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【日本】AI机器人进入保育环境的时代:幼儿教育中幼儿接触互动AI机器人的素养和认知特征(下篇)

田爪宏二(京都教育大学)
森田健宏(关西外国语大学)
2021-10-15

摘要:

  儿童接触已在我们的生活中逐渐普及的沟通型AI设备或ICT设备、尤其是能做出与人相近行为的机器人媒体对于在幼儿时期培养孩子的媒体素养(认知能力)以及社会情绪能力(非认知能力)可能产生一定的影响。
  本期介绍第二项研究,即幼儿与RoBoHoN沟通后就其对RoBoHoN的认知提问的相关内容。在此基础上分析幼儿接触AI机器人的素养和认知特征。   
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研究2.特定场景下与RoBoHoN的接触及认知

目的与方法

  第二项研究的目的是设定幼儿与RoBoHoN接触的实验性场景,分析幼儿对RoBoHoN的认知(RoBoHoN是怎样的存在)。

  28名幼儿园5到6岁的儿童参与了实验,详细记录了其中22人的明确反应,并以此22人为对象进行了分析。实验在幼儿园教室内实施,分成几个小组,每组3到4人,实验持续10分钟左右。

  实验中将提问清单(如:喜欢什么?)发给幼儿,幼儿们依次向RoBoHoN提问,RoBoHoN则对提问作出回答。接下来要求幼儿向RoBoHoN讲述当天发生的事或玩的游戏,通过RoBoHoN内置的点头回应程序模拟激发幼儿和机器人间的互动。

  体验了上述互动后询问幼儿有无可能和RoBoHoN一起参与幼儿园的活动(一起做游戏等)。

调查结果与分析观察

  实验开头,孩子们跟RoBoHoN讲话时具有一定的特点,除了“好可爱”的感想之外,很多女孩儿用很词比较礼貌(一本正经)(案例1)。从这些话语的特征来看,幼儿对RoBoHoN抱有敬畏之心,但觉得它比自己年龄小(像婴儿、宠物一样)。向RoBoHoN讲述当天发生的事或玩的游戏时,机器人若对自己的话作出反应,孩子们会很高兴。可见孩子们认为机器人是可以与之沟通互动的存在。但是,用讲述的形式跟RoBoHoN讲话的孩子很少,多数孩子习惯用一个词语而非一个完整的句子来讲述自己做的事。这可以认为是不同于孩子之间对话的与机器人沟通时的一个特征,但也可以认为它反映了孩子们讲述自己的经历还是很困难的这样一个特征。

  另外,我们观察到很多孩子试探机器人的反应,试图弄懂它是如何认知自己的语言(案例2)。也观察到孩子们逐渐学会根据机器人的反应调整自己语言。从孩子们和机器人的互动中可以看出,孩子们意识到自己是在和不同于自己的存在进行交流,要根据对方的情况调整沟通方式,这种态度可能有助于培养媒体素养。不过,因为是以实验性行为为中心,很多孩子看到机器人做出反应就满足了,对话也没有继续下去(一问一答的形式),在对话互动和沟通的延伸方面还不够充分。

案例1:RoBoHoN与幼儿对话的案例

A儿童

你喜欢什么游戏?

RoBoHoN

我特别喜欢拼图游戏。

A儿童

哦!它说是拼图游戏!

RoBoHoN

虽然很难,但拼出来很开心。

A儿童

嗯!

案例2:RoBoHoN不回答问题(无法辨别)时

B儿童    

(发现RoBoHoN辨识声音时眼睛会变成黄色)“趁眼睛变成黄色时赶紧说!”

C儿童    

(发现好几个孩子同时发话,RoBoHoN难以辨别声音)“我说话的时候,别的人都别说话!”

  对于RoBoHoN的认知,所有回答问题的孩子都表示能够跟机器人一起玩。对于“你觉得和机器人一起能玩什么游戏?”这样的提问,根据回答来进行以下分类:“反映了机器人的功能”、“与机器人功能无关”、还是“孩子想玩自己想喜欢的游戏”。前者包括“去远足,想让它告诉路怎么走”、“一起跳舞”和“一起唱歌”等,后者包括“一起玩躲猫猫”和“一起画画”等回答。回答的比例为:3个孩子给出诸如前者的回答,占14%,给出类似后者的回答的孩子有14人,占64%,5人(占23%)的回答难以归类。可见与机器人功能无关的回答较多。

  综上所述,可以看出幼儿们认为RoBoHoN是能和自己一起玩耍的类似于人的存在,特别是对其运动和发声方面的特征十分关注。但是,至于具体的游戏,孩子们难以想象RoBoHoN究竟能不能完成那样的游戏。

总结

从两个研究场景:观察到幼儿与RoBoHoN的互动特征

  本文介绍的两项研究的内容反映了幼儿在哪种情况下都目的明确地跟人型AI媒体即RoBoHoN接触,并在接触过程中逐渐探索与之对话的可能性,尝试根据RoBoHoN的反应调整接触方法。另外,幼儿在与RoBoHoN的交流中出现的“万物有灵”式的行为反应证明了幼儿意识到机器人和人不同但也可以沟通、拥有意识。幼儿时期有着“泛灵论“----即利用人的特征去理解世界万物的发展特点。对孩子们来说,在所有对话型媒体中,像本项研究中使用的RoBoHoN这样造型和动作更接近人的人型机器人更拟人也更易理解和接触。和其他AI媒体相比,人型机器人还有一个优势,即有身体动作。幼儿往往对给予自己更丰富多样的反应的事物感兴趣,基于这样的特征,我们认为作为对于对话型媒体的最初的体验,人型机器人是孩子们更易亲近的对话型媒体。

  上述研究成果显示,幼儿在与RoBoHoN的接触中意识到是在与拥有不同特征的存在进行沟通时,会根据对方的情况调整沟通方式。这样的特征可能有助于媒体素养即认知能力的发展。并且,由于和AI机器人的互动比起和其他媒体的互动更接近人际间的沟通,因此对非认知能力的发展也具有一定的影响。但是,我们认为,这样的经验绝对不可能取代人与人的沟通,与通过人人互动而培养的能力具有本质上的区别。

今后的展望

  迄今为止,已有不少以儿童认知发展研究为中心的基础实验性机器人研究,但很少看到以教育和保育工作第一线为对象的应用性和教育实践性的研究。因此,我们认为本文所介绍的教育和保育工作实践的探讨和经验的积累十分重要。如今,AI相关技术迅速发展,已应用于日常生活的各种工具中,固然也能以各种方式应用于幼儿教育工作中。比如说,可以通过对本次研究课题更深入细致的研究从幼儿教育或保育的角度出发重新思考过去的一些研究成果,如有关儿童如何认知机器人。也可以通过深入学习、自律型对话项目等AI研究或机器人开发进一步推进认知发展机器人(浅田,2009年等)等尖端科学研究,揭开人类认知能力之谜,促进机器人与人的共同发展,从而挖掘教育、保育工作中对学习和日常生活的影响及教育效果的可能性。

  另外,在提高幼儿教育质量方面,除了用作幼儿教育的教材,也可用来减轻工作任务繁重的保育工作者的负担。现在,政府正在推进“第五个科学技术基本计划”(Society 5.0,内阁府,2016年),试图通过IT技术的普及为人们的生活和工作带来变革,教育工作领域也已由原来单一研究的阶段进入到积极探索在教育实践领域、管理领域和后勤业务领域以及在日常生活的方方面面中如何利用好AI设备和ICT设备的阶段。

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文献

  • 浅田 稔(2009). 通过认知发展机器人技术理解和设计身体、大脑、心理的尝试 心理学评论, 52, 5-19.
  • 内阁府 (2016). 第5期科学技术基本计划
    https://www8.cao.go.jp/cstp/kihonkeikaku/index5.html(最终确认日:2020年9月5日)

附记

本文介绍的两项研究是科研经费资助项目 基础研究 (B)- 18H01064(代表:堀田博史)负责实施的研究的一部分。

作者简介

田爪宏二 (京都教育大学)

田爪宏二 京都教育大学教育系副教授(发展心理学) 毕业于广岛大学研究生院教育学毕业,心理学博士。专业为发展心理学和认知心理学。主要研究课题涉及认知信息处理的机制以及儿童的概念获取、及相关教育支援。近年来也对支持儿童成长的教师和保育工作者的认知个性及专业性感兴趣。主要著述包括《教育心理学----教师职业训练》(Minerva书房出版,编著)、《认知发展及其支援》(Minerva书房出版,合作编著)、《保育心理学----在保育过程中捕捉心理和成长状况》(Air出版社,编著)等。

森田健宏 (关西外国语大学)

森田健宏 关西外国语大学英语职业系教授(初等教育学) 毕业于大阪大学研究生院人类科学专业,博士(人类科学)。专业为初等教育学、媒体教育和发展心理学等。尤其对保育环境中利用媒体带来的各种影响,现正在使用广泛多样的方法进行探讨。目前正致力于“以开展幼儿全球化教育为目的的媒体利用”、“园内业务信息系统的引进效果”等课题(均为日本学术振兴会科研经费项目),展开研究工作。主要著述包括《媒体心理学入门》(学文社)、《跟婴儿学习“婴儿保育”的实践力》(保育出版社)部分内容的编写以及《通俗易懂的教师职业训练》系列(Minerva书房出版社)的总监修和合作编著。
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