我們正在進(jìn)入人工智能時代，越來越多地人開始暢想人工智能在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，以及其會給教育帶來的變革。無論是幼教還是高等教育，機器人都已經(jīng)開始進(jìn)入教學(xué)場景。那么機器人助教會幫助學(xué)生學(xué)得更好，更有效，以及更有動力嗎？

在《計算神經(jīng)科學(xué)前沿》雜志（Frontiers in Computational Neuroscience Journal），來自人工智能研究中心的三位專家發(fā)表了他們最新的成果和答案——ARTIE (Affective Robot Tutor Integrated Environment，直譯為“情感機器人助教綜合環(huán)境”）。這里有一個重要，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，也越來越多的在課堂中運用，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：機器人助教如果能夠增加情緒識別和鼓勵這一維度，將更能增加學(xué)習(xí)的有效性。

ARTIE項目的負(fù)責(zé)人Cuadrado博士說：“我們最主要的目標(biāo)就是可以設(shè)計出這樣一個人工智能系統(tǒng)，首先識別學(xué)生與教育軟件互動時的情緒狀態(tài)，之后通過機器人助教進(jìn)行教學(xué)活動，最終提高學(xué)習(xí)體驗。”

到底什么是ARTIE？

ARTIE不是某一個機器人，而是一個計算架構(gòu)模型來結(jié)合以下三個部分：第一，已有的教育軟件（目前是小學(xué)階段的教育軟件）；第二，能夠識別小學(xué)生在與教育軟件互動過程的情緒狀態(tài)；第三，可以為學(xué)生提供個性化的情緒以及教學(xué)上輔助的機器人。

具體來說，首先研究人員重點關(guān)注三個認(rèn)知情緒狀態(tài)：集中的（concentrating），分心的（distracted），以及不作為的（inactive）。利用鍵盤的敲擊以及鼠標(biāo)動作來預(yù)測學(xué)生處在這三個認(rèn)知狀態(tài)中的哪一種。而機器人助教會選擇相應(yīng)與認(rèn)知情緒狀態(tài)相符的教學(xué)活動，通過面部表情，肢體語言，語音語調(diào)等來進(jìn)行教學(xué)上的干預(yù)。他們的第一個機器人助教叫做MONICA，運用ARTIE的這個計算架構(gòu)連接教育軟件Scratch和教學(xué)機器人NAO。

ARTIE的啟發(fā)

這個研究的價值在于，第一，我們可以通過比較經(jīng)濟(jì)的方法來識別最有可能影響學(xué)習(xí)過程的情緒，并且通過機器人進(jìn)行教學(xué)干預(yù)。當(dāng)然該研究團(tuán)隊的下一步就是通過攝像頭話筒等識別更加復(fù)雜的情緒，以及更長期地來測試機器人助教對于學(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)：通過這樣的架構(gòu)，可以根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)，來結(jié)合更多教育軟件以及機器人助教。

Cuadrado博士說：“盡管目前來說，機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

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