Четвертый закон робототехники




09.04.2012

Четвертый закон робототехники

ИГУМ участвует в новом проекте лаборатории образовательной и лечебной роботики университетского центра в Ариэле. Социальный робот проводит занятия в детском саду.


Как только доктор Марина Фридина в начале нашей беседы обронила, что с недавних пор в ее лаборатории начались исследования в сфере лечения детей от церебрального паралича, я, что называется, навострил уши. Но сначала мне довелось познакомиться с питомцем лаборатории - андроидом по имени Роб, затем последовать за ним в один из детских садов Реховота, а уж потом возвратиться к медицинской ипостаси главного героя этого репортажа.

Путешествие с Робом Социальным

В первую очередь познакомимся с основным действующим лицом - роботом, созданным французской фирмой «Альдебаран», а образование и воспитание получившим в лаборатории образовательной и лечебной роботики Университетского центра в Ариэле. «Мамаша» основного действующего лица, д-р Фридина, называет этого симпатичного подростка Робом и всегда добавляет к имени «фамилию» - Социальный. Тут же следует объяснение термина: социальный робот – это устройство, способное в автономном режиме взаимодействовать и общаться с людьми в общественных местах.

А вот и такое место – детский сад «Сакранель» в Реховоте. Игровая комната, где в «партере» - несколько ребятишек-четырехлеток. Как подсказывают взрослые, это третья встреча детишек с Робом. Поэтому некоторые из них, преодолев стеснение, сначала тихо, а затем во весь голос подхватывают вступительную песенку забавного гостя. Через некоторое время замечаешь, что малышам интересно, что они воспринимают киборга не как игрушку, а скорее как сверстника. Самые смелые (быстрее мальчишек адаптируются девочки) начинают разговаривать с симпатичным незнакомцем. И все без исключения оживленно реагируют на предложение Роба включиться в ритмическую физзарядку, которую он показывает аудитории. Пару минут - и дети сначала вразнобой, а затем слаженно и весело повторяют движения Роба.

Эту картинку мне довелось наблюдать во время презентации для прессы экспериментальной программы «Робот входит в класс», проходившей в мае и июне в ряде детских садов Реховота, Нетании и Петах-Тиквы.

Уверен: довольно скоро наступит время, когда репортеры смогут «поговорить» с самим Робом Социальным, а пока вопросы к д-ру Марине Фридиной.

- Кем вы числите себя и команду студентов из вашей лаборатории в этом проекте?

- Мы представляем технологическую часть проекта, и хотя главный стержень всей этой затеи связан с педагогикой, одна из моих личных специализаций - математические модели эмоций и мотивации. Программа нашего робота построена таким образом, что он сначала определяет, в каком состоянии находится ребенок, а затем подстраивает свое поведение так, чтобы малышу было интересно. Учителя и воспитатели твердо знают: когда у ребенка возникает мотивация, его можно научить чему угодно.

- В таком случае не могли бы вы привести пример, который удивляет вас и ваших коллег педагогов?

- Известный факт: дети в четыре года не умеют читать карты. Это естественно: им весьма сложно перевести понятие двухмерного пространство в трехмерное. Это, согласитесь, очень тяжело и для многих взрослых. А вот один наш коллега, специалист по психологии, утверждает, что дошкольников в возрасте от 3 до 5 лет этому можно обучить. До сих пор такое не получалось только потому, что педагоги этим либо не занимались, либо начинали обучать своих подопечных подобным навыкам очень поздно.

- Чем же это чревато?

- Во-первых, тем, что у подрастающего поколения будут большие проблемы с восприятием трехмерного пространства, выявятся недостатки в черчении, из-за чего они не смогут стать позже хорошими инженерами. Именно поэтому мы разработали программу, в ходе которой наш киборг постепенно учит детей «перекладывать» двухмерное пространство в трехмерное.

- Вы так уверенно об этом говорите… Подозреваю, что за плечами у вас психологическое образование…

Собеседница сразу же опровергает мое предположение и вкратце «докладывает» о своей израильской карьере. Репатриировавшись из украинского города Николаев, Марина Фридина защитила докторскую степень в Институте Вайцмана. Ее докторат связан с взаимодействием прикладной математики и компьютеров, что, в сущности, является одной из основ робототехники. Чтобы углубить тему, д-р Фридина мечтала создать специальную лабораторию, и ее предложение получило отклик в ректорате Университетского центра в Ариэле, где она возглавляет лабораторию почти 3 года. В ее группу входят студенты-старшекурсники и аспиранты.

- Так что я не психолог, а специалист по компьютерным наукам, - продолжает Марина Фридина. - Я пытаюсь создать математические модели поведения и вложить эти формулы в «мозг» робота. Это моя главная мотивация, от чего я получаю большое удовольствие, поэтому давайте продолжим разговор об эмоциях. Известно: для того чтобы выявить и пробудить какие-то эмоции в ребенке, надо совершить определенные действия. Причем дети способны к обучению и при отрицательных эмоциях, и при положительных. Вот почему мы вкладываем в андроид такие программы, которые дают ребенку эмоциональные толчки. Например, дети в этом возрасте - мы пока работаем только с дошколятами - очень склонны к пению, а некоторые любят еще и танцевать. Наш Роб Социальный, танцуя и распевая песни, побуждает детей совершать те движения, которые в обычной жизни они не делают. Причем он способен работать со своими «учениками» в аудитории так, как будто находится с каждым из них один на один. То есть он обучен подстраиваться именно к данному индивидууму. Воспитатели же, наблюдая, как ребенок реагирует на все это, следят, задеты ли его эмоции, и если видят, что попытка неудачна, могут изменить программу взаимодействия робота с малышом.

- Однако опытные воспитатели и талантливые учителя тоже знают немало секретов коммуникации с воспитуемыми…

- Это естественно, и мы на эти секреты не покушаемся. То, что мы придумали, можно сформулировать так: берем положения из теории и практики педагогики, вкладываем их в роботику и строим алгоритм - программу на этой основе. До нас этого никто не делал.

Детский сад и взрослые проблемы

Запомним слова д-ра Фридиной для того чтобы в дальнейшем задать ей, что называется, вопрос на засыпку. А пока окунемся в реальность, в жизнь самого обычного детского сада. Здесь соотношение между воспитателями и детьми, как правило, таково: двое взрослых, один из которых педагог, а второй - нянечка, и 30-40 детишек в одной группе. Работать с каждым из подопечных индивидуально взрослые физически не в состоянии. Воспитатели могут быть великолепными и даже гениальными педагогами, однако условий для общения с отдельным ребенком у них просто нет. Робот же, по утверждению его создателей, способен работать в классах, разбитых на мелкие группы, и, что еще существенней, тет-а-тет с каждым ребенком.

Тут самое время познакомиться с людьми, которые согласились, причем, с большим энтузиазмом, сотрудничать с учеными из Ариэля. Это Ассоциация учителей-репатриантов (ИГУМ). На сегодня у ИГУМа 24 подопечных детских садика в 16 городах Израиля, от Беэр-Шевы на юге до Хайфы на севере. Особенно насыщена деятельность Ассоциации в центре страны. Как сообщила руководитель методической группы этой организации Ольга Флейшнер, в новом учебном году робот из Ариэля начнет свою деятельность в детских садах Петах-Тиквы, Герцлии, Нетании и Реховота, где он уже провел первые занятия. Предполагается, что это будут специальные кружки, инструкторами в которых станут отдельные педагоги, а технологическую часть возьмет на себя бригада студентов и аспирантов д-ра Фридиной. Таким образом, мне повезло - я стал свидетелем самого начала пути нового проекта.

Одна из ярых приверженцев этой инициативы - Лена Меерович, руководитель центрального региона ИГУМа, директор учебного комплекса «Сакранель» в Реховоте. На мой вопрос, почему она, опытный педагог, столь рьяно «пробивает» новшество, последовал такой ответ:

- Из практики первых занятий с роботом в этом детском саду мы поняли, что он может вписаться в нашу основную программу. Как ни парадоксально, одна из задач, которую мы намерены поставить перед группой доктора Фридиной - разработчиками алгоритмов для робота, такова: андроид должен помочь нам убедить детей в том, что прекрасное есть не только в технике, но и в окружающем мире. Живая музыка, живой спектакль, живая книга - это совсем не то что всепоглощающий компьютер. Мы надеемся, что это принесет пользу.

- Не хотелось бы вам возражать, но давайте посмотрим правде в глаза: на всю страну один робот, готовый общаться с детишками... Не слишком ли это мало, если не сказать мизерно?

- Готова поспорить с вашим выводом. Еще несколько лет назад и в детских садах, и в семьях компьютер был экзотикой. А сейчас?! Дело в том, что сегодня мы закладываем в этих детей необходимую для их будущего базу, понимая, что пройдет не так уж много времени, и именно наши ребята будут разрабатывать конструкции новых киборгов, писать для них программы. И, может быть, вспомнят, что впервые познакомились с роботикой в трехлетнем возрасте.

- Лена, ваш оптимизм вызывает уважение, но есть ли у вас основания для подобной уверенности?

- Думаю, да. Наша Ассоциация вот уже 20 лет присутствует на карте израильского образования. Когда-то мы открылись для того чтобы дать возможность «русским» учителям работать по специальности, а детям нашей алии - без проблем войти в израильскую жизнь. И сейчас, через два десятка лет, мы видим результаты нашей работы: большинство наших питомцев вписались в эту действительность, многие преуспевают в учебе и работе. Да что там далеко ходить - на этой неделе в СМИ был опубликован репортаж о молодых шахматистах, ребятах, завоевавших золотые и серебряные медали на чемпионате Европы. Это наши воспитанники.

Сомневаться, быть скептиком - привычное амплуа для журналиста. Жаль было прерывать собеседницу, но нельзя ведь не спросить, откуда деньги на реализацию новой амбиционной программы.

- К сожалению, министерство просвещения не субсидирует ИГУМ. Наш бюджет складывается из тех средств, которые вкладывают в нашу программу родители. Именно они оплачивают те педагогические услуги, которые мы представляем их чадам. Цель - создать и развить новую элиту. Приняв в наши ряды доктора Фридину и ее Роба, мы хотим, чтобы они помогли воспитателям, связанным с Ассоциацией. Извините за набившие оскомину слова, но иначе не скажешь: мы хотим идти в ногу со временем.

- Вот как? Но ведь в Соединенных Штатах, например, в детские сады роботов еще не приглашали. Или я ошибаюсь?

- Вы правы. Однако наша Ассоциация делает немало такого, что еще не опробовали коллеги в других странах, даже самых передовых. Мы впервые в Израиле начали работать по идеям выдающегося русского педагога и психолога Льва Выготского. Напомню один из главных постулатов его программы: развитие детей следует начинать с трех лет. Именно в этом возрасте дети могут воспринять гораздо больше, чем им дают. Причем через игру, которая, по мысли ученого, способна вызывать положительные эмоции. А эмоции, в свою очередь, содействуют развитию гармоничной личности. Так мы и делаем: дети, которых воспитывают в детских садах нашей Ассоциации, именно с трех лет изучают дополнительно и математику, и основы научных знаний, и два языка - иврит и английский, и музыку, рисование, спорт. А начиная с нового учебного года, у них появится возможность прямого общения с роботом.

Диагноз: дефицит внимания

Казалось бы, на этой, как принято говорить, оптимистической ноте стоило бы и завершить репортаж. Однако не до конца выясненным оставался вопрос о месте исследований лаборатории д-ра Фридиной в мировой практике. Тем более что при встречах с пишущей братией Марина не устает утверждать: мы первые в этой области. Оказывается, в ходе международных встреч возникло сотрудничество с одной из японских лабораторий робототехники.

- Вообще заграничные коллеги воспринимают мои работы на «ура», - подчеркнула собеседница. - После возвращения почти со всех международных встреч мы получаем из-за рубежа немало предложений о сотрудничестве. Причем главное, что интересует иностранных коллег и конкурентов, - наши исследования не только в сфере воспитания детей, посещающих детские сады, а и первые опыты, связанные с проблемами дефицита внимания и попытками использовать воспитательные возможности роботов в преодолении страшной болезни - детского церебрального паралича. Впервые сообщение об исследованиях, ведущихся в этой области, прозвучало на Международной конференции по робототехнике и интеллектуальным системам (IROS), проходившей в прошлом году в США. Доклад на секции «Мотивационные аспекты роботики в физиотерапии и ЛФК (лечебной физической культуре)» вызвал довольно широкий резонанс, так как затрагивал не только воспитательный, но и медицинский аспект разработок.

Так еще в начале наших встреч с Мариной возникла медицинская тема, затронуть которую я обещал в первых строках сей публикации. Впрочем, моя собеседница посоветовала обратиться за разъяснениями к своему коллеге, физиотерапевту, доктору Марку Белокопытову.

- Синдром дефицита внимания и гиперактивности (сокращенно СДВГ) - расстройство, которое встречается вне зависимости от географии, - подчеркнул врач-физиотерапевт. - По данным Соединенных Штатов, это расстройство присутствует у 3-5 процентов людей. В Израиле статистика схожая. У детей, в том числе и у дошкольников, оно выражается в трудностях с концентрацией внимания и плохо управляемой импульсивностью. К основным проявлениям синдрома относят чрезмерную неусидчивость, суетливость и двигательную подвижность ребенка. Он не может играть в спокойные игры, не в состоянии сосредоточиться на задании и закончить его, зачастую бросает одно занятие и начинает другое, не закончив которого, переходит к следующему. Более чем у половины детей с синдромом СДВГ наблюдаются проблемы с дисциплиной, у четверти - с учебой.

По утверждению д-ра Белокопытова, использование социального робота может помочь детям с СДВГ. Робот лучше подстраивается к состоянию ребенка, способен дольше удерживать внимание малыша с СДВГ, перенаправлять его избыточную энергию на более интенсивную игру, на игру с физическими упражнениями. И, конечно, у робота никогда не кончается терпение, которое так необходимо при работе с детьми, отягощенными этим синдромом. Уже доказано исследованиями, что роботы способны помочь детям не только улучшить оценки, но и снизить дозу приема лекарств, а то и вообще отказаться от них.

Группа Фридиной и Белокопытова провела ряд успешных экспериментов по использованию социального робота при работе с детьми, страдающими церебральным параличом (ДЦП). Напомним: ДЦП - это врожденное заболевание, одна из его характеристик - нарушение контроля над движениями. Двигательные способности детей с ДЦП развиваются замедленно и с трудом, судороги не дают совершать точные и плавные движения, постоянное мышечное напряжение приводит к изменениям суставов и костей, к болям. Дети с ДЦП с самого рождения регулярно, систематично и непрерывно проходят физиотерапевтическое лечение, которое требует больших физических и волевых усилий. Когда же на занятия по физиотерапии вместе с доктором приходит робот, тяжелая рутинная практика сразу приобретает другой вид. Занятие лечебной физкультурой превращается в игру с новым механическим другом, и ребенок не замечает, что в процессе занятий андроид подыгрывает физиотерапевту. Высокая мотивация ребенка во время таких уроков и их яркая эмоциональная окраска приводит к более существенному лечебному результату. Робот не может наскучить, так как умеет менять свое поведение, подстраиваясь под характер ребенка и его настроение.

Есть и еще один важный момент... Сегодня практическая реабилитационная физиотерапия сильно отстает от научных изысканий и достижений последних 20 лет. Результаты исследований по поводу того, какие упражнения лучше выполнять, в какой последовательности и с какой интенсивностью, мало используются на практике. Робот способен помочь физиотерапевту в этой проблеме. В ходе игры он может проводить функциональные замеры и, в соответствии с состоянием ребенка и его успехами в лечении, подсказать физиотерапевту, как и какие упражнения предпочтительнее выполнять, как построить лечебную сессию, на что обратить внимание.

Кроме того, играя с ребенком, робот способен помогать и другим специалистам. Например, на занятиях по двигательному развитию робот предлагает игру с повторением сложных слов, а на занятии с логопедом инициирует выполнение тех движений, которые час назад применял, работая с ребенком, физиотерапевт.

И напоследок: в нынешнем году конференция IROS состоится в Португалии. Израильтяне Фридина и Белокопытов выступят на ней с новым докладом, обобщающим последние исследования. Как подчеркнул Марк, мотивация и эмоциональный статус в процессе реабилитации крайне важны и часто определяют успех реабилитационного процесса. На секции специалисты по робототехнике, физиотерапевты, психологи и специалисты по играм представят и обсудят использование роботов в реабилитации детей с ДЦП, уделив особое внимание аспектам повышения мотивации и эмоциональной стимуляции.

Нам же остается пожелать ученым удачи и повторить, но уже в другой редакции, определение «дефицит внимания». Как говорилось, такой диагноз не так уж редок при оценке психологического состояния некоторых детишек. К сожалению, мои собеседники оценили отношение к их исследованиям и разработкам со стороны государственных инстанций той же формулой.

Автор: Ефим Лоевский

На снимках: доктор Марина Фридина и Роб Социальный, робот из Ариэля ведет занятия в детском саду «Сакранель» (Реховот). Фото автора.

Газета «Новости недели», 23 августа 2012 г.

Публикуется с любезного разрешения редакции газеты.

 


comments powered by Disqus

Свежие статьи

  • Что с оплатой?

    15 марта детские сады и ясли, а также учебные центры ИГУМ, как и все другие учебные заведения Израиля прекратили работу по распоряжению правительства в связи с эпидемией короновируса. О сложившийся ситуации и о тех трудностях, в которых оказались…


    Подробнее »

  • Найти общий язык

    Представители Ассоциации учителей – репатриантов (ИГУМ) - педагогический координатор Ольга Флейшер и директор детского сада ИГУМ «Прахим» в Петах Тикве Людмила Смирнова приняли участие в заседаниях Круглого стола по вопросам образования, проходивших…


    Подробнее »

  • Ментальная арифметика в

    В "Чудо-школе" ИГУМ в Беэр-Шеве стартовал новый, интересный проект – ментальная арифметика, способный помочь ребенку уже с детства сформировать важные мыслительные навыки, необходимые для дальнейшего успешного образования и самостоятельной жизни.


    Подробнее »