과학 박물관에서 학습과 참여를 높이는 AI

카네기 멜론 대학교의 인간-컴퓨터 상호작용 연구소(HCII) 연구팀은 박물관 전시회에서 학습과 참여를 효과적으로 높이는 새로운 방법을 시연했습니다. 연구팀은 인공 지능(AI)을 사용하여 새로운 상호작용과 실습 전시회를 개발했으며, 이를 통해 방문객과 상호작용하는 지능형 가상 조종사를 포함했습니다.

전통적인 전시회와 비교하여, 새로운 지능형 전시회는 학습과 전시회에서 지낸 시간을 증가시켰습니다.

연구팀의 발견은 학습 과학 저널에 발표되었습니다.

학습으로의 놀이 전환

네스라 얀니어(Nesra Yannier)는 HCII 교수이자 연구 프로젝트의 책임자입니다.

“인공 지능과 컴퓨터 비전이 놀이를 학습으로 전환했습니다.” 얀니어는 말했습니다.

연구팀은 케네스 코딩거(Ken Koedinger)와 스콧 허드슨(Scott Hudson) từ 카네기 멜론 대학교, 케빈 크로우리(Kevin Crowley) từ 피츠버그 대학교, 그리고 영욱 도(Youngwook Do) từ 조지아 기술 연구소에서 구성되었습니다.

박물관에서 인기 있는 전시회 중 하나는 지진 전시회입니다. 여기서 아이들은 탑을 쌓고 지진이 발생할 때 탑이 무너지지 않도록 합니다. 전시회 주변에는 과학에 대한 아이들의 참여를 위해 표지판이 있습니다. 그러나 이러한 표지판이 얼마나 효과적인지에 대한 증거는 명확하지 않습니다.

AI 강화 지진 테이블

얀니어는 연구팀을 이끌어 카메라, 터치스크린, 대형 디스플레이가 있는 AI 강화 지진 테이블을 개발했습니다. 또한 지능형 에이전트인 노릴라(NoRilla)를 포함했으며, 이는 가상 고릴라의 형태입니다. 노릴라는 전통적인 표지판을 대체하여 참가자와 상호작용하며, 지진 전시회에 대한 다양한 도전과 질문을 제시합니다.

연구팀은 피츠버그의 카네기 과학 센터에서 지능형 지진 전시회를 테스트했습니다. 여름 캠프에 참가한 아이들은 지능형 또는 전통적인 전시회와 상호작용했으며, 전후 테스트와 설문조사를 완료했습니다. 연구팀은 또한 방문객이 전시회와 상호작용하는 것을 관찰했습니다.

설문조사 결과, 아이들은 지능형 전시회에서 더 많이 학습했으며, 전통적인 전시회와 비교하여 같은 수준의 재미를 느꼈습니다. AI 전시회는 또한 아이들이 과학적 개념을 더 잘 이해하고, 건축 및 엔지니어링 기술을 향상하는 데 도움이 되었습니다.

연구 결과는 또한 사람들이 지능형 전시회에서 약 6분을 보냈으며, 전통적인 전시회에서는 90초만 보냈다는 것을 보여주었습니다.

코딩거는 HCII 교수입니다.

“특히 인상적인 것은 이 시스템이 아이들을 실제 과학 실험과 사고에 참여시키는 방식입니다.” 코딩거는 말했습니다. “아이들은 그것을 이해하고, 일반적인 전시회보다 더 많은 생각이 필요한데도 더 재미있어합니다.”

“우리의 전시회는 손으로 하는 물리적 실험의 가치 있는 학습 경험을 만드는 지침과 지원을 자동화했습니다.” 얀니어는 추가로 말했습니다. “박물관에서, 부모들은 아이들을 도와줄 관련 지식을 가지고 있지 않을 수 있으며, 직원들은 항상 사용할 수 없을 수 있습니다. 인공 지능과 컴퓨터 비전을 사용하여, 우리는 더 많은 아이들에게 다양한 배경과 더 넓은 규모에서 이 경험을 제공할 수 있습니다.”

얀니어는 이 새로운 기술이 박물관뿐만 아니라 교실과 집에서 학생들을 도와줄 수 있다고 말합니다.