Pan i Pani Robot jako nauczyciele

Człowiek pracuje przy tworzeniu swojej podobizny. Sztuczna inteligencja coraz częściej towarzyszy nam jako pomocnik w codziennym życiu - roboty można spotkać nawet w salach lekcyjnych i innych obszarach edukacyjnych.

Rozpoczęła się era prawdziwych systemów kognitywnych. Minęły już czasy, gdy naukowcy programowali statyczną wiedzę w komputerach. W międzyczasie ludzie pracują nad metodami, które umożliwiają robotom i innym maszynom aktywne uczenie się, stosowanie tego, czego się nauczyły i umieszczanie tego w coraz szerszym kontekście. Czasami robot staje się nawet nauczycielem. Dzisiejsza sztuczna inteligencja jest zaprojektowana tak, aby uczyć się na podstawie doświadczeń. Ten zgromadzony zasób wiedzy jest bardzo cenny dla człowieka. Jest to jeden z powodów, dla których roboty są obecnie coraz częściej wykorzystywane w edukacji. Dzięki stale rozwijanym umiejętnościom komunikacyjnym coraz częściej przekazują specjalistyczną wiedzę w szkołach, na uniwersytetach lub prywatnie jako korepetytorzy.

Maszyny opowiadają sobie żarty

Przyzwyczailiśmy się już do komunikowania się z maszynami. Czy to w przypadku rozmów z automatycznymi systemami telefonicznymi, czy na przykład z oprogramowaniem Siri firmy Apple (Speech Interpretation and Recognition Interface). Rezultaty mogą być denerwujące, jeśli komunikująca się z nami maszyna nie rozumie dokładnie naszych danych, lub zabawne, jeśli na przykład Siri odbiera rzeczy humorystycznie i próbuje żartować. Informatycy, matematycy, psycholodzy i wielu innych ekspertów na całym świecie pracuje nad tym, aby nauczyć roboty, czym są ludzkie emocje, a raczej jak je oceniać. Celem jest wykorzystanie robotów również do celów innych niż edukacja, na przykład do budowania lojalności klientów, w dziedzinie medycyny i ochrony zdrowia oraz do zastosowań terapeutycznych.

Wszechwiedzący klaun

Tutaj wkraczają Pepper, Romeo i NAO. Trzej bracia "urodzili się" w SoftBank Robotics Pepper został stworzony, aby pomóc firmom w obsłudze ich klientów. Nie tylko od 2014 roku jest zajęty w sklepach Nestlé w Japonii, w międzyczasie został również oddelegowany do pracy na francuskich dworcach kolejowych w regionie Loary oraz w europejskich supermarketach Carrefour. Ten mały humanoidalny robot posiada ogromny zasób wiedzy dzięki dużej pamięci danych. Rozpoznaje swojego rozmówcę, potrafi ocenić tony emocjonalne ("Czy jesteś smutny?") i komunikuje się na podstawie istniejących informacji o kliencie.

Inteligentni asystenci

Romeo jest znacznie wyższy od Peppera (140 cm) i został stworzony, aby pomóc osobom niepełnosprawnym fizycznie. Z jego pomocą można zwiększyć samodzielność osób starszych. Robot asystent może otwierać drzwi, wchodzić po schodach i przynosić przedmioty. Mierzący zaledwie 58 cm NAO jest miniaturową wersją Pepper i Romeo, a zarazem najstarszym z robotów humanoidalnych firmy SoftBank Robotics. Został opracowany jeszcze w 2006 roku i obecnie w swojej piątej generacji jest używany przez tysiące na całym świecie.

Robot nauczyciel mówi w 20 językach

NAO, interaktywny, personalizowany robot, którego nazwa oznacza po japońsku "uczciwość", rozpoznaje ponad dwadzieścia języków. Z jego pomocą można stosować różne treści nauczania, z tego powodu jest coraz częściej wykorzystywany w szkołach. W kraju robotów - Japonii - uczniowie uczą się słownictwa, ćwiczą arytmetykę mentalną i wykonują ćwiczenia gimnastyczne wyznaczone przez robota. Dzieci są entuzjastyczne i w pełni zaangażowane. Japońskie badania (Study on the Use of Teaching Robots at Osaka University) nad wykorzystaniem NAO pokazują, że poziom hałasu jest znacznie niższy podczas lekcji z zespołem nauczyciel-robot.

Nauczyciele-roboty w Niemczech i Austrii

Roboty pojawiły się również w Niemczech i Austrii jako asystenci nauczycieli. Dzięki swojej wiedzy NAO uzupełnia nauczanie przedmiotów STEM (matematyka, informatyka, nauki przyrodnicze i technologia) w wielu szkołach we wszystkich grupach wiekowych. Na przykład uczniowie gimnazjum w Karlsbadzie uczą się programowania z pomocą NAO, który jest również dostępny dla uczniów na lekcjach w HTL Leonding w Górnej Austrii.

Dzieci uchodźców uczą się niemieckiego od robotów

Rozpoczęty w 2016 r. unijny projekt "L2TOR" (Second Language Tutoring using Social Robots) ma na celu nauczanie dzieci imigrantów w wieku od czterech do sześciu lat nowego drugiego języka za pomocą robotów humanoidalnych, aby szybko włączyć je do systemu edukacji. Jednakże, wsparcie językowe zapewniane przez robota ma być indywidualnym uzupełnieniem, ale nie substytutem istniejących ofert edukacyjnych. Jasne jest, że wykorzystanie robotów tworzy dodatkowe zasoby, a NAO, którego obecny koszt zakupu wynosi około 12 000 euro, jest w dłuższej perspektywie tańszy niż ludzki opiekun.

Słaba interakcja człowiek-maszyna

Pomimo tego wszystkiego, jakość interakcji człowiek-maszyna jest obecnie ograniczona. Sprawdza się tam, gdzie słownictwo dziecka jest średnio rozwinięte. Sztuczna inteligencja nie jest jednak wystarczająca, aby zrozumieć kontekst bardziej złożonej rozmowy i udzielić sensownych, spontanicznych odpowiedzi. Informatycy, pedagodzy i językoznawcy nieustannie pracują nad stopniowym doskonaleniem rozumienia. Oczekuje się, że również w tym zakresie NAO będzie się szybko rozwijać. Jest on wykorzystywany w projektach badawczych dotyczących interakcji człowiek-maszyna i zbiera przy tym ogromne ilości danych. W grę wchodzą zasadnicze pytania: czym charakteryzują się ludzkie emocje? Jak można je rozpoznać za pomocą komputerów i jak komputery mogą uczyć się emocji?

Robot wspiera dzieci autystyczne

Na tym skupia się rozpoczęty w 2016 roku projekt unijny "DEENIGMA", w którym uczestniczy Katedra Systemów Złożonych i Inteligentnych Uniwersytetu w Passau. Celem jest wykorzystanie robotów do rozwijania wyobraźni społecznej dzieci autystycznych. "Chcemy pomóc dzieciom autystycznym, aby lepiej reagowały emocjonalnie i łatwiej integrowały się ze społeczeństwem. Dialog pomiędzy dzieckiem a robotem powinien być częścią procesu terapeutycznego, tak aby dzieci autystyczne nauczyły się prawidłowo oceniać zachowania społeczne" - mówi prof. dr Björn Schuller, kierownik zespołu z Passau.

Młodzi, obeznani z technologią pacjenci

Sesje prowadzone są pod kierunkiem terapeuty. Robot ZENO R25, który obecnie kosztuje około 5000 dolarów, a więc jest jednym z tańszych modeli, za pomocą odpowiedniego oprogramowania motywuje dziecko i przekazuje mu informację zwrotną, cały czas obserwując każdą emocję. We wstępnym badaniu większość autystycznych chłopców i dziewcząt w wieku od 5 do 12 lat na ogół bardzo dobrze dogadywała się ze swoim androidowym rozmówcą (komentarz: android to nazwa robota, który wygląda i zachowuje się jak człowiek). Wynika to między innymi z faktu, że z reguły młode, autystyczne dzieci mają zamiłowanie do technologii oraz z tego, że obcowanie z opartymi na regułach, przewidywalnymi systemami, takimi jak roboty, jest przez nie postrzegane jako znacznie mniej skomplikowane i zagrażające niż społeczne interakcje z ludźmi.

Rozpoznawanie emocji i generowanie emocji

Z drugiej strony, to, w jaki sposób roboty mogą dostosować się do dzieci autystycznych i sklasyfikować ich zachowanie, jest dla wielu na pierwszy rzut oka zagadką. "Zachowanie maszyn jest zazwyczaj materiałem demonstracyjnym. W naszym przypadku zebrane od dzieci typowo rozwiniętych i autystycznych. Potrzeba było wiele wstępnej pracy technicznej, aby diagnoza autyzmu opierała się na parametrach, ale teraz mamy zupełnie nowe metody oceny danych na bardzo dużą skalę", wyjaśnia prof. Schuller. "Obejmują one autystyczną mowę i przetwarzanie obrazów dla wzorców ruchowych i gestów. My podajemy wytyczne, a oprogramowanie do wykrywania monitoruje mimikę twarzy, gesty i cechy mowy, w tym częstotliwość podstawową i zmienność głosu. W ten sposób można rozpoznać emocje" - wyjaśnia Schuller.

Sceptycyzm co do kompetencji androidów

Niemiecka lekarka dr Christine Preißmann wątpi, że kompetencje androida pomogą dzieciom w tym projekcie na dłuższą metę. Jest ona autorką specjalizującą się w tematyce autyzmu i sama dotknięta zespołem Aspergera: "Zastosowanie sztucznej inteligencji ma sens na wielu płaszczyznach, ale to, czy może ona być wzbogaceniem rozwoju emocjonalnego, jest obecnie dyskusyjne. Każda osoba z autyzmem jest indywidualnością. Dlatego osoby autystyczne potrzebują ukierunkowanej opieki. Wątpię, by roboty mogły zapewnić tę indywidualność. Myślę, że kiedy osoby autystyczne uczą się na robotach, to ostatecznie ograniczają się do korzystania z robotów."

Zalew danych staje się wiedzą robotów

Ocena informacji, które mają być zebrane w ciągu trzech i pół roku trwania projektu "DE-ENIGMA", zapowiada w każdym razie milowy krok w technologii danych - nie tylko dla badań nad autyzmem, ale dla szerszej społeczności naukowej. Nigdy wcześniej nie było możliwe zebranie dokładnych informacji na temat zachowania, mimiki, intonacji, głośności i wzorców ruchów w tak skompresowany i specyficzny dla grupy docelowej sposób oraz w tak dużych ilościach.

Zjawisko Doliny Niesamowitości

Podczas gdy wielu ludzi na całym świecie entuzjastycznie podchodzi do dużych i małych androidowych pomocników, a gospodarka przewiduje astronomiczne wyniki sprzedaży w dziedzinie robotyki, coraz bardziej prawdopodobne staje się, że krzywa komercyjnej akceptacji w drodze do idealnego humanoida może się urwać. Mówimy tu o zjawisku Uncanny Valley ("niesamowita dolina"), które wyznacza psychologiczny brak akceptacji, gdy tylko robot osiągnie pewien poziom antropomorfizmu: wszystko, co jest bardzo podobne do człowieka, ale nie zachowuje się "dokładnie" jak człowiek, może bardzo łatwo stać się podejrzane.

Technologiczna osobliwość

Niemniej jednak wydaje się, że technologiczna osobliwość czeka nas na końcu drogi - w punkcie, w którym ludzie i maszyny zrównają się pod względem inteligencji, a maszyny będą się doskonalić i rozwijać. Na szczęście nie jest to takie proste ponieważ świat ludzkich uczuć będzie na początku niedostępny dla robotów. Aby uzyskać bliższe przybliżenie, przetwarzanie informacji musiałoby być przynajmniej sprzężone z fizjologią, jak to ma miejsce w przypadku człowieka, a to nie jest tylko kwestia technologii czujników. I dlatego nie możemy oczekiwać, że w najbliższej przyszłości maszyny prześcigną człowieka pod względem autentycznej inteligencji, nawet jeśli Siri uważa tak już dziś w sensie Kartezjusza: w odpowiedzi na pytanie: "Co sądzisz o sztucznej inteligencji?", Siri odpowiada: "Myślę, więc jestem". 

  1. Ten artykuł ukazał się w czasopiśmie dla klientów "trends in qualification" wydawanym przez Festo Didactic. Edycja 2.2016
  2. Zdjęcia: SoftBank Robotics / Vincent Desailly / Troy House Corbis
Przegląd