Tekoäly edistää oppimista ja sitoutumista tieteellisissä museoissa

Carnegie Mellon -yliopiston Human-Computer Interaction Instituten tutkijaryhmä on osoittanut uuden tavan lisätä oppimista ja sitoutumista museon näyttelyissä. Ryhmä käytti tekoälyä kehittääkseen uusia interaktiivisia ja käsin tehtyjä näyttelyitä, mukaan lukien älykäs, virtuaalinen avustaja, joka vuorovaikuttaa vierailijoiden kanssa.

Perinteiseen verrattuna uusi älykäs näyttely osoittautui lisäävän oppimista ja aikaa, jonka yksilöt viettävät näyttelyssä.

Tutkimusryhmän tulokset julkaistiin Journal of the Learning Sciences -julkaisussa.

Leikki muuttuu oppimiseksi

Nesra Yannier on HCII:n opettaja ja tutkimushankkeen johtaja.

“Tekoäly ja tietokoneen näkö ovat muuttaneet leikin oppimiseksi”, Yannier sanoi.

Tutkimusryhmään kuului myös Ken Koedinger ja Scott Hudson CMU:sta, Kevin Crowley Pittsburghin yliopistosta ja Youngwook Do Georgia Institute of Technologysta.

Yksi museoiden suosituimmista näyttelyistä on maanjäristysnäyttely, jossa lapset rakentavat tornit ja yrittävät turvata ne putoamiselta, kun pöytä tärisee. Näyttelyn ympärillä on usein merkit, jotka pyrkivät sitoutumaan lasten kanssa tieteestä, mutta näiden merkkien tehokkuudesta ei ole selvää näyttöä.

Älykäs maanjäristyspöytä

Yannier johti tutkimusryhmää, joka rakensi älykkään maanjäristyspöydän, jossa oli kamera, kosketusnäyttö ja suuri näyttö. Siinä oli myös NoRilla, joka on älykäs agentti virtuaalisen gorillan muodossa. NoRilla korvaa perinteiset merkit ja vuorovaikuttaa osallistujien kanssa johdaten heidät eri haasteisiin ja asettamalla kysymyksiä maanjäristysnäyttelystä, kuten miksi tornit kaatuivat tai eivät.

Tutkimusryhmä testasi älykkään maanjäristysnäyttelyn Carnegie Science Centerissä Pittsburghissa. Lapset, jotka osallistuivat kesäleiriin keskuksessa, vuorovaikuttivat joko älykkään tai perinteisen näyttelyn kanssa ja suorittivat ennen ja jälkeen näyttelyn kyselyitä ja testejä. Tutkimusryhmä myös tarkkaili vierailijoita heidän vuorovaikuttiessaan näyttelyn kanssa.

Kyselyt osoittivat, että lapset oppivat merkittävästi enemmän älykkäästä näyttelystä, ja heillä oli sama määrä hauskaa verrattuna perinteiseen näyttelyyn. Älykäs näyttely auttoi myös lasta ymmärtämään tieteellisiä käsitteitä sekä paransi heidän rakennus- ja insinööritaitojaan.

Tutkimuksen tulokset osoittivat myös, että ihmiset viettivät noin kuusi minuuttia älykkään näyttelyn ääressä, verrattuna 90 sekuntiin perinteisessä näyttelyssä.

Koedinger on professori HCII:ssa.

“Se, mitä minulle on erityisen vaikuttavaa, on se, miten järjestelmä sitouttaa lapset tekemään oikeaa tieteellistä kokeilua ja ajattelua”, Koedinger sanoi. “Lapset eivät vain ymmärrä, he myös nauttivat enemmän kuin tavallisissa näyttelyissä, vaikka niissä vaaditaan enemmän ajattelua.”

“Meidän näyttelymme automatisoi ohjauksen ja tuen, jotka tekevät käsin tehtävän fyysisen kokeilun arvokkaaksi oppimiskokemukseksi”, Yannier lisäsi. “Museoissa vanhemmilla ei välttämättä ole tarvittavaa tietämystä auttaakseen lapsiaan, ja henkilökuntaa ei aina ole saatavilla. Käyttämällä tekoälyä ja tietokoneen näköä voimme tarjota tämän kokemuksen enemmän lapsille eri taustoista ja laajemmassa mittakaavassa.”

Yannier sanoo, että tämä uusi teknologia voisi myös auttaa opiskelijoita luokassa ja kotona, ei ainoastaan museossa.