Pesquisadores do CHILI Lab (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) na Suíça e do GAIPS Lab (Universidade de Lisboa) em Portugal desenvolveram recentemente um sistema autônomo projetado para ajudar as crianças a melhorar suas habilidades de escrita. O sistema que eles criaram, apresentado em um artigo publicado na Springer's International Journal of Social Robotics , envolve o uso de um robô social em sessões de aprendizagem individuais com crianças.

Para algumas crianças, a caligrafia pode ser uma habilidade difícil de adquirir, no entanto, é um trampolim fundamental em seu caminho acadêmico. Na verdade, uma caligrafia pobre pode afetar negativamente o desempenho acadêmico de uma criança, autoestima e motivação para aprender.

Para dominar a escrita à mão, uma criança precisa aprender a coordenar cognitiva, habilidades motoras e perceptivas, assim, ele / ela também pode exigir uma quantidade considerável de prática. É por isso que as crianças que consideram a escrita à mão particularmente desafiador geralmente recebem apoio extra de seus professores durante as sessões individuais.

"Como a aquisição de habilidades de caligrafia é uma tarefa física e muitas vezes requer assistência física e interação, tecnologias contemporâneas, como robôs sociais, podem ser usadas como uma ferramenta para complementar os métodos de intervenção de escrita à mão existentes para crianças, "Shruti Chandra, um dos pesquisadores que realizou o estudo recente, disse TechXplore. "Com esta visão em mente, nossa pesquisa tem como objetivo explorar como um robô social pode ajudar crianças autonomamente na aquisição da caligrafia com uma abordagem onde as crianças são os professores que ajudam o robô a melhorar sua caligrafia. "

O estudo recente realizado pelos pesquisadores do GAIPS Lab faz parte de um projeto mais amplo denominado CoWriter. O objetivo central do projeto CoWriter é construir um parceiro robótico para o qual as crianças possam ensinar caligrafia.

A ideia geral por trás disso é que ensinar um robô a escrever à mão pode ajudar as crianças a melhorar sua própria habilidade de escrever; um paradigma conhecido como aprendizado por ensino. Estudos anteriores sugerem que as práticas de aprendizagem por ensino podem ser muito eficazes na educação, pois permitem que as crianças reflitam sobre seus próprios erros e melhorem, em última análise, melhorando suas habilidades acadêmicas, motivação e auto-estima.

“Desenvolvemos um sistema educacional autônomo incorporando um robô humanóide social (Nao da SoftRobotics) que fornece um cenário para as crianças melhorarem suas habilidades de escrita, Chandra explicou. "O sistema atual baseia-se no paradigma de aprendizagem por ensino com o objetivo de responder a uma pergunta:como as capacidades de aprendizagem de um aluno tutorado impactariam a aprendizagem de um tutor?"

Chandra e seus colegas criaram um cenário individual que envolve uma interação entre uma criança e um robô social, em que a criança assume o papel de professor ou tutor, avaliando as habilidades de caligrafia do robô. Este cenário de aprendizagem é projetado para melhorar as habilidades de caligrafia das crianças, pedindo-lhes para serem tutoras de outra pessoa. O sistema de aprendizagem proposto pelos pesquisadores é totalmente autônomo, portanto, não requer nenhum trabalho adicional ou supervisão durante a interação criança-robô.

“A interação começa quando o robô pede ajuda da criança para corrigir o formato de algumas letras, "Chandra disse." Primeiro, o robô escreve uma letra deformada na tela e pede à criança que a corrija na tela do computador. A criança realiza a correção alterando o formato da letra por meio de um controle deslizante e também faz demonstrações da letra na tela. "

Durante a sessão de tutoria criança-robô, o robô comete alguns dos erros de caligrafia mais comuns observados em crianças de 4 a 8 anos, associado com proporção, quebras e alinhamento. Isso permite que a criança que está ensinando o robô reflita sobre alguns de seus próprios erros enquanto corrige os erros cometidos pelo robô.

Para avaliar a eficácia do sistema de ensino que desenvolveram, Chandra e os seus colegas realizaram dois estudos longitudinais em escolas primárias portuguesas, cada uma envolvendo quatro sessões de tutoria individual para crianças robô. Eles avaliaram as habilidades de caligrafia de cada criança participante e sua percepção do robô social antes e depois de cada sessão.

As crianças foram atribuídas a uma das três condições de aprendizagem:aprendizagem contínua, não aprendizagem ou aprendizagem personalizada. Isso permitiu aos pesquisadores comparar efetivamente os efeitos de cada uma dessas condições de aprendizagem na aprendizagem das crianças e nas percepções do robô.

"Na condição de aprendizado contínuo, o robô aprende continuamente, dentro e entre as sessões, "Chandra disse." No entanto, na condição de não aprendizagem, o robô não aprende e mostra continuamente um desempenho ruim. Finalmente, na condição de aprendizagem personalizada, o robô adota o desempenho da criança ao longo das sessões, o que significa que se uma criança tem um bom desempenho, o robô teria um desempenho melhor ou vice-versa. "

Antes do início de cada sessão de tutoria, as crianças foram solicitadas a preencher um pré-teste avaliando suas habilidades de caligrafia. Subseqüentemente, eles realizaram a atividade de escrita colaborativa, em que cada criança foi solicitada a ensinar o robô a escrever à mão. Finalmente, no final da tarefa, os pesquisadores perguntaram às crianças sobre suas percepções sobre a interação com o robô.

"Após as quatro sessões com o robô (uma vez por semana), os participantes realizaram um pós-teste idêntico ao pré-teste para avaliar o efeito das quatro sessões nas habilidades de caligrafia do participante, "Chandra disse." Em seguida, comparamos as pontuações pré e pós-teste das crianças para avaliar seus ganhos de aprendizagem dentro e entre as condições. De forma similar, as percepções das crianças foram analisadas e comparadas entre e dentro das condições. "

Os pesquisadores analisaram os dados que coletaram e descobriram que as habilidades de escrita das crianças nas condições de aprendizagem personalizada e aprendizagem contínua melhoraram substancialmente após as sessões de tutoria. Por outro lado, a caligrafia das crianças na condição de não aprendizagem não melhorou significativamente. Em outras palavras, ensinar um robô com alguma competência de caligrafia pareceu ajudar as crianças a melhorar suas próprias habilidades, muito mais do que ensinar um robô sem nenhuma competência.

"Também descobrimos que as percepções das crianças em relação a algumas das capacidades de aprendizagem do robô, como habilidade de escrita e desempenho geral, mudou com o tempo, "Chandra disse." Depois da última interação, mais de 92% das crianças no primeiro estudo e todas as crianças no segundo estudo não apenas se classificaram como bons professores, mas também gostaram de dar aulas particulares ao robô e queriam ensiná-lo no futuro. "

Além de aprimorar as habilidades de caligrafia das crianças, a abordagem de aprendizagem desenvolvida pelos pesquisadores também pareceu fortalecer a confiança das crianças em suas habilidades. Interessantemente, a competência do robô não afetou o quão confiantes em suas habilidades as crianças se sentiram após o exercício, já que eles normalmente se consideravam professores competentes, independentemente de o robô ter melhorado ou não.

"Em geral, descobrimos que as crianças aceitaram bem o sistema em ambos os estudos por alguns motivos, "Chandra disse." Em primeiro lugar, conseguimos realizar dois estudos multissessão com sucesso em duas escolas diferentes em Lisboa, Portugal e as crianças se envolveram com o robô ao longo de quatro a seis semanas. Em segundo lugar, descobrimos que a maioria das crianças queria ensinar o robô no futuro. "

No futuro, o sistema educacional autônomo desenvolvido por Chandra e seus colegas poderia ser usado para ensinar às crianças habilidades de caligrafia de uma forma envolvente e inovadora. Além disso, os resultados das avaliações iniciais nas escolas sugerem que isso poderia ajudar a aumentar a caligrafia das crianças e sua confiança em suas habilidades.

Os pesquisadores agora estão conduzindo outro estudo para o projeto CoWriter que investiga o uso de um sistema semelhante para ensinar crianças com problemas graves de caligrafia. Nesse caso, as crianças participarão de sessões com a terapeuta e o robô social Nao.

"Nestes outros estudos, um terapeuta está presente para facilitar a criança em relação às dúvidas relacionadas à tarefa e à interação com o robô social, ao longo de vários meses em hospitais localizados em Lausanne, Suíça, e Paris, França, "Chandra disse." Estamos planejando continuar fazendo esses estudos com robôs, pois essas crianças precisam de várias sessões para melhorar. Nosso grupo no Laboratório CHILI também desenvolveu recentemente um aplicativo chamado Tegami para fazer diagnósticos de disgrafia granular em crianças, para que possam receber tratamento personalizado para aprender a escrever. "

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