L’intelligence artificielle augmente l’apprentissage et l’engagement dans les musées des sciences

Une équipe de chercheurs de l’Institut d’interaction homme-ordinateur de l’Université Carnegie Mellon (HCII) a mis au point un nouveau moyen d’augmenter efficacement l’apprentissage et l’engagement pour les expositions de musée. L’équipe s’est appuyée sur l’intelligence artificielle (IA) pour développer de nouvelles expositions interactives et pratiques, notamment un assistant virtuel intelligent qui interagit avec les visiteurs.

Par rapport à la méthode traditionnelle, la nouvelle exposition intelligente a été trouvée pour augmenter l’apprentissage et le temps que les individus passent à l’exposition.

Les résultats de l’équipe ont été publiés dans le Journal of the Learning Sciences.

Transformer le jeu en apprentissage

Nesra Yannier est un membre de la faculté de l’HCII et chef du projet de recherche.

« L’intelligence artificielle et la vision par ordinateur ont transformé le jeu en apprentissage », a déclaré Yannier.

L’équipe comprenait également Ken Koedinger et Scott Hudson de CMU, Kevin Crowley de l’Université de Pittsburgh, et Youngwook Do du Georgia Institute of Technology.

L’un des expositions populaires dans les musées sont les expositions sur les tremblements de terre, où les enfants construisent des tours et essaient de les sécuriser lorsqu’une table tremble. Il y a souvent des panneaux placés autour de l’exposition pour engager les enfants sur la science, mais les preuves ne sont pas claires sur leur efficacité.

Table de tremblement de terre améliorée par l’IA

Yannier a dirigé l’équipe de chercheurs pour construire une table de tremblement de terre améliorée par l’IA qui comportait une caméra, un écran tactile et un grand écran. Elle comportait également NoRilla, qui est un agent intelligent sous la forme d’un gorille virtuel. NoRilla remplace les panneaux traditionnels et interagit avec les participants en les guidant à travers différents défis et en posant des questions sur les expositions de tremblement de terre, telles que pourquoi les tours sont tombées ou non.

L’équipe a testé les expositions de tremblement de terre intelligentes au Carnegie Science Center de Pittsburgh. Les enfants qui fréquentent un camp d’été au centre ont interagi avec soit l’exposition intelligente, soit l’exposition traditionnelle, et ils ont rempli des tests et des enquêtes avant et après. L’équipe a également observé les visiteurs lorsqu’ils interagissaient avec l’exposition.

Les enquêtes ont révélé que les enfants ont appris significativement plus à partir de l’exposition intelligente, et qu’ils ont eu autant de plaisir que lors de l’exposition traditionnelle. L’exposition IA a également aidé les enfants à mieux comprendre les concepts scientifiques, ainsi qu’à améliorer leurs compétences en construction et en ingénierie.

Les résultats de l’étude ont également révélé que les gens ont passé environ six minutes à l’exposition intelligente, contre 90 secondes à l’exposition traditionnelle.

Koedinger est professeur à l’HCII.

« Ce qui est particulièrement impressionnant pour moi, c’est la façon dont le système engage les enfants à effectuer de véritables expériences scientifiques et à réfléchir », a déclaré Koedinger. « Les enfants ne comprennent pas seulement, ils s’amusent également plus que les expositions habituelles, même si plus de réflexion est requise. »

« Notre exposition a automatisé les conseils et le soutien qui font de l’expérimentation physique pratique une expérience d’apprentissage précieuse », a ajouté Yannier. « Dans les musées, les parents n’ont peut-être pas les connaissances nécessaires pour aider leurs enfants, et le personnel n’est pas toujours disponible. En utilisant l’IA et la vision par ordinateur, nous pouvons offrir cette expérience à plus d’enfants de différents horizons et à une échelle plus large. »

Yannier déclare que cette nouvelle technologie pourrait également aider les étudiants en classe et à la maison, et non seulement dans un musée.