[논문 리뷰] Physical extracurricular activities in educational child-robot interaction

Daniel Davison, Louisa Schindler외 1명|University of Twente Research Information|2016. 06. 08.

Teaching and Learning Programming참고 문헌 8인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 교육적 맥락에서 아이와 로봇 간의 신체적 외부 활동이 인식된 아이-로봇 관계를 향상시키는지 조사한다. 준구조화된 인터뷰와 누적 관계 점수를 사용하여, 개인적 측정 지표에는 유의미한 차이가 없지만 간섭군에서 전반적인 관계 점수가 통계적으로 높게 나타나, 공동의 신체 활동이 아이-로봇 유대감을 풍부하게 할 수 있음을 시사한다.

ABSTRACT

In an exploratory study on educational child-robot interaction we investigate the effect of alternating a learning activity with an additional shared activity. Our aim is to enhance and enrich the relationship between child and robot by introducing "physical extracurricular activities". This enriched relationship might ultimately influence the way the child and robot interact with the learning material. We use qualitative measurement techniques to evaluate the effect of the additional activity on the child-robot relationship. We also explore how these metrics can be integrated in a highly exploratory cumulative score for the relationship between child and robot. This cumulative score suggests a difference in the overall child-robot relationship between children who engage in a physical extracurricular activity with the robot, and children who only engage in the learning activity with the robot.

연구 동기 및 목표

• 아이와 로봇 간의 공유된 신체적 외부 활동을 도입함으로써 교육적 상호작용 중 인식된 아이-로봇 관계가 강화되는지 탐구하기.
• 그러한 활동이 아이, 로봇, 학습 자료로 구성된 삼자학습 맥락에서 이원관계 상호작용의 질에 어떻게 영향을 미치는지 조사하기.
• 다양한 질적 지표를 통합하여 아이-로봇 유대감을 나타내는 단일 지표로 사용할 수 있는 누적 관계 점수를 개발하고 평가하기.
• 로봇과의 신체적이고 비학업적인 상호작용이 학습 전용 상호작용보다 더 긍정적인 사회적 인식과 유대감을 유도하는지 평가하기.

제안 방법

• 구조화된 탐구 학습 과제를 수행하는 초등학생들이 사회적 로봇과 상호작용하는 탐색적 연구를 수행하였다.
• 간섭군에서 학습 과제 사이에 신체적 외부 활동(예: 균형 유지, 팔 움직임, 인지적 과제)을 도입하였다.
• 그림 작업(감정 카드 선택), 사회적 거리 작업, 사회측정 질문의 세 가지 구성 요소로 이루어진 준구조화된 인터뷰를 사용하였다.
• 다양한 질적 지표를 직관적으로 가중하여 아이-로봇 관계 질을 추정하는 누적 관계 점수를 개발하였다.
• 신체 활동이 포함된 간섭군과 학습 과제만 있는 대조군을 질적 및 탐색적 정량적 분석을 통해 비교하였다.
• 관계 발달이 학습 결과에 미치는 잠재적 역할을 프레임워크로 삼아 비고츠키의 사회적 지지 이론을 적용하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 로봇과 함께 공유된 신체적 외부 활동에 참여하는 것이 학습 전용 상호작용에 비해 아이가 로봇과 느끼는 관계를 향상시키는가?
• RQ2 감정 카드, 사회적 거리, 사회측정 선택과 같은 다양한 질적 지표는 아이-로봇 관계 질의 변화를 어떻게 반영하는가?
• RQ3 누적 관계 점수가 실험 조건 간의 아이-로봇 관계 질을 효과적으로 측정하고 구분할 수 있는가?
• RQ4 신체적 요소와 외부 활동 요소가 관계 풍부화에 독립적으로 또는 상호작용적으로 기여하는 정도는 어느 정도인가?

주요 결과

• 감정 카드 선택을 통해 관계를 묘사하는 그림 작업에서 간섭군은 더 긍정적인 감정을 보여주는 경향을 보였으며, 이는 관계 유대감 향상을 시사한다.
• 대부분의 개별 측정 도구(예: 사회적 거리, 사회측정 선택)는 조건 간에 통계적으로 유의미한 차이가 없어 결론적으로 불확실한 결과를 보였다.
• 직관적으로 가중된 지표에 기반한 누적 관계 점수는 통계적으로 유의미한 차이를 보였으며, 간섭군에서 대조군보다 높은 점수를 기록하였다.
• 대조군의 아이들은 경험을 종종 '지루하다'고 묘사하여, 간섭군에서 관찰되지 않는 참여도나 즐거움 문제를 암시한다.
• 짧은 상호작용과 주관적인 질적 도구를 사용할 경우 아이-로봇 관계 측정에 있어 방법론적 과제가 존재함을 연구는 드러냈다.
• 개별 지표가 불확실한 상황에서도 누적 분석은 공동의 신체 활동이 교육적 맥락에서 아이-로봇 관계를 풍부하게 할 수 있다는 유망한 증거를 제공한다.