Η Τεχνητή Νοημοσύνη Βελτιώνει τη Μάθηση και την Εμπλοκή στα Επιστημονικά Μουσεία

Μια ομάδα ερευνητών στο Ινστιτούτο Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου–Υπολογιστή (HCII) του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon έχει δείξει έναν νέο τρόπο για την αποτελεσματική αύξηση της μάθησης και της εμπλοκής για τις εκθέσεις των μουσείων. Η ομάδα βασίστηκε στην τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) για την ανάπτυξη νέων διαδραστικών και εκθεμάτων που προσφέρουν πρακτική πειραματική εμπειρία, συμπεριλαμβανομένης μιας έξυπνης, εικονικής βοηθού που αλληλεπιδρά με τους επισκέπτες.

Συγκριτικά με την παραδοσιακή, η νέα έξυπνη έκθεση βρέθηκε να αυξάνει τη μάθηση και τον χρόνο που οι άνθρωποι περνούν στην έκθεση.

Τα ευρήματα της ομάδας δημοσιεύθηκαν στο Περιοδικό των Επιστημών της Μάθησης.

Μετατρέποντας το Παιχνίδι σε Μάθηση

Η Nesra Yannier είναι μέλος του διδακτικού προσωπικού του HCII και επικεφαλής του ερευνητικού προγράμματος.

«Η τεχνητή νοημοσύνη και η υπολογιστική όραση μετέτρεψαν το παιχνίδι σε μάθηση», είπε η Yannier.

Η ομάδα αποτελούνταν επίσης από τους Ken Koedinger και Scott Hudson από το CMU, Kevin Crowley από το Πανεπιστήμιο του Pittsburgh και Youngwook Do από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Τζόρτζια.

Μια από τις δημοφιλείς εκθέσεις στα μουσεία είναι οι εκθέσεις σεισμών, όπου τα παιδιά κατασκευάζουν πύργους και προσπαθούν να τους σταθεροποιήσουν όταν το τραπέζι κουνιέται. Υπάρχουν συχνά ενημερωτικές πινακίδες γύρω από την έκθεση για να εμπλέξουν τα παιδιά σχετικά με την επιστήμη, αλλά δεν υπάρχει σαφής απόδειξη για την αποτελεσματικότητά τους.

Έξυπνο τραπέζι σεισμών

Η Yannier ηγήθηκε της ομάδας ερευνητών για την κατασκευή ενός έξυπνου τραπεζιού σεισμών που είχε μια κάμερα, οθόνη αφής και μεγάλη οθόνη. Είχε επίσης το NoRilla, το οποίο είναι ένας έξυπνος πράκτορας με τη μορφή εικονικού γορίλα. Το NoRilla αντικαθιστά τις παραδοσιακές ενημερωτικές πινακίδες και αλληλεπιδρά με τους συμμετέχοντες, οδηγώντας τους σε διάφορες προκλήσεις και θέτοντάς τους ερωτήσεις σχετικά με τις εκθέσεις σεισμών, όπως γιατί οι πύργοι έπεσαν ή δεν έπεσαν.

Η ομάδα έτρεξε τις έξυπνες εκθέσεις σεισμών στο Κέντρο Επιστήμης Carnegie στο Pittsburgh. Τα παιδιά που συμμετέχουν σε θερινή κατασκήνωση στο κέντρο αλληλεπιδράσαν με είτε τις έξυπνες είτε τις παραδοσιακές εκθέσεις και ολοκλήρωσαν προ- και μετα-τεστ και ερωτηματολόγια. Η ομάδα παρατήρησε επίσης τους επισκέπτες καθώς αλληλεπιδρούσαν με την έκθεση.

Τα ερωτηματολόγια έδειξαν ότι τα παιδιά έμαθαν σημαντικά περισσότερα από την έξυπνη έκθεση και είχαν την ίδια ποσότητα διασκέδασης σε σύγκριση με την παραδοσιακή. Η έξυπνη έκθεση επίσης βοήθησε τα παιδιά να κατανοήσουν καλύτερα τις επιστημονικές έννοιες, καθώς και να βελτιώσουν τις ικανότητές τους στην κατασκευή και τη μηχανική.

Τα αποτελέσματα της μελέτης επίσης αποκάλυψαν ότι οι άνθρωποι πέρασαν περίπου έξι λεπτά στην έξυπνη έκθεση, σε σύγκριση με 90 δευτερόλεπτα στην παραδοσιακή.

Ο Koedinger είναι καθηγητής στο HCII.

«Αυτό που είναι ιδιαίτερα εντυπωσιακό για μένα είναι το πώς το σύστημα εμπλέκει τα παιδιά σε πραγματικές επιστημονικές πειραματικές δραστηριότητες και σκέψη», είπε ο Koedinger. «Τα παιδιά όχι μόνο το καταλαβαίνουν, αλλά έχουν επίσης περισσότερη διασκέδαση από τις συνήθεις εκθέσεις, ακόμη και αν απαιτείται περισσότερη σκέψη».

«Η έκθεση μας αυτοματοποίησε την καθοδήγηση και την υποστήριξη που κάνουν την πρακτική φυσική πειραματική δραστηριότητα πολύτιμη μαθησιακή εμπειρία», πρόσθεσε η Yannier. «Στα μουσεία, οι γονείς μπορεί να μην έχουν τις σχετικές γνώσεις για να βοηθήσουν τα παιδιά τους, και το προσωπικό μπορεί να μην είναι πάντα διαθέσιμο. Χρησιμοποιώντας την ΤΝ και την υπολογιστική όραση, μπορούμε να προσφέρουμε αυτή την εμπειρία σε περισσότερα παιδιά από διαφορετικά υπόβαθρα και σε ευρύτερη κλίμακα».

Η Yannier λέει ότι αυτή η νέα τεχνολογία θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους μαθητές στην τάξη και στο σπίτι, όχι μόνο στο μουσείο.