Ateities mokytojų asistentai – robotai humanoidai ir dirbtinis intelektas

Šiandien dauguma vis dar įsivaizduoja robotus kaip neintelektualias, gremėzdiškas mašinas, esančias kažkur gamyklose, kur žmogaus akys jų nemato. Tačiau situacija nuolat keičiasi. Robotika, kaip daugiadalykė sritis, dėl technologinės pažangos sparčiai tobulėja. Pingančios skaitmeninės kameros, integruoti elektronikos grandynai ir elektronikos elementai, spartesnis interneto ryšys, vis mažėjantys ir tobulėjantys jutikliai – visa tai lemia, kad robotai tampa mažesni, spartesni, pigesni ir protingesni.

Naujausi mokslo ir technologijų pasiekimai dirbtinio intelekto srityje leido robotams geriau pažinti juos supančią aplinką, greičiau ir efektyviau priimti sprendimus naudojantis dirbtiniu intelektu. Dėl technologijų robotai žingsnis po žingsnio palieka gamyklų zonas ir veržiasi į mūsų visų kasdienį gyvenimą. Jau ir šiandien galime pamatyti daugybę bandymų įdarbinti robotus aptarnavimo sektoriuje: kavinėse, prekybos centruose, bankuose, medicinos įstaigose ir kitur.

Modernus mokymosi scenarijus

Panašu, kad dabar yra tinkamas laikas spartesnei robotizacijai. Dėl globalios pandemijos daugelis įmonių patiria milžinišką darbuotojų trūkumą. Jau ir dabar kai kuriose įmonėse robotai yra nepakeičiami pagalbininkai sandėliuose, pakuojant ir pristatant prekes. Robotus siekiama apmokyti dirbti kurjeriais ir pristatyti prekes įprastiniais būdais. Tą jau daro robotai artimoje Lietuvos kaimynystėje – Estijoje.

Jau bandome šiuos pagalbininkus pasitelkti ir švietimo srityje. „Jeigu šiandien mokysime moksleivius taip, kaip mokėme juos vakar, iš jų pavogsime rytojų“, – sakė amerikietis Johnas Dewey dar 1944-aisiais. Šiandieninis modernus mokymosi scenarijus galėtų atrodytų taip: Rasa mokosi informatikos kartu su savo asmeniniu robotu Ozobot. Kartu su Ozobot ji keliauja mokyklos koridoriais ir taip bežaisdama išmoksta programavimo pagrindų. Ozobot yra robotukas, sukurtas pagelbėti moksleiviams mokytis įvairių dalykų: nuo matematikos iki menų. Tuo tarpu Jonas eina į lietuvių kalbos pamokas ir mokosi sąveikauti su robotu Pepper, kuris yra humanoidas ir labai primena žmogų: jis turi dvi rankas, veidą, žmogaus figūrą ir visas yra sukurtas taip, kad atrodytų kaip mielas ir draugiškas žmogus. Pepper Jonui dėsto Antano Smetonos laikų Lietuvos istoriją. Jis kalba be jokio akcento ir pakartoja tas vietas, kurių Jonas nesuprato. Pats robotas gali mokyti ir daugiau dalykų, kalbėti daugiau kaip 27 kalbomis, geba atpažinti Jono nuotaiką ir emocijas, be to, tuo pat metu gali dirbti ir su kitais moksleiviais.

Robotas Telenoid (socialinis robotas, skirtas bendrauti), Hiroshi Ishiguro laboratorija, Japonija

Vienas naujausių mokymo ir mokymosi technologijų pasiekimų yra robotų integravimas į švietimo įstaigas. Jau dabar nemažai mokyklų pasaulyje (pvz., Japonijoje, Amerikoje, Korėjoje, Vokietijoje, Prancūzijoje) atlieka įvairiausius bandymus integruodamos robotus į mokymo procesus. Mokymo įstaigų misija yra teikti moksleiviams naujų žinių ir kelti jų kompetencijas vis labiau skaitmenėjančiame pasaulyje. Todėl robotika bus viena iš varomųjų pažangos jėgų ir jos reikšmė kasdieniame gyvenime taps vis didesnė. Dėl šios priežasties svarbu moksleivius ruošti ir mokyti, kaip gyventi šiandienos ir ateities aplinkoje su robotais. Be to, jau dabar pasirodo mokslinių straipsnių, kuriuose pristatomi robotikos mokymo privalumai – įvairiausio amžiaus moksleiviai, besimokantys kartu su robotais, įsitraukia ir susidomi techniniais dalykais, kurie jų nedomino iki tol. Robotai gali padėti sukurti tokią mokymosi aplinką, kurioje moksleiviai yra įsitraukę ir susidomėję naudojamomis robotikos technologijomis.

Moksleivis gali kontroliuoti mokymosi tempą

Pastarojo meto pažanga nuotolinio mokymosi srityje leidžia moksleiviams mokytis savarankiškiau. Užuot mokęsi tik klasėje su mokytoju, vis daugiau moksleivių gali mokytis nuotoliniu būdu skaitmeninėje erdvėje. Mokydamiesi savarankiškiau patys moksleiviai gali kontroliuoti mokymosi intensyvumą ir tempą.

Tačiau nuotoliniu būdu besimokantiems vaikams dažnai trūksta motyvacijos, sąveikos su kitais žmonėmis, jie jaučiasi izoliuoti. Tokio savarankiško nuotolinio mokymosi sėkmės ar dalyko užbaigimo tikimybė gali būti labai maža, kartais siekia vos 5 proc.

Šias problemas jau netolimoje ateityje galėtų padėti išspręsti edukaciniai robotai. Robotika turi milžinišką potencialą pakeisti švietimo sritį ir daryti įtaką moksleivių mokymosi procesui. Kai kuriose šalyse edukaciniai robotai padeda mokytojams mokyti programavimo, dirbti naudojantis robotais ir kartu su jais, įkvėpti ir motyvuoti moksleivius, mokyti spręsti iškilusias problemas ir paskatinti savarankišką mokymąsi. Edukaciniai robotai jau dabar tam tikrą pamokos ar paskaitos dalį gali perimti iš mokytojų, o tai suteikia mokytojams daugiau laisvės, jie turi daugiau galimybių konsultuoti moksleivius individualiai ar duoti asmeninių patarimų sprendžiant uždavinius. Toks robotų pritaikymas, kai žmonės nėra pakeičiami robotais, bet robotai tampa naujaisiais žmonių asistentais, yra būtina ir neišvengiama visuomenės skaitmenizavimo dalis. Nors mokytojo ir roboto vaidmenys mokymo procese pasikeis, mokytojai bus reikalingi ir ateityje.

Pirmasis socialinis robotas sukurtas prieš 14 metų

Edukaciniai robotai – tai visi robotai, kurie gali būti naudojami mokymosi procese. Atsižvelgiant į sąveiką su žmonėmis, jie skirstomi į įrankius ir socialinius agentus. Robotai įrankiai yra skirti mokyti moksleivius techninių ir programavimo dalykų. Šiai robotų kategorijai priskiriami ir plačiausiai pritaikomi LEGO robotai arba „Microbit“ robotai. Yra keletas ir sudėtingesnių robotų platformų, kurios techninėmis galimybėmis lenkia LEGO robotus. Tokios yra „Arduino“ arba „Raspberry Pi“ pagrindu kuriamų robotų platformos. Šios platformos yra skirtos mokyti moksleivius robotikos ir programavimo, nors gali būti naudojamos ir mokant kitų dalykų.

Socialiniams agentams priskiriami robotai, kurie mokymosi procese yra bendradarbiai. Jie pagelbėja sąveikaudami socialiai – verbaliai ir neverbaliai – ir gali būti panaudojami mokant kelių dalykų vienu metu. Tokie robotai yra „SoftBank Robotics“ robotas NAO V6 arba profesoriaus Hiroshi Ishiguro robotai Geminoid.

„SoftBank Robotics“ robotas Pepper, dirbantis „Pegaso“ knygyne Vilniuje

Apie 2008 m. „Aldebaran Robotics“ (dabar „SoftBank Robotics“) sukūrė pirmą visiškai integruotą robotą humanoidą NAO. Nuo to laiko robotai daugiau nebėra tik detalių, blokelių ir jutiklių rinkiniai, bet iškart funkcionuojantys visiškai surinkti ir darbui paruošti robotai. Labai greitai tai tapo mokslininkų standartine platforma naudojant robotus švietimo srityje. Nors NAO pritaikytas mokyti robotikos, jis labai sėkmingai gali vaikus mokyti ir, pavyzdžiui, užsienio kalbos. Apie 2014-uosius buvo išleistas patobulintas NAO pagrindu sukurtas robotas Pepper. Jis gali atpažinti žmogaus emocijas, turi integruotą planšetę ir gali sąveikauti su keletu žmonių tuo pačiu metu.

Socialiniai robotai – kantrūs dėstytojai

Socialiniai robotai galėtų būti efektyviai pritaikomi ir dėstymui. Tai būtų naudingiausiai, bet ir sudėtingiausiai švietimo srityje pritaikomi socialiniai robotai. Robotas dėstytojas gali skirti individualų dėmesį studentui ir imituoti dėstytojo funkcijas. Jis gali padėti besimokantiems, kurie atsilieka nuo grupės, arba netgi duoti sudėtingesnes užduotis ypač gabiems vaikams, kad netrikdytų visos klasės ar kurso mokymosi tempo. Robotai pasižymi begaline kantrybe ir niekada nekritikuoja mokinio ar studento, o tai galėtų padėti jam nejausti nerimo ir baimės klaidingai atsakyti į užduodamus klausimus.

Robotas dėstytojas gali prisitaikyti prie besimokančiojo, jų sąveika gali tęstis ir už klasės ribų. Taigi robotas gali tapti ne tik moksleivio mokytoju, bet ir draugu, o tai gali pagerinti jo mokymosi rezultatus. Tačiau nėra taip lengva socialinius robotus plačiai pritaikyti dėstytojų ar mokytojų darbui atlikti. Pagrindinės problemos yra privatumo įstatymai, negalėjimas užtikrinti klasės drausmės ir technologiniai trūkumai.

Robotas HIL-4 (socialinis robotas, pritaikytas dėstyti), Hiroshi Ishiguro laboratorija, Japonija

Sukurti labai gerą robotą dėstytoją yra ypač sudėtinga. Daugelis mokslininkų tyrimų patvirtino hipotezę, kad robotą sukūrus kuo panašesnį į žmogų – jam suteikus žmogui būdingą elgseną ir išvaizdą – besimokančiojo rezultatai nebūtinai pagerėja, o žmogiškas elgesys klasėje gali netgi trukdyti robotui dirbti savo darbą. Socialinė elgsena turi būti pasitelkiama saikingai ir tik tada, kai tai padeda atlikti roboto mokymo funkcijas. Pavyzdžiui, gestai ir kalba gali būti labai efektyvūs socialiniai ženklai, tačiau panaudoti netinkamu laiku išblaško klausytoją arba gali netgi perteikti skirtingą žinią.

Kas paprasta žmogui – robotui sudėtinga

Nors daug vilčių yra dedama į galimybes socialinius robotus pritaikyti švietimo srityje, mes vis dar esame labai ankstyvoje stadijoje. Dabartinė technologinė pažanga nėra pakankama, kad robotas galėtų patenkinamai dirbti pakeisdamas mokytoją klasėje. Netgi esant proveržiui dirbtinio intelekto srityje, šiuolaikiniams kompiuteriams ir robotams vis tobulėjant ir geriau atpažįstant kalbą, žmonių emocijas, priimant vis geresnius sprendimus ir tobulėjant kitose srityse, kurios reikalingos socialiniams robotams veikti autonomiškai, robotai ir kompiuteriai vis dar negali susidoroti su užduotimis, kurias žmonės puikiausiai geba atlikti. Moraveko paradoksas vis dar galioja ir šiandien: bet kas, kas atrodo sudėtinga atlikti žmonėms, yra lengva atlikti mašinai ir bet kas, kas atrodo sudėtinga mašinai, yra labai paprasta atlikti žmogui. Galima sukonstruoti robotus, kurie žais šachmatais daug geriau nei patys geriausi pasaulio šachmatininkai, tačiau iki šiol neįmanoma sukonstruoti roboto, kuris suprastų sakinius geriau nei dvejų metų vaikas.

Robotas Erica (socialinis robotas, viena iš funkcijų – dėstyti), Hiroshi Ishiguro laboratorija, Japonija

Nėra įprasta įsivaizduoti, kad robotai kada nors galės pakeisti mokytojus, tačiau to ir nesiekiama. Mokytojai dažnai gali išmokyti daug daugiau nei robotas. Robotas gali išdėstyti siaurą temą, perimti tam tikrus techninius veiksmus ir įvertinti moksleivių gebėjimus, tačiau jis yra bejėgis susivokti, kas vyksta aplink jį. Be to, robotas negali reaguoti į įvairus socialinius iššūkius, tokius kaip muštynės, patyčios ar įtampa tarp moksleivių. Mokytojai išmano šiuos dalykus ir, skirtingai nuo robotų, gali reaguoti į įvairius socialinius scenarijus klasėje. Šiuo metu robotai mokymo procese negali pasiūlyti to, ką gali pasiūlyti mokytojas.

Straipsnyje panaudotos autoriaus nuotraukos.