie Mellon University hat eine neue Möglichkeit entwickelt, um das Lernen und die Teilnahme an Museumsausstellungen effektiv zu erhöhen. Das Team nutzte künstliche Intelligenz (KI), um neue interaktive Ausstellungen zum praktischen Ausprobieren zu entwickeln, einschließlich eines intelligenten, virtuellen Assistenten, der mit Besuchern interagiert.

Im Vergleich zur traditionellen Ausstellung zeigte sich, dass die neue intelligente Ausstellung das Lernen verbessert und die Verweildauer der Besucher erhöht.

Die Ergebnisse des Teams wurden in der Zeitschrift für Lernwissenschaften veröffentlicht.

Das Spielen in Lernen umwandeln

Nesra Yannier ist Mitglied des wissenschaftlichen Personals am HCII und Leiterin des Forschungsprojekts.

“Die künstliche Intelligenz und die Computer-Vision haben das Spielen in Lernen umgewandelt”, sagte Yannier.

Das Team bestand auch aus Ken Koedinger und Scott Hudson von der CMU, Kevin Crowley von der University of Pittsburgh und Youngwook Do vom Georgia Institute of Technology.

Eine der beliebtesten Ausstellungen in Museen sind Erdbeben-Ausstellungen, bei denen Kinder Türme bauen und versuchen, sie vor dem Fallen zu schützen, wenn der Tisch wackelt. Es gibt oft Schilder um die Ausstellung herum, die die Kinder über die Wissenschaft aufklären, aber es ist nicht klar, wie effektiv sie sind.

KI-verbesserter Erdbeben-Simulationstisch

Yannier leitete das Team von Forschern, um einen KI-verbesserten Erdbeben-Simulationstisch zu bauen, der eine Kamera, einen Touchscreen und einen großen Bildschirm hatte. Er verfügte auch über NoRilla, einen intelligenten Agenten in Form eines virtuellen Gorillas. NoRilla ersetzt die traditionellen Schilder und interagiert mit den Teilnehmern, indem er sie durch verschiedene Herausforderungen und Fragen zur Erdbeben-Ausstellung führt, wie z.B. warum die Türme fielen oder nicht fielen.

Das Team testete die intelligenten Erdbeben-Ausstellungen im Carnegie Science Center in Pittsburgh. Kinder, die an einem Sommercamp im Zentrum teilnahmen, interagierten mit der intelligenten oder traditionellen Ausstellung und beendeten Vor- und Nachtests und Umfragen. Das Team beobachtete auch die Besucher, während sie mit der Ausstellung interagierten.

Die Umfragen ergaben, dass die Kinder aus der intelligenten Ausstellung erheblich mehr lernten und genauso viel Spaß hatten wie bei der traditionellen Ausstellung. Die KI-Ausstellung half auch den Kindern, die wissenschaftlichen Konzepte besser zu verstehen, sowie ihre Bau- und Ingenieursfähigkeiten zu verbessern.

Die Ergebnisse der Studie zeigten auch, dass die Menschen etwa sechs Minuten an der intelligenten Ausstellung verbrachten, im Vergleich zu 90 Sekunden an der traditionellen Ausstellung.

Koedinger ist ein Professor am HCII.

“Was mich besonders beeindruckt, ist, wie das System die Kinder dazu bringt, echte wissenschaftliche Experimente durchzuführen und wissenschaftlich nachzudenken”, sagte Koedinger. “Die Kinder verstehen es nicht nur, sondern haben auch mehr Spaß als bei herkömmlichen Ausstellungen, obwohl mehr Denken erforderlich ist.”

“Unsere Ausstellung automatisierte die Anleitung und Unterstützung, die praktische physikalische Experimente zu einer wertvollen Lernerfahrung machen”, fügte Yannier hinzu. “In Museen haben Eltern möglicherweise nicht das relevante Wissen, um ihren Kindern zu helfen, und das Personal ist möglicherweise nicht immer verfügbar. Mit KI und Computer-Vision können wir dieses Erlebnis mehr Kindern aus unterschiedlichen Hintergründen und in einem breiteren Umfang anbieten.”

Yannier sagt, dass diese neue Technologie auch Schülern im Klassenzimmer und zu Hause helfen könnte, nicht nur in einem Museum.