我們正在進(jìn)入人工智能時(shí)代，越來(lái)越多地人開(kāi)始暢想人工智能在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，以及其會(huì)給教育帶來(lái)的變革。無(wú)論是幼教還是高等教育，機(jī)器人都已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入教學(xué)場(chǎng)景。那么機(jī)器人助教會(huì)幫助學(xué)生學(xué)得更好，更有效，以及更有動(dòng)力嗎？

在《計(jì)算神經(jīng)科學(xué)前沿》雜志（Frontiers in Computational Neuroscience Journal），來(lái)自人工智能研究中心的三位專(zhuān)家發(fā)表了他們最新的成果和答案——ARTIE (Affective Robot Tutor Integrated Environment，直譯為“情感機(jī)器人助教綜合環(huán)境”）。這里有一個(gè)重要，而且一直被忽略的詞就是Affective（情感）——在線的教學(xué)資源非常豐富，也越來(lái)越多的在課堂中運(yùn)用，而自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)也在尋求認(rèn)知上的最佳路徑，但是我們很少考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與情緒狀態(tài)非常相關(guān)。而ARTIE要解決的就是這一點(diǎn)：機(jī)器人助教如果能夠增加情緒識(shí)別和鼓勵(lì)這一維度，將更能增加學(xué)習(xí)的有效性。

ARTIE項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人Cuadrado博士說(shuō)：“我們最主要的目標(biāo)就是可以設(shè)計(jì)出這樣一個(gè)人工智能系統(tǒng)，首先識(shí)別學(xué)生與教育軟件互動(dòng)時(shí)的情緒狀態(tài)，之后通過(guò)機(jī)器人助教進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，最終提高學(xué)習(xí)體驗(yàn)?！?br/>

到底什么是ARTIE？

ARTIE不是某一個(gè)機(jī)器人，而是一個(gè)計(jì)算架構(gòu)模型來(lái)結(jié)合以下三個(gè)部分：第一，已有的教育軟件（目前是小學(xué)階段的教育軟件）；第二，能夠識(shí)別小學(xué)生在與教育軟件互動(dòng)過(guò)程的情緒狀態(tài)；第三，可以為學(xué)生提供個(gè)性化的情緒以及教學(xué)上輔助的機(jī)器人。

具體來(lái)說(shuō)，首先研究人員重點(diǎn)關(guān)注三個(gè)認(rèn)知情緒狀態(tài)：集中的（concentrating），分心的（distracted），以及不作為的（inactive）。利用鍵盤(pán)的敲擊以及鼠標(biāo)動(dòng)作來(lái)預(yù)測(cè)學(xué)生處在這三個(gè)認(rèn)知狀態(tài)中的哪一種。而機(jī)器人助教會(huì)選擇相應(yīng)與認(rèn)知情緒狀態(tài)相符的教學(xué)活動(dòng)，通過(guò)面部表情，肢體語(yǔ)言，語(yǔ)音語(yǔ)調(diào)等來(lái)進(jìn)行教學(xué)上的干預(yù)。他們的第一個(gè)機(jī)器人助教叫做MONICA，運(yùn)用ARTIE的這個(gè)計(jì)算架構(gòu)連接教育軟件Scratch和教學(xué)機(jī)器人NAO。

ARTIE的啟發(fā)

這個(gè)研究的價(jià)值在于，第一，我們可以通過(guò)比較經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)識(shí)別最有可能影響學(xué)習(xí)過(guò)程的情緒，并且通過(guò)機(jī)器人進(jìn)行教學(xué)干預(yù)。當(dāng)然該研究團(tuán)隊(duì)的下一步就是通過(guò)攝像頭話筒等識(shí)別更加復(fù)雜的情緒，以及更長(zhǎng)期地來(lái)測(cè)試機(jī)器人助教對(duì)于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)曲線的影響。第二便是展示了這種能夠普遍使用的架構(gòu)：通過(guò)這樣的架構(gòu)，可以根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)，來(lái)結(jié)合更多教育軟件以及機(jī)器人助教。

Cuadrado博士說(shuō)：“盡管目前來(lái)說(shuō)，機(jī)器人助教還不能取代學(xué)校老師，但是我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)機(jī)器人助教在幫助學(xué)生達(dá)成具體學(xué)習(xí)目標(biāo)上可以非常有效?！?/p>

芥末堆注：本文取材于發(fā)表在"Frontiers in Computational Neuroscience"學(xué)術(shù)雜志上的論文“ARTIE: An Integrated Environment for the Development of Affective Robot Tutors”，作者是Luis-Eduardo Imbernón Cuadrado, ángeles Manjarrés Riesco 和 Félix De La Paz López。

“ARTIE: An Integrated Environment for the Development of Affective Robot Tutors” by Luis-Eduardo Imbernón Cuadrado, ángeles Manjarrés Riesco and Félix De La Paz López in Frontiers in Computational Neuroscience. Published online August 3 2016 doi:10.3389/fncom.2016.00077

有興趣讀原文的童鞋，請(qǐng)戳這里查看論文原文。

開(kāi)始探索人工智能在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，歡迎和我討論，一帆（微信號(hào)：chenyifan612316）