Una nueva investigación afirma que los robots podrían utilizarse para enseñar buenos hábitos a los niños

Tabla de enlaces

• Resumen y I. Introducción
• II. El Paradigma Casa y la Gamificación
• III. Tierra de Manos: El Juego
• IV. Métodos
• V. Estudio de usuarios
• VI. Resultados
• VII. Discusión

  • VIII. Conclusión

  • IX. Agradecimientos y referencias

Resumen — Este artículo presenta el diseño, la implementación y la evaluación de un novedoso juego educativo colaborativo titulado “Land of Hands”, en el que participan niños y un robot social personalizado que diseñamos (HakshE). A través de esta plataforma de juego, pretendemos enseñar prácticas adecuadas de higiene de manos a los niños y explorar el alcance de las interacciones que tienen lugar entre un robot prosocial y los niños en ese entorno. Combinamos la gamificación con el paradigma Computers as Social Actors (CASA) para modelar el robot como un actor social o un compañero de juego. El juego se desarrolló utilizando el motor 2D de Godot y Alice 3. En este estudio, 32 participantes jugaron el juego en línea a través de una plataforma de videoconferencia Zoom. Para comprender la influencia que tienen los empujones de un robot prosocial en las interacciones de los niños, dividimos nuestro estudio en dos condiciones: con empujones y sin empujones. El análisis detallado de las rúbricas y los análisis de video de las interacciones de los niños muestran que nuestra plataforma ayudó a los niños a aprender buenas prácticas de higiene de manos. También descubrimos que el uso de un robot prosocial crea interacciones agradables y un mayor compromiso social entre los niños y el robot, aunque el aprendizaje en sí no se vio influenciado por la prosocialidad del robot.

I. INTRODUCCIÓN

Los juegos y los robots sociales cautivan y cautivan a los niños. Nuestro estudio explora hasta qué punto se producen precursores de cambios de comportamiento, aprendizaje y participación cuando los niños y los robots sociales participan en un juego colaborativo sobre prácticas de lavado de manos. Primero, analizamos el diseño y la implementación de nuestro novedoso juego educativo colaborativo titulado "Land of Hands" en el que participan niños y un robot social personalizado (HakshE) que diseñamos. Luego, presentamos los resultados de un estudio de usuarios que realizamos con niños de entre 6 y 10 años para evaluar nuestra plataforma.

La teoría del nudge postula que un cambio de comportamiento positivo y duradero, como las buenas prácticas de lavado de manos, podría lograrse mediante empujones repetidos que influyen en los sistemas cognitivo y afectivo [1]. Facilitar compromisos a largo plazo en los que los maestros y los padres empujen a los niños hacia buenas prácticas de higiene de manos podría ser un proceso tedioso que podría llevar varios meses lograr. Para abordar esto, proponemos utilizar robots como agentes motivadores que están diseñados como compañeros de juego. Los robots bien diseñados requieren una participación humana mínima y no son perceptibles a desafíos como la fatiga. Su novedad, especialmente en los países en desarrollo, atrae a los niños hacia ellos, lo que permite que se los use como agentes para dar empujones [2]. El objetivo a largo plazo de este trabajo es tanto construir un robot social autónomo que promueva un cambio de comportamiento positivo a través de empujones como medir la influencia de los empujones ejercidos por el robot en los niños.

A. Juegos colaborativos para el refuerzo positivo

El cambio de comportamiento se puede lograr cuando los niños tienen tanto conocimiento declarativo como conocimiento procedimental sobre el lavado de manos. Los niños deben conocer los pasos del lavado de manos para poder realizarlo. En nuestros estudios de investigación anteriores, descubrimos que los niños de las escuelas rurales y semiurbanas de la India no tienen el conocimiento correcto sobre los pasos de higiene de manos según lo prescrito por la Organización Mundial de la Salud (OMS) [3]. Por lo tanto, decidimos combinar el conocimiento declarativo y el conocimiento procedimental sobre la higiene de manos en un juego serio que los niños pudieran jugar con el robot social. Investigaciones anteriores muestran que cuando los robots actuaron como tutores o compañeros durante el juego con los niños, los robots lograron obtener los resultados de aprendizaje necesarios y alentaron a los niños a permanecer continuamente desafiados y motivados [4], [5].

Bartneck et al. crearon una oportunidad para que los participantes humanos interactuaran con un robot a través de una versión colaborativa del juego, Mastermind [6]. Descubrieron que cuando el robot daba consejos poco inteligentes a los jugadores humanos, el juego se percibía como más difícil y los participantes calificaban el valor de las recomendaciones del robot como bajo. Cuando los robots actuaban de forma inteligente y agradable, se los percibía como vivos y agradables. En un estudio similar, Xin et al. presentaron un juego de realidad mixta "Oveja y lobo", con los robots Aibo de Sony, en el que informaron que los participantes consideraban a los robots como compañeros de equipo y tenían interacciones agradables con ellos [7]. Por lo tanto, creemos que el uso de un robot social para enseñar buenas prácticas de higiene de manos a los niños en un entorno de juego colaborativo proporcionaría el refuerzo más agradable y positivo para lograr el cambio de comportamiento en sí.

Durante el año escolar 2021-22, muchas escuelas primarias en la India permanecieron cerradas debido a la pandemia de Covid. Por lo tanto, no nos fue posible estudiar la influencia de los empujoncitos de nuestro robot en el cambio de comportamiento de los niños con respecto al lavado de manos. En cambio, como piloto, realizamos este estudio de investigación para explorar la influencia de los empujoncitos de un robot social en los precursores del comportamiento, es decir, el aprendizaje y la interacción de los niños con el robot. Realizaremos un estudio fuera de línea durante el año escolar 2022-23 como una extensión de este trabajo para estudiar la influencia en el cambio de comportamiento.

B. Medición de las interacciones sociales y el compromiso entre niños y robots

La literatura en el campo de la IRH afirma que los niños interactúan con un sistema robótico a través de varios canales comunicativos verbales y no verbales, como respuestas verbales, expresiones faciales, gestos y miradas [8], [9]. Además, se sabe que la capacidad de un robot para mostrar capacidades prosociales influye positivamente en la interacción de los niños con un robot durante interacciones a largo plazo [10], [11]. Por lo tanto, para comprender cómo los empujoncitos de un robot prosocial pueden influir en el aprendizaje de los niños y las interacciones con el robot en un entorno basado en juegos colaborativos, medimos la comunicación verbal y las expresiones faciales de los niños ante las respuestas del robot.

A través de este estudio de investigación, pretendemos responder las siguientes preguntas de investigación:

• Pregunta de investigación 1: ¿En qué medida el aprendizaje sobre la higiene de manos tiene lugar en el juego colaborativo entre un niño y un robot social?

• Pregunta de investigación 2: ¿En qué medida los empujoncitos de un robot prosocial influyen en el aprendizaje, la interacción y el compromiso de un niño con un robot en un entorno de juego colaborativo?