Роботы-учителя — какие у них перспективы и какой от них толк на самом деле?

Определимся с терминологией: кто такие роботы

Не стоит путать роботов с компьютерными программами. Например, искусственный интеллект сам по себе — ещё не робот. Умных голосовых ботов, которые отвечают на сервисные звонки человеческим голосом и сами занимаются холодными обзвонами, тоже называют роботами, но по сути это не совсем верно.

Роботы имеют материальную оболочку и физически взаимодействуют с окружающим миром, выполняя в нём определённые задачи. Международный стандарт ISO 8373:2012 «Роботы и роботизированные устройства» определяет робота как приводной механизм, программируемый по двум и более осям, который имеет некоторую степень автономности, движется внутри своей рабочей среды и выполняет предназначенные ему задачи.

В образовании даже цифровых помощников с простейшими социальными функциями (то есть тех, которые общаются с учащимися), имеет смысл делать «физическими», а не виртуальными, просто потому, что тогда взаимодействовать с ними интереснее. Учёные, проводившие эксперимент с нидерландскими пятиклашками, подтвердили, что роботы привлекают куда больше внимания детей, чем виртуальные помощники.

И это касается не только детей. Например, в Университете Санкт-Галлена в Швейцарии есть робот Лекси — это, по большому счёту, обычный чат-бот, который выполняет простые задачи. Например, Лекси можно попросить поискать что-нибудь в интернете. Конечно, это способен сделать и голосовой помощник в смартфоне, но у «физического» робота спрашивать интереснее. Такие машины внешне не всегда похожи на людей. Они могут выглядеть, например, как снеговики или мягкие игрушки.

Исследователи выделяют три качества социальных роботов, отличающих их от виртуальных агентов:

• Они могут быть использованы для обучения, которое требует взаимодействия с физическим миром.
• Они способны демонстрировать социальное поведение, необходимое в обучении.
• Обычно люди учатся при взаимодействии с физически воплощёнными роботами лучше, чем с помощью виртуальных агентов.

Зачем нам роботы, если есть люди?

Если коротко — они могут выполнять некоторые задачи куда лучше людей.

В научной литературе выделяют несколько основных преимуществ роботов для целей обучения. Перечислим их.

1. Бесконечное повторение

Роботы могут до бесконечности повторять одно и то же, и это не будет их утомлять. Человек, даже самый эмпатичный, довольно быстро устаёт объяснять что-то, а робот — нет.

В одной из финских школ начал работать робот-помощник Элиас. Его используют на занятиях по иностранным языкам: робот распознаёт уровень знаний ученика и в соответствии с ним адаптирует задания.

2. Дружелюбное общение

Если робота запрограммировали, «характер» у него не испортится. У машин не бывает плохого настроения, раздражения, недовольства, эмоционального выгорания. Это особенно важно, если помогать предстоит детям, которым учёба даётся с трудом.

3. Вовлечение

Трудно уснуть на уроке и улететь мыслями далеко-далеко, если ваше внимание приковано к интересной «штуковине», с которой можно общаться прямо как в фантастическом фильме. Учёные из Университета Линкольна обнаружили, что детей может мотивировать присутствие роботов в классе — потому что это для них интересная и необычная новинка. Правда, в первые дни эксперимента школьники отвлекались от процесса учёбы на самого робота, но они быстро к нему привыкли.

4. Разгрузка учителей

Учёные из Плимутского университета выяснили, что роботу потребуется всего три часа, чтобы выучить педагогические техники и помогать учителю поддерживать образовательный процесс.

Тони Белпэм, профессор Школы инженерии, вычислительной техники и математики Плимутского университета в Англии, считает, что социальные роботы могут стать такой же неотъемлемой частью образовательной инфраструктуры, как бумага, доска или планшет. «Роботы могут высвободить бесценное время для педагогов, дать им возможность сфокусироваться на том, что люди до сих пор умеют лучше всего, — обеспечивать всеобъемлющий, эмпатический и полезный образовательный опыт», — сказал он.

Какими бывают роботы

Социальных роботов в образовании, в зависимости от их функций, можно разделить на четыре типа.

1. Учебное пособие

Самый простой вариант — робот в классе находится для того, чтобы можно было практиковать на нём свои знания и умения. В качестве примера можно привести робота Тимео из Швейцарии: дети обучаются программированию прямо на нём и могут сразу же увидеть результаты. Такие роботы не обязательно похожи на людей или игрушки, поскольку нужны исключительно для технического сопровождения. Тимео, например, выглядит как небольшая белая коробка, которая при этом может двигаться. Дети не коммуницируют с ним как с подобным себе существом, а дают ему конкретные задачи.

2. Ассистент учителя

Такие роботы могут зачитывать лекции, содержание которых загружено настоящими педагогами или методистами, проверять знания учеников с помощью тестов и следить за их успехами. Например, профессор Юрген Хандке из Марбургского университета в Германии использовал на лекциях по лингвистике робота-помощницу Юки. Она давала студентам задание и следила за временем его выполнения. Это давало преподавателю возможность общаться с отдельными учениками, помогать им и направлять.

Правда, мнения студентов о пользе Юки разошлись: кого-то присутствие робота мотивировало учиться, а кто-то считал, что хватило бы программы на компьютере — в физическом присутствии робота необходимости нет. Саму Юки тоже приходилось учить, да ещё и таскать её с собой на тележке. Выполнять она могла только простые задачи, а «ходить» самостоятельно не умела.

3. Тьютор

Задача робота-тьютора — помочь вовлечь ученика в процесс учёбы и подбодрить его. Это особенно полезно при индивидуальном обучении.

Учёные давно работают над устройствами, которые помогали бы детям с психическими и физическими особенностями развития. Да и обычным детям, которые не справляются с учёбой, такой робот был бы полезен, ведь у машины в прямом смысле нечеловеческое терпение: спокойная реакция на ошибки и способность до бесконечности повторять материал. Для особенно дружелюбных ассоциаций роботов-тьюторов обычно делают похожими на игрушки. Кстати, первого такого робота выпустили в Японии ещё в 2000 году, назывался он IROBI.

4. Компаньон

В чём разница между роботом-тьютором и роботом-компаньоном? Исследователь Пол Бакстер из Университета Линкольна (Великобритания) проводит такую дифференциацию: ожидается, что робот-тьютор не может допустить ошибки, а вот для компаньона это позволительно. Это такой «цифровой одноклассник», «соученик», на чьих ошибках настоящие ученики могут сделать выводы.

Бакстер считает, что роль соученика для робота предпочтительна. Для своего исследования он выбрал как раз роботов-соучеников, которые называются NAO. Делают их во Франции, а применяют по всему миру.

Например, на этом видео (на английском языке) можно увидеть, как робота используют на уроках в США.

Бакстер опубликовал результаты исследования в статье «Роботы-соученики в ситуативном исследовании в начальной школе: персонализация продвигает детское обучение».

Суть исследования заключалась в следующем. Два класса, в которых учились дети 7–8 лет, укомплектовали роботами: один был социализирован, то есть проявлял инициативу в общении с ребятами, старался учитывать особенности и характер каждого из них, активно двигался, а второй — просто стоял в классе и выполнял то, что ему скажут.

Роботы-компаньоны бывают полезны и в домашнем обучении. Например, симпатичный робот Minnie помогал развивать в школьниках любовь к литературе и читал с ними книги. Исследователи из США выяснили, что вместе с роботом детям было куда веселее заниматься, а больше половины юных участников экспериментальной группы сказали, что робот мотивировал их читать больше.

Так ли роботы безопасны?

В статье «Гуманоидные роботы как учителя и предлагаемый кодекс их использования» исследователи из Даремского университета (Великобритания) Дуглас и Линн Ньютон выделяют три зоны рисков, которые может повлечь применение роботов в образовании.

1. Данные о людях

Чтобы роботы, равно как и любые другие компьютерные программы, могли давать обратную связь ученикам или, например, принимать и анализировать их ответы, им надо проанализировать данные об этих учениках. В теории через некоторое время роботы смогут создавать полноценные профайлы своих «человеческих подопечных», накапливая данные о каждом из них. Эта информация должна где-то храниться и быть защищённой от доступа третьих лиц. Учитель-человек, конечно, тоже много что знает про своих учеников, но ему в голову не проникнешь, а вот учителя-робота можно взломать.

Вот ещё проблемный вопрос, который пока остаётся без ответа: что, если робот неправильно оценит такие данные? Кто будет отвечать за последствия — его производитель, учитель или школа?

2. Культурные особенности

Не каждый робот ведёт себя «прямо как человек», но робот всегда отражает ценности своих разработчиков. А ценности могут различаться в зависимости от менталитета, культуры и много чего ещё. Авторы статьи считают, что полностью «обезличить» робота практически невозможно, и даже самые невинные проявления одной культуры могут считаться неприемлемыми в другой. В качестве примера приводят Китай: там допускается обнять учителя в знак признательности или благодарности, но в некоторых странах это может быть совсем иначе воспринято.

3. Поведение и коммуникация

Как бы далеко ни зашла техника, но роботы общаются пока не точно так же, как люди. При этом, по данным исследования из Австралии, дети, общавшиеся с роботом, начали частично воспроизводить манеру его общения. В другом исследовании, которое упоминают Дуглас и Линн Ньютон, оказалось, что дети воспринимали робота как человека — они хотели сделать его другом и даже готовы были доверять ему свои секреты.

В некоторых случаях — например, для помощи детям с расстройствами аутического спектра — даже полезно то, что роботы не проявляют ярких эмоций. Но постоянное общение нормотипичных детей с роботами потенциально может привести к проблемам, опасаются авторы статьи.

А в российских школах роботы уже есть?

В 2015 году Томский политехнический университет объявил о создании робота-учителя. Его сделали студенты вуза. Утверждалось, что робота можно использовать для подготовки по математике, физике, химии и информатике. Управлять им можно было с помощью смартфона: преподаватель-человек задавал тему урока, а робот пересказывал учащимся теорию, проверял их знания с помощью тестов, давал практическое задание и даже иногда выступал объектом этих заданий. Например, когда требовалось найти ночной источник энергии для марсохода, работающего на солнечных батареях, робот был и за педагога, и за марсоход.

Адаптировать робота-учителя помогали педагоги из томских школ и Лицея при ТПУ — разработчики хотели, чтобы пользоваться им могли люди любого возраста. Уроки для робота также разрабатывали педагоги-томичи. Первые уроки робот провёл в сентябре 2016 года.

В том же году с другим роботом-учителем познакомились школьники из IТ-лицея Казанского федерального университета. Робота разработала российская компания «Андроидная техника», а программировали его сотрудники КФУ. Машина получила имя EVA — как у героини знаменитого мультика «Валли».

Первое занятие EVA провела вместе с преподавателем по информатике, а потом её использовали и на уроках математики, физики, информатики, химии в седьмых-девятых классах. EVA могла перемещаться по классу, общаться с ребятами, следить за ними во время контрольных, чтобы не списывали, и даже шутить.

«В перспективе, конечно, специализация робота будет неограниченной. Через пару месяцев он сможет самостоятельно, без сопровождения педагога, вести занятия», — цитировал тогда ТАСС директора школы Тимербулата Самерханова.

О дальнейшей судьбе и томского, и казанского роботов практически ничего не известно. На запрос Skillbox Media в КФУ не ответили, а один из разработчиков томского робота отметил, что тема уже потеряла актуальность.

Независимо от успешности (или отсутствия таковой) «университетских» роботов, разрабатывать «педагогов» в России продолжили, но уже частные компании. Например, теперь их производит компания «Промобот» из Перми. По словам разработчиков, их робот-учитель совмещает сразу несколько ролей.

Например, в Пермском государственном медицинском университете робот ЮРА, которого создали в «Промоботе», принимает экзамены у студентов-медиков. Он выполняет роль пациента по одному из десяти сценариев, а потом оценивает вопросы, которые задают ему будущие врачи, и их рекомендации. По окончании приёма он сообщает, как они справились с задачей.

В Самарском политехе и в Колледже Северной Каролины (США) роботы «Промобота» помогают абитуриентам сориентироваться в кампусах и административных вопросах. В Горном университете робот с тематическим именем Гранит уже читает лекции. Он, как сообщали СМИ, «числится инженером на кафедре, мечтает стать преподавателем, выступает на конференциях и может ответить на любой вопрос студента». Роботы «Промобота» также используются и в гимназиях, кванториумах, кружках по робототехнике.

Кивокурцев отмечает, что робота специально адаптируют под каждое учебное учреждение и программу, которую разрабатывают методисты. При этом специальные знания для использования робота не нужны. «Любой педагог сможет освоить эту технологию», — подчеркнул специалист.

Так заменят роботы учителей или нет?

Точно не заменят, на этом сходятся и учёные, и педагоги, и даже создатели роботов тоже так считают.

Дуглас и Линн Ньютоны полагают, что в будущем учителям, возможно, и правда придётся сосуществовать с роботами. Тогда людям, конечно, нужно будет перестроиться. Причём схожие идеи и безо всяких роботов появляются у российских специалистов в сфере образования уже сейчас.

Эксперты отмечают, что, когда многие профессиональные сферы будут автоматизированы, педагоги сконцентрируются на развитии софт-скиллов учеников — в частности, креативности и критического мышления. Для этого самим учителям может потребоваться дополнительное обучение.

Кстати, российские педагоги, согласно результатам совместного исследования «Зарплата.ру» и РИА Новости, проведённого в июне 2021 года, уверены в своей востребованности и роботов не боятся. При этом каждый пятый россиянин опасается, что его рабочее место будет автоматизировано, а два процента опрошенных пугает потенциальное восстание машин.

Есть и ещё один аргумент в пользу того, что полностью заменить педагогов роботам не удастся. Ведь кто-то должен будет учить их: готовить образовательные программы, адаптировать и модернизировать их, загружать, следить за правильностью действий машины. В Московском городском педагогическом университете этим, кстати, уже занимаются.

А убедиться в том, что роботы совсем не страшные, предлагаем с помощью очень милого создания, которое помогает развить навыки общения детям с особенностями развития. Это робот любит хорошую музыку и отлично под неё танцует.