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论坛 数据科学与人工智能 人工智能 智能设备与机器人
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2022-03-29

时至今日,随着教育+人工智能的政策颁布并实行,教育型机器人的出现无疑给广大教育工作者带来了事半功倍的实质性帮助,从教育行业的用户视角的多样性和研究视角的多维性,导致出现了多元的教育机器人需求,反映了未来教育机器人功能设计的走向。从不同视角下的教育机器人需求分析结果,本研究从教育教学的角度出发,认为教育机器人的功能设计应关注以下要点:

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以自然语音辅助第二语言学习的功能。使用教育机器人辅助学习第二语言,既是小学生、中学生和大学生的共同需求,也是他们对教育机器人的核心需求之一。其中,学生用户在第二语言的阅读、口语对话、发音练习等方面对教育机器人的需求最大。因此,在设计教育机器人的功能时,需要加强语音识别、语义理解和自然语言对话等方面的研发,并提高其交互水平,使教育机器人能用地道、自然的外语语音、语调与学生进行口语对话、及时纠正学生的不正确发音。为实现较为理想的第二语言学习效果,还应配套建立适用于不同学段学生的语料库、资源库,确保教育机器人能用学生所熟知的用词进行交流互动。

作为机器人教育教具的功能。机器人教育是将教育机器人作为教具,通过特定的课程传授机器人的相关知识,使学生掌握机器人的搭建、结构、编程等内容,适用于小学、中学和大学这三个学段的学生。作为机器人教育的教具,教育机器人需具有灵活的组装与拆解特性,以及强大的编程功能。基于此,可从材质、结构件、外形、传感器、舵机等方面着手设计教育机器人的结构,使其易于搭建出更加多样的结构——此思路尤其适用于车型机器人的设计;而对于人形机器人来说,将其设计成可组接和拆分的多个独立模块是较为理想的选择。在编程功能的设计上,教育机器人除了要关注传感器的数据采集、舵机的可控性等技术要求,更要关注学生的年龄与认知发展特点,为学生提供操作更加灵活、界面更加友好的可视化编程工具,并引导学生聚焦于问题的解决。

与学生进行情感交流的功能。问卷调研结果显示,学生普遍乐于将人形机器人视为可信赖的朋友、伙伴,非常希望教育机器人成为自己的知心朋友,能与自己进行情感交流。而教育机器人的情感交流功能设计,至少需关注以下三个方面:要有更具吸引力的形态。不同的机器人形态会影响用户的使用体验和接受度,而机器人的形态受其外形、机构件和材质等因素的影响。要有强大的情境感知与情感识别能力。教育机器人需要随时识别用户的状态,感知用户与其所处环境的关系,才能顺畅地与用户进行交流。要有强大的交互能力。自然语言交互、基于手势的体感交互等能力,是未来教育机器人交互能力发展的趋势。

按教学规律实施教育服务的功能。随着教育机器人产品的丰富和更新迭代,人们对教育机器人的需求逐渐趋向理性化,未来的教育机器人不能只提供有问必答的服务,而要像教师一样熟谙教学规律,能根据教学内容与学生特点提供多元的教育服务。因此,教育机器人宜设计按教学规律实施教育服务的功能,并重点发展其教育服务智能,以提升教育机器人的教育适用性。而发展教育服务智能的途径主要有两个:一个是在教育机器人上堆叠更多类型的智能,但成本会大幅增加;另一个是对教育服务进行拆解,对教育机器人的角色和功能进行细化,发展提供专项服务的教育机器人,而不是各种服务功能均完备的教育机器人——从当前人工智能的发展水平看,后者更为可行。

综上所述,人们对教育机器人的需求十分多元,教育机器人的潜在应用价值巨大。伴随技术的进步,教育机器人可胜任伙伴、助理、顾问、教师等各种角色,可以承担更多真人的职责,而不只是具有一定智能的机器。因此,在功能设计上,除了继续提升机器人的一般智能,教育机器人还需按用户需求加强各种教育功能的设计,使其具备真正的教育服务智能,从而更好地服务于教育教学。


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