Tehisintellekt suurendab teadusmuuseumide õppimist ja kaasatust

Carnegie Melloni ülikooli inim-arvuti interaktsiooni instituudi (HCII) teadlaste meeskond on näidanud uut võimalust muuseumieksponaatide õppimise ja seotuse tõhusaks suurendamiseks. Meeskond tugines tehisintellektile (AI), et töötada välja uued interaktiivsed ja praktilised eksponaadid, sealhulgas intelligentne virtuaalne assistent, mis suhtleb külastajatega. 

Võrreldes traditsioonilisega, leiti, et uus intelligentne eksponaat suurendab õppimist ja inimeste näitusel veedetud aega. 

Töörühma tulemused avaldati Journal of the Learning Sciences. 

Mängu muutmine õppimiseks

Nesra Yannier on HCII õppejõud ja uurimisprojekti juht.

"Tehisintellekt ja arvutinägemine muutsid näidendi õppimiseks," ütles Yannier. 

Meeskonda kuulusid ka Ken Koedinger ja Scott Hudson CMU-st, Kevin Crowley Pittsburghi ülikoolist ja Youngwook Do Georgia tehnoloogiainstituudist. 

Muuseumide üks populaarsemaid eksponaate on maavärinate eksponaadid, kus lapsed ehitavad torne ja püüavad kaitsta neid laua värisemisel kukkumise eest. Näituse ümber on sageli silte, mis panevad lapsi teadusesse kaasama, kuid tõendid pole selged, kui tõhusad need on. 

Tehisintellektiga täiustatud maavärinate tabel

Yannier juhtis teadlaste meeskonda, et ehitada tehisintellektiga täiustatud maavärinatabel, millel oli kaamera, puuteekraan ja suur ekraan. Sellel oli ka NoRilla, mis on intelligentne agent virtuaalse gorilla kujul. NoRilla asendab traditsioonilisi märke ja suhtleb osalejatega, viies neile läbi erinevaid väljakutseid ja esitades küsimusi maavärina eksponaatide kohta, näiteks miks tornid kukkusid või ei kukkunud. 

Meeskond katsetas Pittsburghis Carnegie teaduskeskuses intelligentseid maavärinanäitusi. Keskuses suvelaagris osalevad lapsed suhtlesid kas intelligentsete või traditsiooniliste eksponaatidega ning viisid läbi eel- ja järeltestid ning küsitlused. Meeskond jälgis ka külastajaid, kui nad näitusega suhtlesid.

Küsitlustest selgus, et lapsed õppisid intelligentsest eksponaadist oluliselt rohkem ja neil oli traditsioonilisega võrreldes sama lõbus. Tehisintellekti näitus aitas ka lastel paremini mõista teaduslikke kontseptsioone ning parandas nende ehitus- ja insenerioskusi. 

Uuringu tulemused näitasid ka, et inimesed veetsid intelligentsel näitusel umbes kuus minutit, traditsioonilisel eksponaadil aga 90 sekundit. 

Koedinger on HCII professor.

"Minu jaoks on eriti muljetavaldav, kuidas süsteem kaasab lapsed tõeliste teaduslike katsete tegemisele ja mõtlemisele, " ütles Koedinger. "Lapsed mitte ainult ei saa sellest aru, vaid neil on ka tavapärasest lõbusam, kuigi on vaja rohkem mõelda." 

"Meie näitus automatiseeris juhised ja toe, mis muudavad praktilise füüsilise katsetamise väärtuslikuks õppekogemuseks," lisas Yannier. «Muuseumides ei pruugi lapsevanematel olla vastavaid teadmisi laste abistamiseks ja töötajaid ei pruugi alati olla. Tehisintellekti ja arvutinägemist kasutades saame pakkuda seda kogemust suuremale hulgale erineva taustaga lastele ja laiemalt.

Yannier ütleb, et see uus tehnoloogia võib aidata õpilasi ka klassiruumis ja kodus, mitte ainult muuseumis.