Roboter hilft beim Lernen der sozialen Fähigkeiten von Säuglingen
Universitätsforscher versuchen, einen Babyroboter zu entwickeln, der soziale Fähigkeiten erlernen kann.
Die Initiative ist Teil der Bemühungen, das Verständnis der menschlichen kognitiven Entwicklung zu fördern.
Entwicklungspsychologen und Informatiker der University of Miami (UM) der University of California in San Diego (UC San Diego) untersuchen die Interaktionen zwischen Kind und Mutter und hoffen, ihre Ergebnisse in das neue Robotermodell umsetzen zu können.
In der ersten Phase des Projekts wurden die persönlichen Interaktionen zwischen Mutter und Kind untersucht, um zu lernen, wie vorhersehbar frühe Kommunikation ist, und um zu verstehen, was Babys brauchen, um absichtlich zu handeln.
Die Ergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift veröffentlicht Neuronale Netze in einer Studie mit dem Titel "Anwendung von maschinellem Lernen auf die Interaktion von Säuglingen: Die Entwicklung steckt im Detail."
Die Wissenschaftler untersuchten 13 Mütter und Babys im Alter zwischen 1 und 6 Monaten, während sie wöchentlich in Abständen von fünf Minuten spielten. Es gab ungefähr 14 Sitzungen pro Dyade. Die Laborsitzungen wurden auf Video aufgezeichnet und die Forscher verwendeten einen interdisziplinären Ansatz, um ihr Verhalten zu verstehen.
Die Forscher fanden heraus, dass Babys in den ersten sechs Lebensmonaten Turn-Taking-Fähigkeiten entwickeln, der erste Schritt zu komplexeren menschlichen Interaktionen.
Laut der Studie finden Babys und Mütter ein Muster in ihrem Spiel, und dieses Muster wird mit zunehmendem Alter stabiler und vorhersehbarer, erklärt Daniel Messinger, außerordentlicher Professor für Psychologie am UM College of Arts and Sciences und Hauptforscher der Studie.
„Wenn Babys älter werden, entwickeln sie mit ihren Müttern ein Muster“, sagt Messinger.
„Wenn das Baby lächelt, lächelt die Mutter. Dann hört das Baby auf zu lächeln und die Mutter hört auf zu lächeln, und die Babys lernen zu erwarten, dass jemand auf eine bestimmte Weise auf sie reagiert “, sagt er. "Schließlich lernt das Baby auch, auf die Mutter zu reagieren."
Die nächste Phase des Projekts besteht darin, die Ergebnisse zu nutzen, um einen Babyroboter mit grundlegenden sozialen Fähigkeiten und der Fähigkeit, kompliziertere Interaktionen zu lernen, zu programmieren. Der Name des Roboters ist Diego-San. Er ist 1,3 Meter groß und einem 1-jährigen Kind nachempfunden. Der Bau des Roboters war ein Joint Venture zwischen Kokoro Dreams und dem Machine Perception Laboratory an der UC San Diego.
Der Roboter muss seinen Blick von Menschen auf Objekte richten, die auf denselben Prinzipien basieren, die Babys beim Spielen und Entwickeln zu verwenden scheinen. „Eine wichtige Erkenntnis hierbei ist, dass Säuglinge am wahrscheinlichsten ihren Blick verschieben, wenn sie dies als letzte während der Interaktion tun“, sagt Messinger.
"Am wichtigsten ist, wie lange ein Baby etwas ansieht, nicht was es anschaut."
Der Prozess schließt sich. Die Babys bringen den Forschern bei, wie man den Roboter programmiert, und beim Training des Roboters erhalten die Forscher Einblick in den Prozess der Entwicklung des menschlichen Verhaltens, erklärt Paul Ruvolo, Doktorand am Institut für Informatik der UC San Diego und Mitautor der Studie .
„Ein einzigartiger Aspekt dieses Projekts ist, dass wir über modernste Tools verfügen, um die Entwicklung sowohl auf der Seite der Robotik als auch der Entwicklungspsychologie zu untersuchen“, sagt Ruvolo.
„Auf der Roboterseite haben wir einen Roboter, der der Komplexität des menschlichen Motorsystems mechanisch sehr nahe kommt, und auf der Seite der Entwicklungspsychologie haben wir eine feinkörnige Bewegungserfassung und Videoaufzeichnung, die die Aktion des Mutterkindes detailliert zeigt“, sagt er .
"Es ist das Zusammenspiel dieser beiden Methoden zur Untersuchung des Entwicklungsprozesses, das uns so begeistert hat."
Letztendlich wird der Babyroboter den Wissenschaftlern ein Verständnis dafür vermitteln, was ein Baby zur Kommunikation motiviert, und dabei helfen, Fragen zur Entwicklung des menschlichen Lernens zu beantworten. Diese Studie wird von der National Science Foundation finanziert.
Quelle: Universität von Miami
