UT zet robot langdurig in voor (speciaal) onderwijs

Waar Davison de robots zelfstandig liet werken op een Montessori basisschool bracht Schadenberg het robot-lab juist mét begeleiding in een klas voor speciaal onderwijs met autistische kinderen. Davison: “Onze robot Zeno is, zover ik weet, de eerste robot die zo lang – vier maanden – zelfstandig in een klas heeft gewerkt. De resultaten laten onder andere zien dat sociale robots potentie hebben om naast het leren ook de mindset van kinderen te verbeteren ten opzichte van hun eigen leerproces en intelligentie. We zagen ook dat kinderen gedurende de hele periode steeds terugkwamen om met de robot aan de leertaak te werken, zelfs nadat de aanvankelijke nieuwigheid was afgenomen. Dit is een veelbelovend resultaat en maakt de weg vrij om vaker dit soort lange-termijn studies te doen.”

Schadenberg onderzocht of een robot kinderen met een Autistische Spectrum Conditie (ASC; hierna “autisme”) kan ondersteunen bij het leren. De sociale robot Zeno werd ingezet als hulpmiddel bij de begeleiding van leerlingen door een leerkracht of therapeut. Schadenberg: “Ik was hierbij zelf ook aanwezig aangezien het hier ook ging om het ontwerp van de robot, die nauw aan moest sluiten bij de ervaringen van de autistische kinderen. De resultaten laten zien dat die erg verschillen per kind, wat mede veroorzaakt wordt door hoe autisme de ontwikkeling van een individueel kind beïnvloed. De robot zal hierop moeten anticiperen in hoe het moet communiceren met de kinderen. Aan de hand van onze resultaten kunnen we nu gerichter robots ontwikkelen die de individuele verschillen van de kinderen in acht nemen.”

Robot zelfstandig in de klas
Tijdens zijn studie heeft Davison de Zeno-robot gebruikt. Zeno werkte 4 maanden zelfstandig op de Montessori basisschool Het Zeggelt, met kinderen van 6 tot 9 jaar. De Zeno robot was in staat om individueel feedback te geven op taken en leerprocessen. Een sociale robot kan volgens Davison helpen bij het veranderen van de mindset met betrekking tot het leerproces, bijvoorbeeld bij het maken van fouten. Davison: “Kinderen zijn al snel geneigd om na een fout te denken: ‘ik kan het niet’ of ‘laat maar zitten het lukt toch niet’. Zeno helpt om het kind juist te motiveren na het maken van een fout. We zagen dat kinderen die met de robot werkten hun redenatieproces beter konden uitleggen. Daarnaast lieten ze een groei zien in hun mindset jegens leren.”

In de studie van Davison zijn twee condities met elkaar vergeleken. In de controle-conditie werkten de kinderen met een computersysteem die gecontroleerd werd door een tablet. In de experimentele conditie werkten de kinderen met hetzelfde computersystem, maar nu was dit systeem uitgebreid met de Zeno-robot.

Robot voor kinderen naar autistische kinderen
Schadenberg heeft zijn onderzoek met robot Zeno uitgevoerd op speciale scholen in Nederland, het Verenigd Koningrijk, en Servië. De sociale robot Zeno werd daar ingezet als hulpmiddel bij het leren in de begeleiding met een leerkracht of therapeut. Het ging hier om autistische kinderen die veel ondersteuning nodig hebben, en waarvan sommige weinig gesproken taal begrijpen of zelf niet kunnen spreken. Door erg eenvoudige taal te gebruiken, en een alternatieve communicatie met de robot te bieden via een tablet, konden deze kinderen het lesprogramma volgen.

Voorspelbaarheid van de robot
Een belangrijk element in het gedrag van de robot was dat deze erg voorspelbaar was. Voorspelbaarheid is een belangrijk concept binnen autisme. Vaak hebben autistische kinderen moeite met veranderingen. Daardoor hebben zij een voorkeur voor een voorspelbare omgevingen. Waar mensen soms moeilijk te voorspellen zijn in hun gedrag, kunnen we een robot zo programmeren dat deze wel erg voorspelbaar is. Onze resultaten laten zien dat de kinderen significant meer aandacht hadden voor de taak wanneer de robot voorspelbaar gedrag vertoonde. Een robot kan dus een nuttig hulpmiddel zijn voor therapeuten of leerkrachten om de beginselen van sociale vaardigheden mee te oefenen en leren doordat ze minder aandacht hoeven te schenken aan het ontcijferen van onvoorspelbaar gedrag en zich meer kunnen richten op het leermateriaal zelf. We noemen hier nadrukkelijk de beginselen van sociale vaardigheden, want uiteindelijk zullen de kinderen deze vaardigheden ook moeten kunnen toepassen in de interactie met (onvoorspelbare) mensen.

Een van de Zeno-robots die in dit project is gebruikt, werd gedoneerd aan de Anton Skala-basisschool in Belgrado. Door de significante resultaten tijdens het project waren ze erg gemotiveerd om door te werken met deze robot aan de ontwikkeling van sociale vaardigheden en emotie, die een uitdaging vormen voor autistische kinderen.

Het onderzoek is uitgevoerd door onderzoekers van de vakgroep HMI van de faculteit EEMCS, UT. Bob Schadenberg promoveert op 30 april om 12.45 uur (online bij te wonen) en Daniel Davison op 30 april om 14.45 uur (online bij te wonen). Beide promovendi zijn begeleid door prof. Vanessa Evers en copromotor dr. Dennis Reidsma. Prof. Dirk Heylen is de tweede promotor van Bob Schadenberg.