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Le robot social de l’Université de Tel-Aviv qui décuple la réussite des élèves

Une étude originale menée par le Dr. Goren Gordon du Laboratoire de curiosité de la Faculté d'ingénierie de l'Université de Tel-Aviv et le Dr. Einat Gonen du Département de langue hébraïque de la Faculté des sciences humaines a montré que l'apprentissage expérientiel par le biais de robots sociaux peut améliorer les résultats des enfants de près de 50%. Le robot mis au point à l’Université est prévu pour le moment pour aider à enseigner les racines de la langue hébraïque aux enfants de l’école maternelle et du cours préparatoire.

Robot et enfantL'étude doit être prochainement publiée dans la revue International Journal of Social Robotics.

Mis au point dans le laboratoire de curiosité du Dr. Gordon à l’Université de Tel-Aviv par le doctorant Omer Gvirtzman, le robot Patrick a été développé en collaboration avec le Dr. Einat Gonen qui a créé une méthode originale et ludique pour enseigner les racines linguistiques. « C’est l’un des domaines les plus difficiles à faire comprendre aux enfants », explique le Dr. Gordon. « C’est pourquoi nous avons pensé qu’un robot pourrait nous aider à le faire ».

Apprendre par l'expérience

Appliquant le principe selon lequel le point de départ de l’apprentissage est l’expérience concrète, le robot enseigne aux enfants par des jeux. Il possède également des algorithmes qui lui permettent de s’adapter au niveau de chaque apprenant.

Robot 3Constitué de pièces imprimées en trois D et assemblées dans le laboratoire de curiosité de l’Université de Tel-Aviv, Patrick comprend une caméra tridimensionnelle intégrée qui lui permet d’identifier les visages et de les observer, afin d’établir une interaction sociale : « L’une des choses les plus importantes dans une interaction que ce soit avec un robot social ou avec une personne, c’est de se regarder mutuellement, d’établir un lien social en fait », explique le Dr. Gordon. Le robot lui-même est revêtu d’un costume changeable qui lui permet d’adopter divers aspects extérieurs. Pour le moment il possède un deuxième avatar surnommé Tutti. La voix de Patrick est celle de Doron Gordon, fils du Dr. Goren Gordon âgé de 9 ans, et Tutti utilise la voix de Yuval Gonen, la fille du Dr. Einat Gonen.

L'étude a porté sur 50 enfants âgés de 5 à 9 ans, qui ont appris à identifier des racines hébraïques courantes et des noms propres. Dans une première étape de l'étude, après un entrainement rapide, les chercheurs ont vérifié l'état de leurs connaissances préalables, acquises à l'école. Il s'est avéré que même les plus grands enfants du groupe ont fait preuve d'une faible capacité à identifier les racines des mots. sur dix questions qui leur ont été posées les enfants ont bien répond à 1,9 questions en moyenne. 

Un assistant d'enseignement

Dans une étape suivante, les enfants ont participé pendant 3 semaines à 3 à 5 leçons de 7 à 15 minutes en moyenne, au cours desquelles le robot leur a appris à identifier des racines courantes et des noms communs, au moyen d'une série de questions réponses présentant des mots et leur racine sur un rythme récurrent. Mais contrairement à une leçon en classe où les enfants sont assis, le robot Patrick a fait réaliser aux enfants diverses activités en même temps qu'il leur demandait d'identifier les racines. Par exemple, il les a fait sauter sur place en criant la racine du vers "sauter", ou sourire en prononcer la racine du verbe "sourire". Puis Patrick a donné la réponse exacte en félicitant les enfants de leur participation.     

A la fin de l'expérience, les connaissances démontrées par les enfants ont fait un bond en avant de 20% de réponses correctes à 70% (7,7 réponses exactes sur 10 au lieu de 1,9). Autre point à signaler: les résultats ont été les mêmes chez les enfants plus âgés et chez les enfants les plus jeunes, de l'âge de la maternelle.

omer gvirzman580« Au laboratoire de curiosité nous travaillons à la mise au point de robots sociaux dans des buts d'éducation, de manière à pouvoir enseigner des contenus de manière expérientielle et ludique à moindre coût », explique le Dr. Gordon. « Patrick, par exemple, est adapté à la méthode d'enseignement développée par le Dr. Gonen, basée sur l'inculcation d'une conscience morphologique active pour l'identification de racines linguistiques pendant l'enfance». 

Alors plus besoin de professeurs ? « Bien sûr que si, et c’est très important de le dire », répond le Dr. Gordon. « Le robot est en fait un ‘assistant d’enseignement’ en classe, mais il faut un professeur qui enseigne le contenu. Il faut également noter que cette plateforme est très bon marché, ce qui la rend accessible pour de nombreuses applications. A l'époque du corona où le système éducation a besoin de solutions créatives, l'enseignement par les robots mené par petits groupes de manière ludique peut sans aucun doute aider les institutions à s'organiser tout en respectant les instructions du Ministère de la santé », ajoute-t-il. 

« Les robots peuvent transmettre du contenu dans divers contextes, en cours privé, en groupe ou devant une classe. Dans le domaine de la linguistique les robots sociaux peuvent rapprocher les enfants de la langue, créer une expérience de réussite et fixer un seuil d'apprentissage élevé dès l'enfance, de manière à poser une infrastructure cognitive qui sera approfondie par la suite. Les enseignants restent bien sûr la base de l'enseignement en classe, mais les robots peuvent beaucoup enrichir l'expérience d'apprentissage, voire même enseigner des matières qui ne sont pas enseignées normalement».

Le robot est pour le moment à l’essai dans plusieurs projets pilotes menés auprès de petits groupes dans des écoles primaires et des jardins d’enfants.

Robot en classe

 

Photos:

1. 2. 4. : Le robot en costume, sans son costume et en classe. Captures d'écran de l'émission "Olam Haboker" de la Chaine 13 de la télévision israélienne.

3. : Omer Gvizman et ses robots sociaux (crédit: Noam Tor).

 

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