In gesprek met robots

Beeld je in: je zit samen met 25 leeftijdsgenoten in de les Frans. Eén leerkracht staat vooraan in de klas, jullie moeten luisteren. Achter je klinkt gebabbel, naast je zit iemand te tekenen en je voelt je concentratie verdwijnen. En zo moet je dan een taal leren beheersen.

In klassiek onderwijs is er geen ruimte voor een conversatie met iemand die de taal beheerst, terwijl dat net de beste manier is om een taal te leren. Er zijn te weinig leerkrachten en lesuren voor één-op-één inoefenen met iedere leerling. Wat als leerkrachten hiervoor ondersteund worden door een vriendelijke robot, die niets liever doet dan met je in gesprek gaan? Dat trachtte Eva Verhelst te realiseren met haar masterproef.

Slim leren

Computers in de klas zijn niets nieuws. Leerlingen maken regelmatig gebruik van laptops en tablets, en leerkrachten worden al langer ondersteund door technologie. Ook thuis maken mensen gretig gebruik van apps als Duolingo om talen te leren. Deze apps zijn krachtig omdat ze de leerstof aanpassen aan het niveau van de leerling. Dat doen ze door een inschatting te maken van wat de leerling wel of niet goed kan, op basis van diens antwoorden, gestuurd door artificiële intelligentie. Onderzoek heeft aangetoond dat wanneer zo’n app een echt lichaam krijgt door middel van een vriendelijk uitziende robot, de leerlingen beter gemotiveerd zijn en ze hun concentratie er langer bij kunnen houden. Dit soort robots wordt sociale robots genoemd. Het interessante aan deze robots is dat je er mee kan communiceren zoals je met een medemens communiceert: gesproken taal, oogcontact, lichaamstaal en gebaren.

Mens tot mens

De mens heeft erg de neiging om overal gezichten te herkennen en emotie toe te schrijven waar mogelijk. Denk aan eenvoudige vormen die een lachend gezichtje vormen  ;-) en treurwilgen die we treurig vinden omdat hun takken neerhangen. Deze sterke neiging kunnen we gebruiken om robots tot leven te toveren. Een voorbeeld daarvan is de Furhat-robot: een hoofd en schouders met een doorschijnend gelaat, waar van binnenuit een bewegend gezicht op geprojecteerd wordt. Met zijn vriendelijk voorkomen en slimme programmering moet deze robot maar één keer in je ogen kijken en je bent helemaal overtuigd dat het een sociaal wezen is.

Leerstof voor jou alleen

Eva ontwikkelde een app om woordenschat te leren met een sociale robot. De app houdt voortdurend bij wat je al kan en wat wat minder gaat, en ze past de inhoud van de oefeningen ook aan aan je interesses. In een klassieke les is dat laatste moeilijk, want de lesinhoud is op voorhand voorbereid. Eva’s systeem gebruikt generatieve artificiële intelligentie. Dat zijn modellen die tekst en afbeeldingen kunnen genereren op basis van tekstuele input. Denk je daarbij onmiddellijk aan ChatGPT? Dan heb je gelijk. Het slim combineren van verschillende van deze generatieve modellen, van de inschattingen van de kennis van de leerling en van de sociale robot leidt tot gepersonaliseerde, sociale lessen zonder onmogelijke inspanningen van de leerkracht.

Een visueel spel

De applicatie die Eva ontwikkelde heeft de vorm van een visueel spel. In dit spel worden de woorden die je inoefent steeds getoond in de vorm van een afbeelding. Zo kan iedereen het spel spelen, ongeacht je moedertaal.  Tijdens het spel zegt de robot een zin in de taal die je leert. Naast de robot staat een scherm waarop enkele afbeeldingen getoond worden. Jij kiest de afbeelding die volgens jou het dichtst aansluit bij de gesproken zin, waarna je de relevante woorden te zien krijgt. Alle inhoud van deze applicatie wordt live gegenereerd: de gesproken tekst en de afbeeldingen die getoond worden. Zo past het spel zich steeds aan jouw kennis aan, en wordt het spel uitdagender naarmate je vordert.

Scores van leerlingen op meerkeuzetest voor en na het inoefenen met de robot.

Het spel is getest door de leerlingen van een klas van het 4de middelbaar. Ze oefenden gedurende tien minuten Spaanse woordjes samen met de robot. Ervoor en erna deden de leerlingen een meerkeuze-test. De gemiddelde score op de tests steeg van 14/20 voor het inoefenen met de robot tot 18,1/20 er na. Hieruit kan je concluderen dat de app er in slaagt de studenten woorden aan te leren, zelfs op een erg korte tijd.

De toekomst van robots in de klas

De app die Eva ontwikkelde is een eerste stap richting een wereld waar robots onze leerkrachten actief ondersteunen in de klas. De technologie is volop in ontwikkeling en verbetert aan een enorme snelheid: een project als deze masterproef was een jaar eerder nog niet mogelijk. Met komende ontwikkelingen zal het mogelijk worden om te evolueren van een duidelijk afgelijnd spel met volledig live gegenereerde inhoud naar open gesprekken met een robot, waar zowel de taal als de visuele ondersteuning nooit eerder geziene inhoud bevat. Zo kunnen leerkrachten voldoen aan de noden van elke leerling in de klas, door het nuttig aanpassen van technologie aan de sociale noden van de mens.