新しい研究によると、ロボットは子供たちに良い習慣を教えるのに使える可能性がある

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• 要約とI. はじめに
• II. Casaパラダイムとゲーミフィケーション
• III. ランド・オブ・ハンズ：ゲーム
• IV. 方法
• V. ユーザー調査
• VI. 結果
• VII. 議論

  • VIII. 結論

  • IX. 謝辞と参考文献

要約— この論文では、子供たちと私たちが設計したカスタマイズされたソーシャルロボット (HakshE) を巻き込んだ「Land of Hands」という新しい共同教育ゲームの設計、実装、評価について説明します。このゲームプラットフォームを通じて、子供たちに適切な手指衛生の習慣を教え、そのような環境で親社会的ロボットと子供たちの間で行われるやり取りの範囲を調査することを目的としています。ゲーミフィケーションと Computers as Social Actors (CASA) パラダイムを融合して、ロボットをソーシャルアクターまたはゲーム内の仲間のプレイヤーとしてモデル化しました。ゲームは、Godot の 2D エンジンと Alice 3 を使用して開発されました。この研究では、32 人の参加者がビデオ会議プラットフォーム Zoom を介してオンラインでゲームをプレイしました。親社会的ロボットのナッジが子供たちのやり取りに与える影響を理解するために、ナッジありとナッジなしの 2 つの条件に研究を分けました。ルーブリックの詳細な分析と子供たちのやり取りのビデオ分析により、私たちのプラットフォームが子供たちが適切な手指衛生習慣を学ぶのに役立ったことが示されました。また、学習自体はロボットの社会性によって影響されなかったものの、社会性ロボットを使用すると、子供とロボットの間で楽しいやりとりが生まれ、社会的な関わりが深まることもわかりました。

1. はじめに

ゲームとソーシャル ロボットは、子どもたちを魅了します。私たちの研究では、子どもとソーシャル ロボットが手洗いの習慣に関する共同ゲーム プレイに参加したときに、行動変化の前兆、学習、関与がどの程度起こるかを調べます。まず、子どもたちと私たちが設計したカスタマイズされたソーシャル ロボット (HakshE) を巻き込んだ「Land of Hands」という新しい共同教育ゲームの設計と実装について説明します。次に、プラットフォームを評価するために 6 ～ 10 歳の子どもたちを対象に実施したユーザー スタディの結果を紹介します。

ナッジ理論は、適切な手洗い習慣などのポジティブで永続的な行動変容は、認知システムと情動システムに影響を与える繰り返しのナッジによってもたらされると仮定しています [1]。教師と親が子供たちに適切な手指衛生習慣をナッジするという長期的な取り組みを促進することは、達成するのに数か月かかるかもしれない退屈なプロセスになる可能性があります。これに対処するために、私たちは遊び相手として設計された動機付けエージェントとしてロボットを使用することを提案します。適切に設計されたロボットは人間の関与を最小限に抑え、疲労などの課題に気付きません。特に発展途上国では、その目新しさが子供たちを引き付け、ナッジのエージェントとして使用できるようにします [2]。この研究の長期的な目標は、ナッジを通じてポジティブな行動変容を促す自律的なソーシャルロボットを構築することと、ロボットが子供たちに及ぼすナッジの影響を測定することです。

A. 肯定的な強化のための協力ゲーム

子どもたちが手洗いについての宣言的知識と手順的知識の両方を持っている場合、行動の変化が達成される可能性があります。子どもたちは手洗いを行うために、手洗いの手順を知っていなければなりません。私たちの以前の研究では、インドの農村部と準都市部の学童は、世界保健機関（WHO）によって規定されている手指衛生の手順に関する正しい知識を持っていないことがわかりました[3]。そのため、私たちは、手指衛生に関する宣言的知識と手順的知識を、子どもたちがソーシャルロボットと遊べるシリアスゲームに融合させることにしました。以前の研究では、ロボットが子どもたちとのゲームプレイ中に家庭教師や仲間として行動した場合、ロボットは必要な学習成果をもたらすことに成功し、子どもたちが継続的に挑戦し、やる気を維持することを奨励することが示されています[4]、[5]。

Bartneckらは、Mastermindというゲームの協力バージョンを通じて、人間の参加者がロボットと関わる機会を作った[6]。彼らは、ロボットが人間のプレイヤーに非知的なアドバイスをした場合、ゲームはより難しいと認識され、参加者はロボットの推奨の価値を低く評価することを発見した。ロボットが知的で気持ちよく行動した場合、ロボットは生き生きとして楽しいと認識された。同様の研究で、XinらはソニーのAiboロボットを使用した「羊とオオカミ」の複合現実ゲームを発表し、参加者がロボットをチームメイトとみなし、ロボットとのやり取りを楽しんだと報告した[7]。したがって、ソーシャルロボットを使用して協力的なゲームベースの環境で子供に手指衛生の習慣を教えることは、行動の変化をもたらすための最も楽しく肯定的な強化になると考えています。

2021-22学年度中、インドの多くの小学校は、新型コロナウイルス感染症のパンデミックのため閉鎖されたままでした。そのため、ロボットのナッジが子どもたちの手洗い行動の変化に与える影響を研究することはできませんでした。代わりに、パイロットとして、ソーシャルロボットのナッジが行動の前兆、つまり子どもたちの学習とロボットとの関わりに与える影響を調査するこの研究調査を実施しました。この研究の延長として、2022-23学年度中にオフライン調査を実施し、行動の変化への影響を調査する予定です。

B. 子供とロボットの社会的交流と関与の測定

HRI分野の文献によると、子どもたちは言語的応答、表情、身振り、視線など、さまざまな言語的および非言語的コミュニケーションチャネルを通じてロボットシステムと関わっているとされています[8]、[9]。さらに、ロボットの向社会的能力を表現する能力は、長期的な相互作用中に子どもたちのロボットとの関わりにプラスの影響を与えることが知られています[10]、[11]。したがって、向社会的ロボットのナッジが、協力的なゲームベースの設定で子どもたちの学習とロボットとの相互作用にどのように影響するかを理解するために、ロボットの応答に対する子どもたちの言語的コミュニケーションと表情を測定しました。

この調査研究を通じて、私たちは以下の研究上の質問に答えることを目指しています。

• 研究質問 1:子供とソーシャルロボットの共同遊びの中で、手指衛生についての学習はどの程度行われるか?

• 研究質問 2:社会性のあるロボットのナッジは、協力的なゲームプレイ環境において、ロボットとの子供の学習、相互作用、関与にどの程度影響を与えるのでしょうか。