TeachingBot: Robot Teacher for Human Handwriting

要約

人間に身体的スキルを教えるには、教師と学習者の間で 1 対 1 の対話が必要です。
人間の教師が不足しているため、このような教育形態は規模を拡大するという課題に直面しています。
ロボットは、複製可能な性質と物理的機能を備えており、ソリューションを提供します。
この研究では、人間の学習者に手書きを教えるために設計されたロボット システムである TeachingBot を紹介します。
私たちは、この教育課題において 2 つの主要な課題に取り組みます。それは、各学習者の固有のスタイルへの適応と、魅力的な学習体験の作成です。
TeachingBot は、学習者の手書きに基づく確率的学習アプローチを使用して、学習者のスタイルをキャプチャします。
次に、学習したスタイルに基づいて、可変インピーダンスで人間の学習者に物理的な指導を提供し、学習体験を魅力的なものにします。
15 人の被験者を対象とした被験者実験の結果は、TeachingBot の有効性を裏付けており、ベースライン手法と比較して人間の学習成果が向上していることを示しています。
さらに、TeachingBot が個々の学習者に合わせて指導アプローチをカスタマイズし、全体的なエンゲージメントと効果を向上させる方法を示します。

要約(オリジナル)

Teaching physical skills to humans requires one-on-one interaction between the teacher and the learner. With a shortage of human teachers, such a teaching mode faces the challenge of scaling up. Robots, with their replicable nature and physical capabilities, offer a solution. In this work, we present TeachingBot, a robotic system designed for teaching handwriting to human learners. We tackle two primary challenges in this teaching task: the adaptation to each learner’s unique style and the creation of an engaging learning experience. TeachingBot captures the learner’s style using a probabilistic learning approach based on the learner’s handwriting. Then, based on the learned style, it provides physical guidance to human learners with variable impedance to make the learning experience engaging. Results from human-subject experiments based on 15 human subjects support the effectiveness of TeachingBot, demonstrating improved human learning outcomes compared to baseline methods. Additionally, we illustrate how TeachingBot customizes its teaching approach for individual learners, leading to enhanced overall engagement and effectiveness.

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