साभार: रैंडी विलियम्स

पॉपबॉट्स: ए जनरेशन के लिए हैंड्स-ऑन स्टीम प्लेटफॉर्म

रैंडी विलियम्स द्वारा, व्यक्तिगत रोबोट समूह; सलाहकार, सिंथिया Breazeal

मेरा पहला प्रोग्रामिंग अनुभव 10 वीं कक्षा में था, जब मैंने अपने स्कूल का परिचय कंप्यूटर विज्ञान वर्ग से कराया। मुझे याद है कि हम एक असाइनमेंट पर काम कर रहे थे, जहाँ हमें स्क्रीन के किनारों से बॉल बाउंस करना था। जब मुझे आखिरकार यह काम मिल गया, तो मैंने स्क्रीन पर उछलती हुई गेंद को घूरते हुए तेजी से देखा। परियोजना को बेहतर बनाने के लिए मैं बहुत सी चीजें कर सकता था: इसे अप्रत्याशित दिशाओं में उछाल दें, रंग बदलें, या यहां तक ​​कि गुणा करें। यह प्रोग्राम सीखने की शक्ति है - आप उन समस्याओं को हल करने के लिए प्रौद्योगिकी का उपयोग करना सीखते हैं जो आपके लिए सार्थक हैं।

लगभग एक दशक बाद, कंप्यूटर विज्ञान अभी भी मेरा पसंदीदा समस्या-समाधान उपकरण है। विशेष रूप से अंडरस्कोर समुदायों के लिए पहुंच और सशक्तीकरण के मुद्दों में, मुझे लगता है कि प्रौद्योगिकी काफी शक्तिशाली हो सकती है। यही कारण है कि बच्चों के कम्प्यूटेशनल सोच प्लेटफॉर्म अविश्वसनीय रूप से महत्वपूर्ण हैं: वे बच्चों को दुनिया को बदलने के लिए आवश्यक कौशल सिखाते हैं।

लेकिन मौजूदा प्लेटफॉर्म प्रोग्रामिंग पर ध्यान केंद्रित करते हैं, और मुझे लगता है कि हमें और आगे जाना चाहिए। बच्चे अब केवल कंप्यूटर और वीडियो गेम के साथ नहीं बढ़ रहे हैं; वे आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई) के युग में बड़े हो रहे हैं। आज के शोधकर्ताओं और इंजीनियरों को इस रोमांचक नई तकनीक के साथ बच्चों को सशक्त बनाने के लिए विशिष्ट रूप से तैनात किया गया है। मेरा सपना इस बदलाव में सबसे आगे रहना है, ऐसी तकनीक का निर्माण करना जो एआई शिक्षा के लिए रचनात्मकता, अभिव्यक्ति और न्यायसंगत पहुंच को बढ़ावा देता है। मेरे दो मुख्य शोध लक्ष्य हैं: पहला, बच्चों को एआई के साथ समझने और बनाने के लिए सशक्त बनाना। दूसरा, यह समझने के लिए कि बच्चे बुद्धिमान उपकरणों के बारे में क्या सोचते हैं और उनकी समझ कैसे विकसित होती है क्योंकि वे कैसे काम करते हैं।

ऐसा करने पर, मुझे रोबोट के साथ बच्चों के रिश्तों के बारे में कठिन नैतिक सवालों से निपटने का भी मौका मिलता है। पहला सवाल मुझे तब मिलता है जब मैं लोगों को बताता हूं कि मैं बच्चों को सीखने में मदद करने के लिए रोबोट का निर्माण करता हूं, "क्या आप शिक्षक की नौकरी लेने की कोशिश कर रहे हैं?" और "आप माता-पिता को रोबोट के साथ क्यों बदल रहे हैं?" जब माता-पिता अपने बच्चों को घंटों बात करते हुए देखते हैं? स्मार्ट स्पीकर, इसे उनका सबसे अच्छा दोस्त कहते हैं, इसका मतलब यह है कि वे लोगों के ऊपर रोबोट चुन रहे हैं? मेरे समूह, पर्सनल रोबोट्स समूह ने इस सवाल की जांच की है और पाया है कि छोटे बच्चे, जिनके सामाजिक कौशल अभी भी विकसित हो रहे हैं, एआई उपकरणों को लोगों की तरह बात कर सकते हैं, लेकिन अंदर वे उन्हें कुछ और के रूप में देखते हैं, जैसे पालतू और एक दोस्त के बीच कुछ (लिंक, लिंक)। मैं अपने स्नातक विद्यालय के कैरियर की शुरुआत के बाद से इस रिश्ते की जांच कर रहा हूं और यह सवाल पूछना जारी रखता हूं कि यह नई तकनीक बच्चों के अपनी दुनिया से संबंधित होने के तरीके को कैसे बदल सकती है।

पॉपबोट्स क्या हैं?

दो लड़कियां प्रोग्रामिंग और अपने खुद के पॉपबोट पात्रों को डिजाइन करती हैं। साभार: रैंडी विलियम्स

पॉपबॉट्स प्रोग्रामेबल, इंटेलिजेंट सोशल रोबोट हैं जो बच्चों को एआई के बारे में जानने में मदद करने के लिए उनके साथ खेलते हैं। पूर्ण प्रणाली में एक मोबाइल-फोन आधारित सोशल रोबोट लर्निंग साथी, लेगो ब्लॉक और लेगो / अर्डुइनो परिधीय, और एक प्रोग्रामिंग इंटरफ़ेस के लिए एक टैबलेट या कंप्यूटर शामिल है। इस प्रणाली के आसपास हमने एआई गतिविधियों को विकसित किया जो बच्चों को अपने स्वयं के एल्गोरिदम को लागू करने की अनुमति देता है।

क्या वास्तव में पॉपबोट्स अद्वितीय बनाता है कि वे रोबोटिक्स शिक्षा को रचनात्मक, हाथों पर और कम लागत वाली बनाने के लिए डिज़ाइन किए गए थे। सभी गतिविधियाँ खेल और कला के आसपास केंद्रित हैं, और चंचल रोबोट चरित्र युवा बच्चों के लिए अनुभव को विशेष रूप से आकर्षक बनाता है।

एक पॉपबोट ने हाथ मिलाने और लहराते हुए मानव अभिवादन का जवाब देने के लिए प्रोग्राम किया। साभार: रैंडी विलियम्स

उदाहरण के लिए, एक गतिविधि बच्चों को खाद्य पदार्थों को वर्गीकृत करने के लिए एक रोबोट सिखाकर पर्यवेक्षित मशीन सीखने के बारे में जानने में मदद करती है। यह एक सवाल से शुरू होता है: आप स्वस्थ भोजन खाने के लिए एक रोबोट (या कंप्यूटर) को कैसे सिखाएंगे? बच्चे आमतौर पर पहले सुझाव देते हैं कि हम रोबोट को सभी अलग-अलग खाद्य पदार्थों के बारे में बताते हैं और हर एक स्वस्थ है या नहीं, जैसे कि एक सूची बनाना। लेकिन बच्चों को जल्दी से पता चलता है कि हर एक भोजन के बारे में रोबोट को सिखाने में बहुत समय लगेगा और बहुत काम होगा। यह बेहतर है अगर रोबोट स्वस्थ और अस्वास्थ्यकर खाद्य पदार्थों को अलग करने के लिए एक पैटर्न सीख सकता है। यह है कि हम पर्यवेक्षित मशीन लर्निंग के विचार का परिचय देते हैं: यह विचार कि हम उदाहरण प्रदान कर सकते हैं और फिर बेहतर अनुमान लगाने के लिए उन उदाहरणों का उपयोग कर सकते हैं। इसलिए बच्चे पैटर्न की तलाश शुरू करते हैं - फल और सब्जियां स्वस्थ होती हैं और बहुत सारी चीनी वाली चीजें अस्वास्थ्यकर होती हैं - और वे इन विचारों के उदाहरणों को स्क्रीन पर खींचकर उन्हें लेबल करने के लिए रोबोट को पैटर्न सिखाते हैं। रास्ते के साथ, वे रोबोट से यह अनुमान लगाने के लिए कह सकते हैं कि एक और बिना पका हुआ भोजन स्वस्थ है या अस्वस्थ। बहुत जल्द, रोबोट बहुत अच्छी तरह से अनुमान लगाने में सक्षम है और सिर्फ कुछ उदाहरणों के साथ यह बता सकता है कि क्या इसका सामना करने वाला कोई भी भोजन स्वस्थ या अस्वास्थ्यकर है।

बच्चे आमतौर पर बहुत प्रभावित होते हैं कि एक रोबोट पांच खाद्य पदार्थों के बारे में सीख सकता है और 30 अन्य खाद्य पदार्थों का पता लगा सकता है, लेकिन जब हम रोबोट को भ्रमित करने के बारे में बात करते हैं तो वास्तव में घर पर क्या होता है। क्या होगा अगर हमने रोबोट को सिखाया कि अस्वास्थ्यकर खाद्य पदार्थ वास्तव में स्वस्थ थे और इसके विपरीत? क्या होगा अगर हमने केवल यह सिखाया है कि लाल खाद्य पदार्थ स्वस्थ थे और पीले रंग अस्वस्थ थे और नीले खाद्य पदार्थों के बारे में कुछ भी नहीं था? रोबोट किसी भी बेहतर नहीं जानता होगा और यह बहुत सारी गलतियाँ करेगा। यहां तक ​​कि बहुत छोटे बच्चे इस विचार से जुड़ते हैं कि एआई बहुत कुछ इस पर निर्भर करता है कि लोग इसे क्या बताते हैं। इसलिए अगर कोई एआई बहुत गलतियां करता है, जैसे कि अगर एलेक्सा के पास सवालों का जवाब देने में मुश्किल समय है, तो यह शायद इसलिए है क्योंकि लोगों ने इसे बहुत अच्छा करने के लिए नहीं सिखाया है। ये ऐसे विचार हैं जो सभी को एआई के बारे में समझने की आवश्यकता है, इसलिए बच्चों को एक रोबोट छाँटने वाले भोजन के रूपक के माध्यम से उनके साथ जूझते हुए देखना रोमांचक है।

एआई शिक्षा की पहुंच को व्यापक बनाना

हम कल्पना करते हैं कि यह मंच बातचीत को बदलने में मदद करेगा जो एआई शिक्षा को व्यापक रूप से उपलब्ध कराकर एआई कर सकता है। मैं चाहता हूं कि एआई शिक्षा ठेठ सीएस शिक्षा की तुलना में अधिक कला-केंद्रित हो। अधिकांश रोबोट किट माज़ों और कारों जैसे स्पष्ट निर्माणों को हल करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जो उन बच्चों को छोड़ देते हैं जो कलाकृतियों को बनाने और पात्रों को डिजाइन करने में अधिक रुचि रखते हैं। मैं हाल के वर्षों में बाजार में बाढ़ आ गई हजारों कंप्यूटर और टैबलेट-आधारित शैक्षिक ऐप के खिलाफ वापस धकेलने के लिए इस मंच को डिजाइन कर रहा हूं। यद्यपि कंप्यूटर पर एआई गतिविधियों को लागू करना आसान है और निर्माण करना आसान है, हाथों पर सीखना बच्चों के अनुभवों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है; एक शारीरिक विरूपण साक्ष्य के साथ काम करने से बच्चों को अपने ज्ञान का निर्माण करने के लिए एक साथ काम करने की अनुमति मिलती है। वास्तव में, मेरे अध्ययन में, गतिविधियों पर एक साथ काम करने से बच्चों को एआई अवधारणाओं को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिली।

ऐ "ब्लैक बॉक्स" खोलना

पंचलाइन यह है कि छोटे बच्चे (4-6) पॉपबोट जैसी प्रणालियों से एआई एल्गोरिदम के बारे में जानने के लिए पूरी तरह से सुसज्जित हैं। उम्र और परिप्रेक्ष्य लेने के कौशल जैसे विकास के कारकों ने कभी-कभी बच्चों को समझ में आने वाले अंतर को बनाया। हालांकि, सबसे बड़ा अंतर तब हुआ जब हमने देखा कि विभिन्न बच्चों ने टूलकिट का उपयोग कैसे किया। जिन बच्चों ने गतिविधियों को अधिक अच्छी तरह से खोजा, वे बेहतर सवालों पर बेहतर थे जो अन्य बच्चों को आमतौर पर गलत लगते हैं। इससे पता चलता है कि इस प्रणाली में एक और सुधार प्रत्येक बच्चे के लिए अधिक व्यक्तिगत होगा, उन्हें नए विचारों का पता लगाने में मदद करेगा क्योंकि वे साथ चलते हैं।

एआई के बच्चों की धारणाओं के संदर्भ में, हमने देखा कि बच्चों ने रोबोट को "सीखने वाले" के रूप में समझ विकसित की है। खुद रोबोट को सिखाने के बाद, उन्होंने रोबोट को दोहरी प्रकृति की वस्तु के रूप में देखा: कुछ ऐसा जो जीवित था, फिर भी एक मशीन। और कुछ ऐसा है जिसमें मन था, लेकिन कोई स्वतंत्र प्रेरणा नहीं थी।

बच्चों को प्रारंभिक कक्षा में इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी के लिए बहुत अधिक जोखिम की आवश्यकता होती है। अधिकांश बच्चों के लिए, यह किसी भी औपचारिक प्रौद्योगिकी शिक्षा के साथ उनका पहला अनुभव था, हालांकि हर बच्चे को रोबोट और इंटरैक्टिव वर्चुअल एजेंट जैसे सिरी, एलेक्सा और Google के साथ पिछला अनुभव था। केवल कुछ मुट्ठी भर बच्चे, जिनके साथ मैंने काम किया, उन्हें पता था कि एक इंजीनियर क्या होता है, और यहां तक ​​कि जिन लोगों को कुछ विचार था, वे खुद को इंजीनियर के रूप में पहचान नहीं पाते हैं। फिर भी, पूर्वस्कूली और किंडरगार्टन बच्चे यकीनन किसी भी स्कूल में सबसे अच्छे इंजीनियर हैं - उनकी कक्षाओं में थोड़ी परियोजनाएं और निर्माण सेट हैं। इसकी तुलना विज्ञान से करें; लगभग सभी बच्चे वैज्ञानिक बनना चाहते थे क्योंकि पूर्वस्कूली पाठ्यक्रम बच्चों को विज्ञान के लिए उजागर करता है और क्षेत्र को सकारात्मक रूप से मजबूत करता है। इंजीनियरिंग के लिए भी यही किया जाना चाहिए।

पॉपबोट्स अलग तरीके से क्या करता है

इस परियोजना के बारे में सबसे अच्छी बात यह है कि इससे पहले जो किया गया है, वह कैसे बनता है। पॉपबोट्स तेगा में पाई जाने वाली सोशल रोबोट तकनीक का लाभ उठाते हैं। टेगा एक शक्तिशाली मंच है जिसे पर्सनल रोबोट समूह ने बच्चों को साक्षरता कौशल, दूसरी भाषाएं, सामाजिक-सामाजिक कौशल और यहां तक ​​कि प्रोग्रामिंग सिखाने के लिए उपयोग किया है। हमने देखा है कि कैसे एक सामाजिक रोबोट सीखने वाला साथी इंटरएक्टिव प्ले के माध्यम से बच्चों को सीखने में मदद करता है।

पॉपबोट्स स्क्रैच और स्क्रैचज्र जैसे मौजूदा कम्प्यूटेशनल सोच प्लेटफार्मों पर भी निर्माण करते हैं। इसने दुनिया भर के बच्चों को रचनात्मक रूप से प्रोग्रामिंग को गले लगाने के लिए संभव बना दिया। हमने हाई स्कूल और उससे ऊपर के छात्रों के लिए डिज़ाइन किए गए AI पाठ्यक्रम से भी बहुत कुछ सीखा है। पिछले दो वर्षों में हम एआई शिक्षा प्राप्त कर्षण को देखने के लिए उत्साहित हैं, लेकिन छोटे बच्चों के लिए बहुत कम मौजूद हैं। पॉपबोट्स एआई के बारे में जानने के लिए बच्चों को विशिष्ट रूप से सशक्त बनाते हैं, इससे पहले कि वे किसी भी जटिल गणित को पढ़ सकें या सीख सकें। यह मशीन में एक खिड़की के रूप में एक सामाजिक रोबोट का उपयोग करता है, जिससे बच्चों को एआई का पता लगाने के लिए सामाजिक संपर्क का उपयोग करने की अनुमति मिलती है।

हमारा मानना ​​है कि यह अद्वितीय दृष्टिकोण महत्वपूर्ण है क्योंकि यह कंप्यूटर विज्ञान के विषयों पर प्रोग्रामिंग की तुलना में बिल्कुल अलग कोण से आता है। कोई भी गैर-प्रोग्रामिंग, गैर-तकनीकी व्यक्ति उन एआई एल्गोरिदम को समझने के लिए मौजूद रूपकों से लाभ उठा सकता है जो उनके चारों ओर हैं।

यह वसंत, हम स्थानीय शिक्षकों को उनके कक्षाओं में इस पाठ्यक्रम को वितरित करने के लिए प्रशिक्षित कर रहे हैं। तकनीकी शिक्षा में सबसे कठिन समस्याओं में से एक, वित्त पोषण के अलावा, सामग्री वितरित करने के लिए शिक्षकों को लैस कर रहा है। हम इसका अगला कदम उठाने के लिए बहुत उत्साहित हैं।

यदि आप आज अपने बच्चे के साथ एआई का पता लगाने के तरीकों में रुचि रखते हैं, तो ब्लेकली हॉफमैन द्वारा संकलित संसाधनों की इस सूची को देखें।

यह पोस्ट मूल रूप से मीडिया लैब वेबसाइट पर प्रकाशित हुई थी।