Child–Robot Interaction in Education
Doktorsavhandling, 2017

Advances in the field of robotics in recent years have enabled the deployment of robots in a multitude of settings, and it is predicted that this will continue to increase, leading to a profound impact on society in the future. This thesis takes its starting point in educational robots; specifically the kind of robots that are designed to interact socially with children. Such robots are often modeled on humans, and made to express and/or perceive emotions, for the purpose of creating some social or emotional attachment in children. This thesis presents a research effort in which an empathic robotic tutor was developed and studied in a school setting, focusing on children’s interactions with the robot over time and across different educational scenarios. With support from the Responsible Research and Innovation Framework, this thesis furthermore sheds light on ethical dilemmas and the social desirability of implementing robots in future classrooms, seen from the eyes of teachers and students. The thesis concludes that children willingly follow instructions from a robotic tutor, and they may also develop a sense of connection with robots, treating them as social actors. However, children’s interactions with robots often break down in unconstrained classroom settings when expectations go unmet, making the potential gain of robots in education questionable. From an ethical perspective, there are many open questions regarding stakeholders’ concerns on matters of privacy, roles and
responsibility, as well as unintended consequences. These issues need to be dealt with when attempting to implement autonomous robots in education on a larger scale.

ethics

stakeholders

education

child–robot interaction

robotics

responsible research and innovation

Torg Grön, Patricia, Forskningsgången 6, Göteborg
Opponent: Assoc. Prof. Amanda Sharkey, Department of Computer Science, the University of Sheffield

Författare

Sofia Serholt

Göteborgs universitet

Breakdowns in children's interactions with a robotic tutor: A longitudinal study

Computers in Human Behavior,; Vol. 81(2018)p. 250-264

Artikel i vetenskaplig tidskrift

The case of classroom robots: teachers’ deliberations on the ethical tensions

AI and Society,; Vol. 32(2017)p. 613-631

Artikel i vetenskaplig tidskrift

Robots Tutoring Children: Longitudinal Evaluation of Social Engagement in Child-Robot Interaction

Proceedings of the 9th Nordic Conference on Human-Computer Interaction,; (2016)

Paper i proceeding

Students' Normative Perspectives on Classroom Robots

What Social Robots Can and Should Do: Proceedings of Robophilosophy 2016 / TRANSOR 2016,; (2016)p. 240-251

Paper i proceeding

Comparing a Humanoid Tutor to a Human Tutor Delivering an Instructional Task to Children

2014 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots,; (2014)p. 1134-1141

Paper i proceeding

Teachers’ Views on the Use of Empathic Robotic Tutors in the Classroom

The 23rd IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication,; (2014)p. 955-960

Paper i proceeding

Framsteg inom robottekniken de senaste åren har möjliggjort användandet av robotar inom ett antal olika områden i samhället. Ett utmärkande exempel som studeras i denna avhandling är användningen av robotar för sociala ändamål, nämligen robotar som kan undervisa och interagera med barn i skolan. Syftet med denna avhandling är att utforska och diskutera hur användandet av sådana robotar kan te sig i skolan, dels genom att studera hur barn i mellanstadiet interagerar med denna typ av robotar i en skolmiljö, och dels genom att undersöka lärares och elevers etiska och normativa perspektiv på framtida användning av robotar i skolan.

I avhandlingen presenteras resultatet från sex olika forskningsstudier, där de första tre studerar hur barn på en svensk grundskola interagerar med en humanoid robot utvecklad inom ett tre-årigt EU-projekt. I ett första experiment analyseras hur barnen reagerar på instruktioner som ges av roboten eller av en lärare. Resultatet visar att barnen är villiga att följa instruktioner från roboten, men till skillnad från i interaktionen med läraren, söker de inte hjälp från den. Den andra och tredje studien genomförs inom ramen för en tremånaders fältstudie, där barnens reaktioner på robotens sociala kommunikation, respektive hur och varför interaktionen misslyckas, analyseras. Resultatet från den andra studien visar att barnen besvarar robotens sociala kommunikation som om roboten var en social aktör, men detta minskar något över tid. I den tredje studien framgår det att interaktionen med roboten ofta misslyckas när roboten inte lyckas interagera på ett konsekvent och för barnen meningsfullt sätt.

I de andra tre studierna som presenteras i avhandlingen genomförs intervjuer med lärare, enkätundersökningar med elever, och slutligen fokusgrupper med lärare i Sverige, Storbritannien och England. Resultaten visar att lärare och elever ser ett flertal utmaningar kring användandet av robotar i skolan, såsom hur barns integritet kan säkerställas, hur barn kan påverkas av interaktion med robotar på sikt, samt vem som kan tänkas bära ansvaret för robotar i skolan, inte bara i relation till vad som sker i klassrummet, utan även i händelse av att oförutsedda och negativa konsekvenser inträffar av dess användning. Dessa etiska utmaningar bör hanteras innan robotar kan ses som en möjlig teknologi i skolan.

Advances in the field of robotics in recent years have made it possible to use robots for a variety of different purposes. One notable example is that of humanlike robots that interact socially with children, introducing the possibility to use such robots as tutors in education. This thesis is about exploring these new possibilities by studying how children interact with a robotic tutor in a school setting, as well as about ethical dilemmas and the social desirability of implementing robots in future classrooms, seen from the eyes of teachers and students.

The results obtained through a field experiment and a longitudinal field study show that children comply with a robot’s instruction, respond socially towards it, but also that interactions frequently break down when the robot fails to interact in a consistent and meaningful way.

From an ethical perspective, the results obtained in studies with teachers and students show that there are many open questions and concerns associated with moving social robots into education. This includes how children’s rights to privacy can be guaranteed, what roles robots should have, and who should take responsibility for a robot, not only in the actual classroom, but also if unintended consequences occur. These issues need to be dealt with when attempting to implement autonomous robots in education on a larger scale.

Styrkeområden

Informations- och kommunikationsteknik

Ämneskategorier

Utbildningsvetenskap

Etik

Interaktionsteknik

ISBN

978-91-88245-00-7

Utgivare

Göteborgs universitet

Torg Grön, Patricia, Forskningsgången 6, Göteborg

Opponent: Assoc. Prof. Amanda Sharkey, Department of Computer Science, the University of Sheffield

Mer information

Senast uppdaterat

2018-08-21