تحقیقات جدید می گوید می توان از ربات ها برای آموزش عادات خوب به کودکان استفاده کرد

جدول پیوندها

• چکیده و اول. مقدمه
• II. پارادایم کاسا و گیمیفیکیشن
• III. سرزمین دست ها: بازی
• IV. روش ها
• V. مطالعه کاربر
• VI. نتایج
• VII. بحث

  • هشتم. نتیجه گیری

  • IX قدردانی و مراجع

چکیده - این مقاله طراحی، اجرا و ارزیابی یک بازی آموزشی مشترک جدید با عنوان "سرزمین دست ها" را ارائه می دهد که شامل کودکان و یک ربات اجتماعی سفارشی شده است که ما طراحی کردیم (HakshE). از طریق این پلتفرم بازی، هدف ما آموزش روش‌های صحیح بهداشت دست به کودکان و بررسی میزان تعاملات بین یک ربات طرفدار اجتماعی و کودکان در چنین محیطی است. ما گیمیفیکیشن را با پارادایم رایانه‌ها به‌عنوان بازیگران اجتماعی (CASA) ترکیب کردیم تا ربات را به‌عنوان یک بازیگر اجتماعی یا یک بازیکن دیگر در بازی مدل‌سازی کنیم. این بازی با استفاده از موتور 2 بعدی گودو و آلیس 3 ساخته شده است. در این مطالعه، 32 شرکت کننده بازی را به صورت آنلاین از طریق پلت فرم ویدئو کنفرانس از راه دور Zoom بازی کردند. برای درک تأثیر تلنگرهای یک ربات طرفدار اجتماعی بر تعاملات کودکان، ما مطالعه خود را به دو شرط تقسیم کردیم: With-Nudges و Without-Nudges. تجزیه و تحلیل دقیق روبریک ها و تجزیه و تحلیل های ویدئویی از تعاملات کودکان نشان می دهد که پلت فرم ما به کودکان کمک می کند تا اقدامات خوب بهداشت دست را یاد بگیرند. ما همچنین دریافتیم که استفاده از یک ربات طرفدار اجتماعی باعث ایجاد تعاملات لذت‌بخش و تعامل اجتماعی بیشتر بین کودکان و ربات می‌شود، اگرچه یادگیری خود تحت تأثیر اجتماعی بودن روبات نیست.

I. مقدمه

بازی ها و روبات های اجتماعی کودکان را مجذوب و شیفته خود می کنند. مطالعه ما به بررسی این موضوع می‌پردازد که تا چه اندازه پیش‌سازهای تغییر رفتار، یادگیری و مشارکت زمانی که کودکان و روبات‌های اجتماعی درگیر یک بازی مشترک حول تمرین‌های شستن دست می‌شوند، رخ می‌دهد. ما ابتدا در مورد طراحی و اجرای بازی آموزشی مشترک جدید خود با عنوان "سرزمین دست ها" که شامل کودکان و یک ربات اجتماعی سفارشی شده (HakshE) است که طراحی کرده ایم بحث می کنیم. سپس یافته‌های یک مطالعه کاربر را که با کودکان 6 تا 10 ساله برای ارزیابی پلتفرم خود انجام دادیم، ارائه می‌کنیم.

نظریه تلنگر فرض می‌کند که تغییر رفتار مثبت و پایدار مانند شیوه‌های خوب شستشوی دست‌ها می‌تواند توسط تلنگرهای مکرر ایجاد شود که بر سیستم‌های شناختی و عاطفی تأثیر می‌گذارد [1]. تسهیل درگیری‌های طولانی‌مدت که در آن معلمان و والدین کودکان را به سمت روش‌های خوب بهداشت دست تشویق می‌کنند، می‌تواند فرآیند خسته‌کننده‌ای باشد که ممکن است چندین ماه طول بکشد. برای پرداختن به این موضوع، پیشنهاد می کنیم از ربات ها به عنوان عوامل انگیزشی استفاده کنیم که به عنوان همبازی طراحی شده اند. ربات‌هایی که به خوبی طراحی شده‌اند به حداقل دخالت انسان نیاز دارند و در برابر چالش‌هایی مانند خستگی قابل درک نیستند. تازگی آنها، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، کودکان را به سمت خود جذب می کند و آنها را قادر می سازد تا به عنوان عاملی برای تحریک استفاده شوند [2]. هدف بلندمدت این کار هم ساختن یک ربات اجتماعی مستقل است که تغییرات رفتاری مثبت را از طریق تلنگرها ترویج می‌کند و هم اندازه‌گیری تأثیر تلنگرهای اعمال شده توسط ربات بر روی کودکان.

الف. بازی های مشارکتی برای تقویت مثبت

تغییر رفتار ممکن است زمانی حاصل شود که کودکان هم دانش بیانی و هم دانش رویه ای در مورد شستن دست ها داشته باشند. کودکان باید مراحل شستن دست را بدانند تا آن را انجام دهند. در مطالعات تحقیقاتی قبلی ما متوجه شدیم که کودکان مدارس روستایی و نیمه شهری در هند دانش صحیحی در مورد مراحل بهداشت دست که توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) تجویز شده است، ندارند [3]. بنابراین، ما تصمیم گرفتیم دانش اظهاری و دانش رویه ای در مورد بهداشت دست را در یک بازی جدی که کودکان می توانند با ربات اجتماعی بازی کنند، ترکیب کنیم. تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که وقتی روبات‌ها به عنوان مربی یا همسال در طول بازی با کودکان عمل می‌کردند، روبات‌ها در ارائه نتایج یادگیری لازم موفق بودند و کودکان را تشویق می‌کردند که به طور مداوم در چالش و انگیزه باقی بمانند [4، [5].

بارتنک و همکاران فرصتی را برای شرکت کنندگان انسانی ایجاد کرد تا از طریق نسخه مشترک بازی، Mastermind [6] با یک ربات درگیر شوند. آنها دریافتند که وقتی ربات توصیه های غیر هوشمندانه ای به بازیکنان انسان می دهد، بازی دشوارتر می شود و شرکت کنندگان ارزش توصیه های ربات را پایین ارزیابی می کنند. زمانی که ربات ها هوشمندانه و خوشایند عمل می کردند، آنها را زنده و لذت بخش می دانستند. در مطالعه مشابه، Xin و همکاران. یک بازی واقعیت مختلط "گوسفند و گرگ" را با ربات های Aibo سونی ارائه کرد که در آن آنها گزارش دادند که شرکت کنندگان ربات ها را به عنوان هم تیمی در نظر می گیرند و تعاملات لذت بخشی با آنها داشتند [7]. بنابراین، ما معتقدیم که استفاده از یک ربات اجتماعی برای آموزش شیوه‌های بهداشتی خوب دست به کودکان در یک محیط مبتنی بر بازی مشترک، لذت‌بخش‌ترین و مثبت‌ترین تقویت را برای ایجاد تغییر رفتار ارائه می‌کند.

در طول سال تحصیلی 2021-22، بسیاری از مدارس ابتدایی در هند به دلیل همه‌گیری کووید بسته ماندند. بنابراین برای ما امکان نداشت که تأثیر تکان دادن ربات خود را بر تغییر رفتار شستن دست کودکان مطالعه کنیم. درعوض، به‌عنوان یک پایلوت، این مطالعه تحقیقاتی را برای بررسی تأثیر حرکت‌های یک ربات اجتماعی بر پیش‌سازهای رفتار، یعنی یادگیری و تعامل کودکان با ربات، انجام دادیم. ما یک مطالعه آفلاین در طول سال تحصیلی 2022-2022 در arXiv:2206.08075v2 [cs.RO] 17 ژوئن 2022 به عنوان توسعه این کار برای مطالعه تأثیر بر تغییر رفتار انجام خواهیم داد.

ب. اندازه گیری تعاملات اجتماعی و تعامل بین کودکان و روبات ها

ادبیات در زمینه HRI بیان می‌کند که کودکان از طریق کانال‌های ارتباطی کلامی و غیرکلامی مختلف مانند پاسخ‌های کلامی، حالات چهره، ژست‌ها و نگاه با یک سیستم روباتیک درگیر می‌شوند [8]، [9]. علاوه بر این، توانایی یک ربات برای به تصویر کشیدن قابلیت های اجتماعی به طور مثبتی بر تعامل کودکان با یک ربات در طول تعاملات طولانی مدت تأثیر می گذارد [10]، [11]. بنابراین، برای درک اینکه چگونه تکان‌های یک ربات طرفدار اجتماعی می‌تواند بر یادگیری و تعامل کودکان با ربات در یک محیط مبتنی بر بازی مشارکتی تأثیر بگذارد، ما ارتباط کلامی و حالات چهره کودکان را نسبت به پاسخ‌های ربات اندازه‌گیری کردیم.

هدف ما از طریق این مطالعه پژوهشی پاسخگویی به سوالات تحقیق زیر است:

• سوال تحقیق 1: یادگیری در مورد بهداشت دست تا چه حد در بازی مشترک بین یک کودک و یک ربات اجتماعی صورت می گیرد؟

• سوال تحقیق 2: تا چه حد تکان های یک ربات طرفدار اجتماعی بر یادگیری، تعامل و درگیری کودک با یک ربات در یک محیط بازی مشارکتی تأثیر می گذارد؟