La creazione di un bambino virtuale
Justine Cassell programma dei pari virtuali per i bambini per aiutarli nell'apprendimento
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Lo sviluppo di nuove tecnologie è spesso seguito rapidamente da affermazioni su come rivoluzioneranno l'istruzione per le masse. Dopo la seconda guerra mondiale, proiettore di diapositive Hanno guadagnato popolarità nelle aule scolastiche e promesso di cambiare per sempre il modo in cui gli studenti imparano. Poi le videocassette, i laserdisc e i DVD sono diventati l'ultima e la più grande innovazione nella tecnologia educativa, almeno fino all'arrivo dei computer.
Sebbene ogni progresso porti avanti una macchina migliore e più veloce, molti esperti sostengono che le rivoluzioni educative che l'accompagnano non si siano verificate come previsto. Secondo Justine Cassell, il Preside associato per la strategia e l'impatto della tecnologia presso il Scuola di Scienze Informatiche at Carnegie Mellon UniversityL'aspetto dell'interazione sociale è stato uno degli anelli mancanti più importanti.
“Qual è il problema di queste rivoluzioni educative? Sono nuove tecnologie, ma si basano su modelli pedagogici estremamente vecchi, e direi superati”, ha affermato Cassell durante il suo intervento principale al Società per la ricerca sullo sviluppo infantileriunione tematica speciale, Tecnologia e media nello sviluppo infantile"Perché, come tutti sappiamo, non impariamo ricevendo conoscenze per elargizione. Impariamo confrontando una nostra convinzione con una convinzione alternativa, supportata da maggiori prove."
La sua ricerca ha dimostrato che le tipologie di interazioni sociali importanti per l'apprendimento, come ad esempio la narrazione o la discussione di argomenti, non devono necessariamente avvenire tra esseri umani. Per oltre vent'anni, Cassell ha creato esseri umani virtuali dotati di intelligenza conversazionale, sociale e narrativa, chiamati Agenti Conversazionali Incarnati (ECA). Sebbene gli ECA siano limitati a uno schermo, sono in grado di interagire con gli esseri umani utilizzando sia il linguaggio che il comportamento non verbale.
Come costruire un peer virtuale
Più recentemente, il suo lavoro si è concentrato sull'ECA come "pari virtuale" per i bambini, al fine di aiutarli nell'apprendimento. In questa applicazione, gli ECA possono collaborare con gli studenti o essere da loro seguiti per migliorare la loro comprensione di competenze e ambiti. L'obiettivo è che insegnare ai computer a pensare permetta ai bambini di approfondire autonomamente la materia. I pari virtuali si basano su un ampio studio di coetanei umani impegnati in attività collaborative, sia in classe che al di fuori di essa. Tale studio include l'analisi del linguaggio dei bambini, del loro comportamento non verbale e delle modalità con cui collaborano (o non collaborano) e apprendono (o non apprendono).
Per esempio, alex è un pari virtuale basato su un'analisi etnografica e sociolinguistica di bambini afroamericani di età compresa tra gli 8 e i 10 anni. In uno studio del 2013 studioCassell e i suoi colleghi hanno scoperto che i bambini che parlavano come lingua madre l'inglese vernacolare afroamericano (AAVE) ottenevano i risultati migliori in un compito scientifico quando il loro compagno virtuale utilizzava l'AAVE anziché il dialetto inglese standard.
“Non impariamo ricevendo la conoscenza per elargizione. Impariamo confrontando una nostra convinzione con una convinzione alternativa, supportata da maggiori prove.”
Più recentemente, uno studio longitudinale ha dimostrato che i progressi nel ragionamento scientifico in un periodo di cinque settimane erano più marcati per i bambini che interagivano con un coetaneo virtuale che parlava AAVE rispetto a quelli che interagivano con un coetaneo virtuale che parlava MAE. Inoltre, i bambini che hanno lavorato con il coetaneo che parlava AAVE avevano ideologie linguistiche più positive alla fine dello studio, ovvero non condividevano gli atteggiamenti negativi verso il proprio dialetto mostrati dai bambini che hanno lavorato con il coetaneo virtuale che parlava MAE.
Tali risultati mettono in discussione i presupposti culturali su cui si basa lo sviluppo di tecnologie educative e suggeriscono che un'esperienza di apprendimento più personalizzata renda i bambini più capaci di comprendere i concetti. Invece di presumere che tutti i bambini crescano in una famiglia in cui si parla il dialetto inglese standard, un software educativo che utilizzi il loro AAVE nativo in alcuni contesti potrebbe contribuire a migliorare l'apprendimento degli studenti afroamericani.
Cassell iniziò a creare esseri umani virtuali nel 1993. Dopo la laurea, come professoressa di linguistica, psicologia e francese alla Penn State University, faticava a modellare la relazione tra comportamento verbale e non verbale negli adulti e nei bambini. Cassell decise di cercare risposte presso il rinomato dipartimento di informatica dell'Università della Pennsylvania, dove si recò per un anno sabbatico. Partendo da zero, iniziò a costruire un essere umano virtuale.
Poi nel 2000, dopo essere passato a una posizione di docente presso l' MIT Media Lab, ha iniziato a costruire pari virtuali dopo aver letto una ricerca dello psicologo MArjorie Taylor sulla creazione da parte dei bambini di compagni immaginari.
"Sono rimasta profondamente colpita dalla sua ricerca che dimostrava come i bambini con compagni di gioco immaginari ottenessero risultati migliori in ogni tipo di compito astratto", ha affermato Cassell. "E in un certo senso, un coetaneo virtuale è un compagno di giochi immaginario a cui viene data una sorta di esistenza grafica sullo schermo."
"La creazione e l'utilizzo di pari virtuali possono preservare il valore dell'interazione sociale e del coinvolgimento nelle tecnologie educative, insegnandoci al contempo cosa ci rende umani."
Il primo passo nella creazione di un pari virtuale consiste nella meticolosa catalogazione e analisi delle interazioni, sia verbali che non verbali, tra bambini reali. La metodologia prevede l'osservazione delle interazioni tra bambini, la costruzione di modelli formali basati sui dati e il successivo utilizzo di tali modelli per sviluppare algoritmi che governino il pari virtuale. Successivamente, una volta realizzato un prototipo del pari virtuale, questo viene continuamente modificato e perfezionato man mano che i bambini reali interagiscono con il programma informatico.
"Analizziamo ogni video che abbiamo raccolto con una granularità di un trentesimo di secondo. Quindi osserviamo ogni spostamento dello sguardo, ogni sorriso, ogni cenno del capo. Osserviamo ogni cambiamento di postura e ogni movimento della mano", ha spiegato. "Analizziamo tutti i sostantivi che i bambini pronunciano, le strategie di conversazione e le loro funzioni. Il risultato è un modello multilivello e multimodale dell'interazione diadica tra pari."
Utilizzo di coetanei virtuali per aiutare i bambini con autismo
Uno degli interessi di Cassell è l'idea di rapporto. Il suo laboratorio prima sviluppato un teoria di come si costruisce, si mantiene e si distrugge il rapporto tra adolescenti, annotando le interazioni tra coppie di studenti delle scuole superiori durante compiti di tutoraggio tra pari. Uno studio del 2014 studio ha delineato un modello di gestione del rapporto, che includeva elementi di attenzione reciproca e coordinamento, mentre un altro carta Nello stesso anno è stata presentata un'architettura computazionale che consente agli agenti virtuali di migliorare, mantenere e distruggere il rapporto a lungo termine con i propri utenti.
Oltre alle competenze scientifiche e di alfabetizzazione, Cassell ha anche esplorato l'uso di coetanei virtuali per aiutare i bambini con autismo a esercitarsi nell'interazione sociale.
"Una delle cose che abbiamo scoperto quasi per caso è che i bambini con autismo ad alto funzionamento o sindrome di Asperger hanno maggiori probabilità di mostrare abilità sociali sofisticate interagendo con un coetaneo virtuale piuttosto che con un coetaneo reale", ha affermato.
Tuttavia, l'obiettivo di Cassell non è quello di relegare i bambini con autismo ad alto funzionamento o sindrome di Asperger a una vita in cui interagiscono solo con coetanei virtuali. Il suo progetto del 2008 studio Bambini con autismo sono stati coinvolti in un intervento narrativo collaborativo con un pari virtuale e un pari umano. Il discorso contingente e una migliore gestione dell'argomento si sono verificati con maggiore probabilità nel corso dell'interazione con un pari virtuale rispetto a un pari umano. studio Uno studio pubblicato nel 2015 dimostra che i bambini che simulano comportamenti sociali per un coetaneo virtuale e osservano l'interazione risultante con bambini reali mostrano un effetto di trasferimento, producendo successivamente un discorso più contingente con i loro coetanei umani.
In ogni caso, la speranza è che questa tecnologia spinga le capacità dei computer in classe ben oltre la mera lezione digitale passiva. Infatti, la creazione e l'utilizzo di compagni virtuali potrebbero preservare il valore dell'interazione sociale e del coinvolgimento nell'ambito della tecnologia educativa, insegnandoci al contempo cosa ci rende umani.
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