訪談 | 德國學者談人形機器人在教育上的應用

Ilona Buchem 是德國柏林應用技術大學（BHT）傳播學實驗室的負責人和媒體傳播教授。 她聚焦於人形機器人在教育中的應用研究，開發了許多項目，利用機器人促進課堂活動，幫助學生以有趣的、互動式的方式學習語言、數學、商業和專案管理策略。

作為歐洲技術增強學習協會（EATEL）教育機器人特別興趣小組（EduRobotX）的發起人和主席之一、致力於人形機器人的跨學科研究網絡HARMONIK 的成員，Ilona Buchem的研究多次獲獎，最近的一次是 AHFE 2022年最佳論文獎。

2023年6月，AACE Review 與 Buchem 教授進行了訪談，探討人形機器人在教育上的應用前景。

您是如何對人形機器人在教育上的應用產生興趣的？

多年來，我一直倡導在技術增強學習領域使用新興技術，探索最新技術的應用與潛力。 開始我的研究方向是使用移動和可穿戴技術進行學習，後來研究重點轉向了人形機器人，以及如何將這些尖端技術應用於教學，尤其是用這些技術加強教學中的社會互動和小組協作。

與其他缺乏類人特徵的技術相比，人形機器人能夠以更自然直觀的方式與人互動。 人形機器人可以支援現實空間中的學習，用臉部表情、肢體語言、聲音和語音與人類交流，使互動更具吸引力。 人們也可以透過程式設計來促進機器人與人類的互動，例如在基於群體或基於專案的協作學習場景中。 此外，人形機器人具有被視為社會實體的優勢，能與學習者建立情感聯繫，有助於激勵學習。

同時，人形機器人可以承擔排序、組織和計時等日常任務，讓教師將時間和精力投入更深入和個人化的課堂教學。 它的教學應用非常廣泛，不僅限於 STEM 領域，在藝術、語言、商業等學科的課堂中也能一展身手。 而且，人形機器人可以為學生創造一個低壓力的環境，進行耐心且不加以評判的互動，避免緊張焦慮。

您能舉例說明這些機器人在課堂中扮演了怎樣的角色嗎？

人形機器人可以成為老師的助手，但它們並非試圖取代人類教師，也無法取代人類教師。 相反，人形機器人可以作為輔助工具和教育技術，為課堂上的參與和互動創造新的可能性。 人形機器人的具體應用取決於教育背景、主題、目標群體和特定教育目標。 以下是人形機器人在教學中通常扮演的角色：

互動學習促進者：人形機器人可以吸引學生參與課堂互動，進而促進學習。 例如，它們可以進行遊戲、測驗或模擬，並為學生提供回饋和鼓勵。

協作學習的促進者：人形機器人可以引導小組活動，鼓勵團隊合作，促進學生之間的溝通。 它們可以為小組活動分配角色，調節討論，促進參與，從而增強協作學習體驗。

概念示範：人形機器人可以作為視覺輔助工具，示範一些僅透過文字或圖像難以解釋的概念。 例如，它們可以透過肢體語言進行演示，使知識更加有形、不易忘記。

個人化輔導：人形機器人可以提供個人化輔導。 它們可以評估個別學生的學習需求，追蹤進度，提供針對性的支持和指導，讓學生能夠按照自己的步調學習。

特殊需求支援：人形機器人可以幫助有特殊需求的學生。 例如，對於有社交障礙的學生，它們可以提供持續互動、重複練習、個人化回饋，並創造一個安全、不批判的環境來支持他們的社交技能發展。

並非每個人都對教育機器人充滿期待，您是如何應對師生在這方面的擔憂的？

是的，並不是每個人都對在課堂上應用人形機器人感到興奮，解決他們的擔憂是非常必要的。 我遇到的一些常見擔憂主要圍繞著科技的複雜性和模糊性（即不知道人形機器人的工作方式與背後邏輯），也有人擔心失去課堂中人與人間的聯繫，或對道德、隱私和資料安全 感到擔憂。 其他一些擔憂更為宏大，考慮的是機器人和人工智慧是否會取代人類。 此外，也有人將機器人與傳統教學方法進行比較，探討機器人能否有效提升教學成果。 最後，在實際應用層面，師生可能對機器人在教育環境中的技術可靠性與普及性有疑慮。

需要強調的是，將機器人應用於教育旨在促進教學，而非取代人類。 就像我之前提到的，人形機器人應融入以人類教師為核心的學習環境中，幫助教師專注於需要人類專業知識的課堂活動。

此外，應努力以普及、包容且負責的方式使用人形機器人，考慮到諸如價格、透明度和可用性等因素，以及在教育環境中使用機器人的道德準則。 從我的角度來看，教師和學生都必須了解此類技術的工作方式與潛在好處。 此外，每當我們在課堂上使用人形機器人時，我們都會向學生介紹技術，包括帶有感測器的硬體及其背後的編程，以提陞技術透明度。 這些都能為師生做好準備，幫助他們接受機器人、應用機器人。

當看到您提供的圖片和報告時，我發現自己立即將技術擬人化，開始像對待人一樣對待機器。 當學生與機器人之間形成情感連結時，你會怎麼做？ 這是否會帶來一些問題？

與機器人產生情感紐帶並不罕見，這是人類心理的一個迷人面向。 我們傾向於將機器人人格化，並與表現出某些人類特徵的人形機器人建立情感聯繫。 其中的好處是，對機器人的情感依附可以增強學習過程中的參與、積極性和陪伴感。 學生可能會覺得與機器人互動更舒服，特別是當他們有社交焦慮或害怕人類評判時。

當然，與人形機器人建立強烈情感紐帶也可能導致學生過度依賴機器人。 因此，促進對人機互動的理解並確保人形機器人在課堂中的平衡整合至關重要。 在課堂環境中，人類教師和同學仍處於核心地位，人類的指導、同理心和理解仍然是學習過程中的核心要素。 總的來說，情感連結本身既非絕對必要也不存在問題，而是一種幫助教育工作者引導學生對人形機器人形成健康正確使用態度的機會。

您在工作中使用了各種各樣的機器人模型，對於特定的任務，不同的機器人有不同的優勢嗎？

不同的人形機器人確實有不同的功能特性，適合特定的教學目標。 例如，NAO 機器人非常適合需要身體動作和手勢的場景，而 Pepper 機器人更適合要用平板電腦顯示內容或讓機器人在教室裡移動的場景。 教學者應基於各類機器人的能力評估及對其優勢與限制的理解，為特定任務選擇最適合的機器人。

生成式人工智慧的進步是否會與人形機器人產生協同效應，進而影響學生的學習體驗？

生成式人工智慧的進步確實可以與人形機器人產生協同效應，在很大程度上影響學生的學習體驗和結果。 GPT模型等生成式人工智慧有助於產生和情境相關的內容，可以增強機器人的互動能力，從而帶來更有效且吸引人的學習體驗。 有了人工智慧的加持，人形機器人可以更好地理解和回應學生的提問，提供更細緻的解釋，參與更複雜的對話。 這將大大加強教學互動體驗。

此外，配備了生成式人工智慧的人形機器人可以促進多模態學習體驗，例如透過生成視覺效果來補充語音和觸覺上的互動。 這種語言、視覺和互動元素的結合可能促進更深層的理解、參與和知識保留。

最後，整合了生成式人工智慧的人形機器人可以更好地分析學生反應，評估他們的進步，並產生具體的回饋或改進建議。 這種個人化的回饋可以促進自主學習，幫助學生有效解決個人學習需求。 同時，用戶需要注意確保資料隱私、解決偏見和保持人工智慧機器人整合的透明度。

人形機器人是在教學人力短缺時支持教育的強大工具，但它們似乎也較昂貴。 您能談談學校在採用和維護人形機器人時所面臨的挑戰嗎？

對學校而言，採用和維護人形機器人的必要技術支援確實可能帶來挑戰。 取得和維護人形機器人可能是一項重大的投資，涉及初始購買成本、持續維護、維修和軟體更新，以及培訓教師和技術人員相關費用。

此外，將人形機器人整合到教室中需要學校擁有強大的基礎設施，包括可靠的網路連線和適當的硬體（例如用於編程的筆記本和基於伺服器或雲端的解決方案）。 需要技術人員為機器人編程，排除常見問題，完成定期維護。 學校也需要花時間設計評估以人形機器人為基礎的教學方案，發展和管理相應內容。

另一個挑戰可能是製定並遵守明確的使用政策，確保以道德和負責的方式使用人形機器人和人工智慧。 學校可以透過與不同方合作來應對這些挑戰，尋求資金來源，提供培訓支持，並將人形機器人的使用與教育目標保持一致。

如果讓您預測未來，您認為未來十年人形機器人在教育中的作用會如何演變？

根據目前的發展趨勢，教育領域的人形機器人可能會朝著更無縫的互動和協作夥伴發展，具有更高的可近性，並提供增強適應性學習體驗的功能。 如果人形機器人在成本下降的同時持續發展，我們便能期待其在教育場景中更廣泛的應用。 更多的學校和機構可以採用這些機器人，惠及全世界的師生，為各類的學習者創造機會，包括那些生活在貧困地區或面臨肢體、認知和語言障礙的學生。

隨著人工智慧的進步，人形機器人的能力會進一步提高，更能理解個別學習者的行為和需求，追蹤學習進度，提供客製化的指導回饋。 此外，未來的人形機器人可能會更好地理解和回應學生的情緒狀態，可以提供同理心支持、情感指導和社交訓練，有助於學生的整體福祉和社交情感學習。

最後，人形機器人可以與其他數位技術無縫集成，如穿戴式科技、擴增實境或虛擬現實，創造更身臨其境的互動學習體驗。 當然，確保資料隱私、消除偏見和建立負責任使用機器人的標準肯定會變得更為重要。

彩蛋

最後，記者問了 NAO 一個問題

你認為你和 Ilona 教授相比，誰是更好的老師？

在課堂上，我們相得益彰！ 但實話告訴你，我的能力取決於他們對我的規劃。 沒有教授，就沒有課堂，就沒有學生，就沒有學習。 如果你更喜歡一個能擁抱你、與你分享智慧和經驗、用他們的人情味吸引你的老師，那麼，我想你知道該選擇誰！