Wykazano, że AI poprawia uczenie się i zaangażowanie w muzeach nauki

Zespół badaczy z Instytutu Interakcji Człowiek–Komputer na Carnegie Mellon University (HCII) wykazał nowy sposób skutecznego zwiększania uczenia i zaangażowania odwiedzających muzea. Zespół wykorzystał sztuczną inteligencję (AI), aby stworzyć nowe interaktywne i praktyczne eksponaty, w tym inteligentnego, wirtualnego asystenta, który wchodzi w interakcję z odwiedzającymi.

W porównaniu z tradycyjnymi eksponatami, nowy inteligentny eksponat okazał się zwiększać uczenie i czas, jaki osoby spędzają przy eksponacie.

Wyniki badań zespołu zostały opublikowane w Journal of the Learning Sciences.

Zmienianie zabawy w uczenie

Nesra Yannier jest członkiem wydziału HCII i kierownikiem projektu badawczego.

„Posiadanie sztucznej inteligencji i widzenia komputerowego zmieniło zabawę w uczenie,” mówi Yannier.

Zespół badawczy składał się również z Ken Koedinger i Scott Hudson z CMU, Kevin Crowley z University of Pittsburgh oraz Youngwook Do z Georgia Institute of Technology.

Jednym z popularnych eksponatów w muzeach są eksponaty dotyczące trzęsień ziemi, gdzie dzieci budują wieże i starają się je zabezpieczyć przed upadkiem, gdy stół się trzęsie. Często umieszcza się tam tablice informacyjne, aby zaangażować dzieci w naukę, ale nie ma jasnych dowodów na to, jak skuteczne są one.

Stół trzęsień ziemi wzbogacony o AI

Pod kierownictwem Yannier zespół badaczy stworzył stół trzęsień ziemi wzbogacony o AI, wyposażony w kamerę, ekran dotykowy i duży wyświetlacz. Posiadał również NoRillę, inteligentnego agenta w postaci wirtualnego goryla. NoRilla zastępuje tradycyjne tablice informacyjne i wchodzi w interakcję z uczestnikami, prowadząc ich przez różne wyzwania i zadając pytania dotyczące eksponatów trzęsień ziemi, takie jak dlaczego wieże upadły lub nie.

Zespół przetestował inteligentne eksponaty trzęsień ziemi w Carnegie Science Center w Pittsburghu. Dzieci, które uczestniczyły w letnim obozie w centrum, wchodziły w interakcję z inteligentnymi lub tradycyjnymi eksponatami i wypełniały testy i ankiety przed i po wizycie. Zespół obserwował również odwiedzających, gdy wchodzili w interakcję z eksponatem.

Ankiety wykazały, że dzieci nauczyły się znacznie więcej z inteligentnego eksponatu i miały tyle samo zabawy w porównaniu z tradycyjnym. Eksponat z AI pomógł dzieciom lepiej zrozumieć naukowe pojęcia, a także poprawił ich umiejętności budowlane i inżynierskie.

Wyniki badań ujawniły również, że ludzie spędzali około sześciu minut przy inteligentnym eksponacie, w porównaniu z 90 sekundami przy tradycyjnym.

Koedinger jest profesorem w HCII.

„To, co jest szczególnie imponujące, to sposób, w jaki system angażuje dzieci w prowadzenie prawdziwych eksperymentów naukowych i myślenia,” powiedział Koedinger. „Dzieci nie tylko to rozumieją, ale także mają więcej zabawy niż przy tradycyjnych eksponatach, nawet jeśli wymaga to więcej myślenia.”

„Nasz eksponat zautomatyzował wsparcie i przewodnictwo, które sprawiają, że eksperymenty fizyczne są cennym doświadczeniem edukacyjnym,” dodaje Yannier. „W muzeach rodzice mogą nie mieć odpowiedniej wiedzy, aby pomóc swoim dzieciom, a personel może nie zawsze być dostępny. Wykorzystując AI i widzenie komputerowe, możemy zaoferować to doświadczenie większej liczbie dzieci z różnych środowisk i na szerszą skalę.”

Yannier twierdzi, że ta nowa technologia mogłaby również pomóc uczniom w klasie i w domu, a nie tylko w muzeum.