机器人可以取代教师吗?
发布:sofans | 发布时间: 2009年7月30日
将来,我们之中会有越来越多的人成为社会机器人的学生。特别是小孩子可以向机器人学习学龄前的一些基本技能,任何年龄的人们都可以向机器人学习一门新的语言。
这只是一篇评审论文所概述的一种情况。这篇论文主要研究关于学习的一门新科学,其中汇集了心理学,神经科学,机械学和教育学的最新研究结果。
该论文于7月17日刊登在《科学》杂志上。论文中参考了多种研究——其中包括大量有关婴儿期和童年期大脑发育的研究文献,对于人类现在怎样学习和未来将如何学习提出了新的见解。
这个新思维的前提是:人类生来是不成熟的,而且充满好奇心。在逐渐成长的过程中,人类创造了非常复杂的文化成就——比如建立可以教我们如何创造能够模仿人类大脑的计算机的学校和学校系统。
对这一学习情况有了更深入的了解之后,科学家提出了新的学习原理,新的教育理论以及最适合我们学习的环境设计。论文的一位作者,美国华盛顿大学非正式和正式学习环境(LIFE)中心的心理学家安德鲁•梅尔策夫这样说道。
Andrew Meltzoff说,在未来的学习环境中,社会机器人具有潜在的日益增长的作用。这些尖端机器的机制显然补充了某些人类的学习机制。
这些机器人中其中有一个看起来像爱因斯坦的头。本周它向我们展示了它的面部表情以及它对人类表情的反应。发明这种高仿真但没有身体的机器人的研究人员计划在学校里测试它的功能。
机器学习
五岁以前,我们的学习充满活力并且轻而易举,梅尔策夫说道。我们从一出生就开始学习,大人们就要负责教婴儿和孩童获得一些基础知识。经历了婴幼儿时期、童年时期直到青春期,我们的大脑逐渐表露出“神经可塑性”——学习语言,包括学习外国语言,都十分容易。我们在2,3岁的时候能够将一门陌生的语言变为母语,这简直太神奇了。
Meltzoff和他的同事指出,我们早期的学习除了神奇的语言以外,还有计算能力。
我们发现三岁以下的小孩甚至是婴儿都会用统计性思维,比如频率分布,概率和协变等,来掌握母语的语音,推断物理世界中的因果关系。
这些发现帮助工程师设计出了能够学习和并掌握社会技能的机器,比如具有人脸识别功能的玩具娃娃BabyBot。
十年前梅尔策夫和他的同事就指出,我们的学习同时也具有高度的社会化。有研究发现,实际上刚出生42分钟的新生儿就能够理解展示给他们的手势的含义,比如说当有人向他们伸舌头或是张开嘴巴时,他们会做出相应的应答。
论文的作者还指出,模仿是我们学习的关键环节。相比试图完全依靠自己来理解某件事,模仿是一种更快更安全的学习方法。
即使是成年人,当到了一个新的环境,如宴会或外国时,也会利用模仿来努力适应,并融入其中。当然,对小孩来说,每天的学习就类似于在国外的一次旅行。在这种情况下,他们在“访问”成人文化,学习成人文化中人们的言行举止,从而变得越来越像成人。
如果将人类学习的所有特征都赋予机器人,就会发现有相同之处——机器人善于模仿我们,向我们学习,与我们交流,甚至教导我们,研究者这样说道。
机器人教师
在试验的基础上,社会机器人已经用来教授学龄前儿童各种技能,包括识别颜色,学习新的词汇和简单的歌曲。
将来,机器人将会只教授某种特定的技能,比如学习一门外语或新的语言。它们可能与小孩或个别成人以游戏的形式来传授技能。而机器人老师的成本比人类老师低得多,梅尔策夫在《生命科学》中说道。
“如果我们能够掌握社交和教学的魔力,把社交作为一种有效的学习手段,或许我们可以将这些技巧体现在机器中,其中包括电脑代理人,自动家教以及机器人等。”他说道。
梅尔策夫说,显然儿童是从其他人以及一起玩耍的同龄人那里学习最有效率。所以他认为未来的儿童不会完全由机器人教导。
来自美国圣地亚哥加利福尼亚大学时间动态学习中心(TDLC)的特伦斯•塞纳奥夫斯基与梅尔策夫合著了一篇新的论文。他致力于利用科技手段将社会与教学融为一体,并将此运用在课堂上,为学生量身打造个性化教学,并关注他们的发展。
塞纳奥夫斯基指出,“通过发展儿童大脑先进的计算模型,我们可以提高儿童的表现。”
总的来说,梅尔策夫说道,我们希望解决的是怎样将受正规学校教育的儿童对学习的激情和好奇结合起来。学校里有热情洋溢的专家和教师努力帮助孩子们学习,这必定能激起他们的好奇和激情。
这篇论文是TDLC和LIFE中心合作发表的第一篇文章,这两家机构分别获得国家科学基金会资助数百美金。这篇论文的其他合著者还有华盛顿大学的帕特夏里•库尔和TDLC的哈维尔•莫维利安。 (本文来源:环球科学 作者:曾曦)
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