Hoe en voor welke onderdelen van taal en rekenen kan een robot ingezet worden als leermiddel?

Tijdens de versnellingsvraag rond de inzet van een robot in het onderwijs, is er gekozen om te werken met een humanoïde robot, in dit geval de NAO robot. Maar wat is een humanoïde robot eigenlijk precies? En wat is het effect van zo’n robot in het onderwijs?

Een robot is eigenlijk niets anders dan een machine die programmeerbaar is. Toch zijn er veel robots die een  menselijk of dierlijk uiterlijk hebben. Bijvoorbeeld een speelgoed robothond, een huishoudrobot of een robot uit een film zoals WALL-E of R2-D2. 

Overal gezichten zien

Al deze robots hebben een voor ons bekende lichaamsvorm: twee benen, twee armen, een torso en een hoofd. Maar het is vooral een gezicht met twee ogen dat een zeer primaire reactie bij de mens veroorzaakt. Als overlevingsstrategie zoekt ons oerbrein overal herkenningspunten in, vooral gezichten. Bijvoorbeeld een wolk waar we ineens een gezicht in zien, een auto of een huis. Deze reflex is zo diepgeworteld, dat de vorm van twee ogen en een mond, een van de eerste is die een pasgeboren baby herkent. We kennen een niet-menselijk object met een gezicht vaak onbewust menselijke eigenschappen toe. Een humanoïde robot die eruit ziet als een mens veroorzaakt daarom ook enigszins dezelfde verwachtingen als van een echt mens. Hierdoor gaan we als gebruiker, de robot ook als zodanig behandelen. 

De griezelvallei

Is dat effect sterker, naarmate een robot meer op een mens lijkt? Nee, daar zit een grens aan. Wanneer een robot ‘te veel’ op een mens lijkt, ervaren we dit als onprettig. Dit effect staat bekend als ‘the uncanny valley’ ofwel de ‘griezelvallei’ en zorgt juist voor afkeer. Als het gaat om robots in het onderwijs, zijn het dus machines in de vorm van een mens, maar het blijven wel overduidelijk zichtbaar robots. Een humanoïde robot ziet er niet alleen menselijk uit,  maar heeft ook menselijke zintuigen, zoals spraak en zicht en vertoont sociaal gedrag. 

Onder toeziend oog

Uit de Kennisrotonde van het Nationaal Regieorgaan Onderwijsonderzoek (NRO) dat voor deze versnellingsvraag uitgevoerd is, blijkt bijvoorbeeld dat leerlingen zich anders gedragen bij een ‘machine’ in vergelijking met een humanoïde robot. Een oefening die op de computer uitgevoerd wordt, heeft andere resultaten dan dezelfde oefening onder het ‘toeziend oog’ van een humanoïde robot. Wanneer de robot sociaal gedrag vertoont, zijn de leerlingen meer aandachtig en betrokken, zo wordt er voorzichtig geconcludeerd. 

Alsof het hun vriendje is

Een voorbeeld van dit sociaal gedrag, is intonatie. Leest een robot met intonatie voor, dan leren de kinderen meer. Een robot zonder intonatie verliest al snel de aandacht van de leerlingen, blijkt uit onderzoek van Westland (2017). Denk ook aan een robot die een kind met de ogen volgt, gebaren en complimenten maakt of over zichzelf vertelt. Kinderen rapporteren in een onderzoek van Konijn en Hoorn (2016) bijvoorbeeld: “De robot kijkt je aan en je moet wel reageren.” De observaties tijdens het onderzoek lieten zien dat kinderen direct en spontaan reageren op humanoïde robots, alsof het hun vriendje is. 

Ook ervaren de leerlingen de robot als een ‘rechtvaardige’ actor. Een robot krijgt niets mee van individuele verschillen in achtergrond die een leraar mogelijk wel (onbewust) beïnvloeden, en behandelt iedere leerling daardoor gelijk. En robots hebben eindeloos geduld voor herhalende taken. 

Robot hoeft niet naar hobby’s te vragen

Een kanttekening bij de inzet van robots is, dat ze niet altijd betere leerprestaties stimuleren en dat ze in sommige gevallen juist afleiden. Er wordt veel onderzoek gedaan naar de sociale gedragingen van een robot, maar de resultaten variëren sterk. Het is ook nog niet altijd duidelijk welk gedrag van de robot precies een bepaald resultaat veroorzaakt in het gedrag van de leerling. Voor onderzoekers is het uitdagend om de oorzaak en het effect daarvan te isoleren. 

Zo blijkt bijvoorbeeld dat een robot die de naam van het kind gebruikt, informatie over zichzelf geeft, vraagt naar hobby’s en complimenten geeft - geen meerwaarde heeft voor het leren boven een robot die dit niet doet (Kennedy, 2016). Maar uit een ander onderzoek van Kennedy, blijkt dat fysieke nabijheid wel weer een direct positief verband laat zien met leerprestaties. 

Meer onderzoek nodig

De gevonden variatie in leerprestaties bij verschillende vormen van sociaal gedrag van de robot, kan volgens de onderzoekers van de Kennisrotonde te maken hebben met allerlei factoren. Bijvoorbeeld de leeftijd en het leerniveau van de leerling. Leerlingen met een lager leerniveau lijken zich bijvoorbeeld gemakkelijker te laten afleiden door sociaal gedrag van de robot. Wanneer sociaal gedrag van de robot gericht is op het beter volbrengen van een leertaak, dan heeft het weer wel een meerwaarde. 

Het lijkt er dus op dat een humanoïde robot, juist door de mensachtige vorm, een positief effect kan hebben op de aandacht en betrokkenheid van leerlingen. Maar het effect op de leeropbrengsten varieert nog sterk, afhankelijk van de context en het type leerling. Om dat daadwerkelijk goed vast te kunnen stellen is meer onderzoek nodig.

Meer lezen over de genoemde onderzoeksresultaten? Bekijk het rapport van de Kennisrotonde: ‘Leren kinderen op de basisschool van instructie door een humanoïde robot?’