AI Visar Sig Öka Lärande och Engagemang i Vetenskapsmuseer

Ett team av forskare vid Carnegie Mellon Universitys Human-Computer Interaction Institute (HCII) har demonstrerat ett nytt sätt att effektivt öka lärande och engagemang för museiutställningar. Teamet använde artificiell intelligens (AI) för att utveckla nya interaktiva och hands-on-utställningar, inklusive en intelligent, virtuell assistent som interagerar med besökare.

Jämfört med den traditionella utställningen, fann man att den nya intelligenta utställningen ökade lärande och den tid som individer tillbringade vid utställningen.

Teamets resultat publicerades i Journal of the Learning Sciences.

Omformning av Lek till Lärande

Nesra Yannier är en HCII-fakultetsmedlem och ansvarig för forskningsprojektet.

“Att ha artificiell intelligens och datorseende omvandlade leken till lärande”, sa Yannier.

Teamet bestod också av Ken Koedinger och Scott Hudson från CMU, Kevin Crowley från University of Pittsburgh och Youngwook Do från Georgia Institute of Technology.

En av de populära utställningarna i museer är jordbävningsutställningar, där barn bygger torn och försöker säkra dem från att falla när bordet skakar. Det finns ofta skyltar runt utställningen för att engagera barnen i vetenskapen, men bevisen är inte tydliga på hur effektiva de är.

AI-förbättrad Jordbävningsbord

Yannier ledde teamet av forskare för att bygga ett AI-förbättrat jordbävningsbord som hade en kamera, pekskärm och stor skärm. Det hade också NoRilla, som är en intelligent agent i form av en virtuell gorilla. NoRilla ersätter de traditionella skyltarna och interagerar med deltagarna genom att ta dem genom olika utmaningar och ställa frågor om jordbävningsutställningarna, såsom varför tornen föll eller inte föll.

Teamet testade de intelligenta jordbävningsutställningarna vid Carnegie Science Center i Pittsburgh. Barn som deltog i en sommarläger vid centret interagerade antingen med den intelligenta eller traditionella utställningen och slutförde för- och eftertester och enkäter. Teamet observerade också besökare när de interagerade med utställningen.

Enkätundersökningarna visade att barnen lärde sig betydligt mer från den intelligenta utställningen, och de hade lika mycket roligt när de jämfördes med den traditionella. AI-utställningen hjälpte också barnen att bättre förstå de vetenskapliga begreppen, samt förbättrade deras byggnads- och ingenjörskunskaper.

Studiens resultat visade också att människor tillbringade cirka sex minuter vid den intelligenta utställningen, jämfört med 90 sekunder vid den traditionella.

Koedinger är professor vid HCII.

“Det som är särskilt imponerande för mig är hur systemet engagerar barn i att utföra riktiga vetenskapliga experiment och tänkande”, sa Koedinger. “Barnen förstår inte bara, de har också mer roligt än vanliga utställningar, även om mer tänkande krävs.”

“Vår utställning automatiserade den vägledning och stöd som gör hands-on-fysiskt experiment till en värdefull lärandeupplevelse”, tillade Yannier. “I museer kan föräldrar inte alltid ha den relevanta kunskapen för att hjälpa sina barn, och personalen är inte alltid tillgänglig. Med AI och datorseende kan vi erbjuda den här upplevelsen till fler barn från olika bakgrunder och på en bredare skala.”

Yannier säger att den här nya tekniken också kan hjälpa studenter i klassrummet och hemma, inte bara i ett museum.