Социальный робот увеличит интерактивность дистанционных форматов обучения

Массовая апробация дистанционного формата обучения как школьников, так и студентов, которая произошла весной 2020 года в связи с пандемией коронавирусной инфекции, наглядно продемонстрировала недостаточную интерактивность электронных образовательных ресурсов (ЭОР). По мнению разработчиков ТУСУРа, одним из способов исправить это упущение может стать интеграция ЭОР и роботов.

«Результаты исследований говорят о том, что один из главных недостатков онлайн-формата образования – нехватка общения. Заниматься один на один с компьютером психологически тяжело, особенно ребёнку в младшей школе. Все родители это видели весной 2020 года. Мы предлагаем «оживить» электронный образовательный ресурс, дополнив его роботом. Робот в отличие от компьютера может имитировать общение, обладая большим количеством каналов взаимодействия с человеком. Это позволит повысить интерактивность электронных образовательных ресурсов и увеличит вовлечённость детей в процесс онлайн обучения», – рассказывает об идее разработки Евгений Шандаров, заведующий лабораторией робототехники и искусственного интеллекта ТУСУРа.

Предполагается, что в этом случае социальный робот располагается непосредственно рядом с компьютером, на котором запущено приложение ЭОР, и связан с ним через локальную сеть.

Основная платформа для современных ЭОР – интерактивные веб-приложения, загружаемые на компьютер учащегося с облачных сервисов. Социальный робот в свою очередь – машина, предназначенная для взаимодействия робот – человек. В процессе совместной работы робот может озвучивать текстовые строки из веб-приложения, выступать аниматором действий по его указанию, обрабатывать голосовые команды от пользователя и выполнять другие действия. Важно, что разработчики ЭОР сами смогут решить, на каких этапах обучения подключать робота.

В настоящее время разработчики ТУСУРа работают над усовершенствованием программно-аппаратного комплекса, реализующего взаимодействие ЭОР – робот для включения его в процесс обучения. Главное требование – нахождение ПК и робота в одной сети, поддерживающей протокол TCP/IP и в едином адресном пространстве IP. На роботе должен быть запущен сервис веб-сервера с поддержкой протоколов HTTP/HTTPS. В этом случае робот является ведомым, а веб-приложение ЭОР – ведущим в связке. Поскольку интерфейс взаимодействия с роботом обеспечивается через протокол HTTP поверх интернет-соединения, вызвать функции робота можно, например, из веб-страницы. Для этого сотрудниками лаборатории робототехники ТУСУРа был разработан протокол сетевого взаимодействия ЭОР – робот, спецификация которого включает в себя команды, передаваемые поверх протокола HTTP. Таким образом, разработчики ЭОР могут внедрить поддержку этого протокола в свои разработки через функции языка JavaScript.

В качестве робота можно использовать практически любую доступную сегодня на рынке платформу социального робота, оснащённую Wi-Fi, голосовым синтезатором, световыми индикаторами и возможностью совершать движения.

Апробация разработанного программно-аппаратного комплекса производилась в рамках российского национального этапа международного чемпионата по робототехнике RoboCup Russia Open 2019, в нескольких школах Томска и Томского района, а также на международных выставках и форумах в Москве и в Шанхае, в том числе результаты работы были представлены на онлайн-конференции в Шанхае в сентябре 2020 года.

Отмечается, что разработка ТУСУРа может применяться не только в дистанционном образовании, но и в офлайн-формате для снижения рутинной нагрузки на педагогов.

«Разработанные сценарии взаимодействия робота и ребёнка тестировались в ходе массовых детских мероприятий, а также в школах, на уроках воспитанников младшего звена. Опыт показывает, что добавление робота в образовательный процесс помогает существенно увеличить интерес к изучаемой дисциплине, разнообразить уроки и снизить нагрузку на учителя, что в целом позволяет судить об эффективности интеграции робота в образовательный процесс», – уверен Евгений Шандаров.