Humanoid vo vzdelávaní: Ako ho využiť v školskom vzdelávacom procese

Humanoidné roboty už nie sú iba témou vedecko-fantastických filmov. Postupne sa stávajú súčasťou priemyslu, zdravotníctva, výskumu, služieb aj vzdelávania. Práve preto má zmysel, aby sa s nimi žiaci stretávali nielen prostredníctvom videí a učebníc, ale aj v reálnom prostredí.

Vzdelávací program s humanoidom v Atlantis Center Levice môže učiteľom poslúžiť ako praktické rozšírenie vyučovania informatiky, techniky, fyziky, matematiky, etickej výchovy či občianskej náuky. Jeho najväčšou hodnotou nie je samotný pohyb robota, ale množstvo otázok, ktoré môže u žiakov vyvolať.

Prepojenie teórie s reálnou technológiou

Jedným z problémov školského vzdelávania je, že mnohé témy zostávajú pre žiakov príliš abstraktné. Pojmy ako senzor, algoritmus, umelá inteligencia, programovanie, rovnováha, motorika či automatizácia sa často vysvetľujú iba slovne.

Pri humanoidnom robotovi môžu žiaci sledovať, ako sa tieto princípy prepájajú v jednom zariadení.

Na konkrétnom príklade môžu pochopiť:

• ako robot prijíma informácie zo svojho okolia,
• ako reaguje na pokyny,
• ako udržiava rovnováhu,
• ako sú koordinované jeho pohyby,
• prečo potrebuje senzory, motory a riadiaci systém,
• aký je rozdiel medzi naprogramovaným pohybom a samostatným rozhodovaním,
• aké limity majú dnešné humanoidné roboty.

Žiak tak nepracuje iba s definíciou. Vidí, ako sa poznatky z viacerých predmetov spájajú v praxi.

Medzipredmetové vzdelávanie

Humanoid je vhodný najmä preto, že nepatrí iba do jedného vyučovacieho predmetu. Umožňuje vytvárať prepojenia medzi technickými, prírodovednými aj spoločenskovednými témami.

Informatika

Na hodinách informatiky môže návšteva nadviazať na algoritmy, programovanie, umelú inteligenciu, spracovanie dát alebo komunikáciu medzi človekom a strojom.

Žiaci môžu premýšľať nad tým, aké kroky musí robot vykonať, aby splnil jednoduchú úlohu. Môžu vytvoriť vlastný slovný algoritmus pre podanie ruky, otočenie, mávanie alebo vstávanie.

Takáto aktivita pomáha pochopiť, že robot nevníma pokyn rovnakým spôsobom ako človek. Potrebuje presne definovaný postup.

Fyzika

Humanoid ponúka priestor na vysvetlenie rovnováhy, ťažiska, trenia, sily, energie a pohybu.

Žiaci môžu sledovať, prečo je chôdza po dvoch nohách pre robota náročná, ako sa mení jeho ťažisko a prečo musí neustále korigovať polohu tela.

Technika

V rámci techniky možno rozoberať konštrukciu robota, materiály, kĺby, motory, napájanie, batérie a bezpečnosť prevádzky.

Žiaci zároveň získavajú realistickejšiu predstavu o tom, koľko rôznych profesií sa podieľa na vývoji jedného humanoida.

Matematika

Pohyb robota možno prepojiť s uhlami, súradnicami, meraním vzdialenosti, rýchlosťou a časom.

Žiaci môžu napríklad odhadovať alebo počítať, koľko času robot potrebuje na vykonanie určitého pohybu, akú vzdialenosť prejde alebo pod akým uhlom musí zmeniť polohu končatiny.

Etická a občianska výchova

Humanoid prirodzene otvára aj spoločenské a etické otázky.

Mali by roboty nahrádzať ľudí? Kto nesie zodpovednosť za ich rozhodnutia? Kde by mala byť umelá inteligencia povolená a kde obmedzená? Môže robot poskytovať starostlivosť starším ľuďom? Ako ovplyvní robotizácia pracovný trh?

Tieto otázky nemajú vždy jednoznačnú odpoveď. Práve preto sú vhodné na diskusiu, argumentáciu a rozvoj kritického myslenia.

Ako návštevu využiť pred samotným programom

Vzdelávací efekt je výrazne vyšší, ak učiteľ žiakov na návštevu vopred pripraví.

Pred návštevou môžu žiaci:

• napísať, čo si predstavujú pod pojmom humanoid,
• odhadnúť, čo robot dokáže a čo ešte nedokáže,
• pripraviť otázky o jeho fungovaní,
• vyhľadať oblasti, v ktorých sa humanoidné roboty používajú,
• diskutovať o rozdieloch medzi robotom, počítačom a človekom,
• nakresliť vlastný návrh robota budúcnosti.

Učiteľ tak získa informáciu o tom, aké predstavy a omyly žiaci o robotike majú ešte pred osobným stretnutím s technológiou.

Aktívne pozorovanie počas programu

Počas prezentácie by žiaci nemali zostať iba pasívnymi divákmi. Môžu dostať konkrétne pozorovacie úlohy.

Môžu si všímať:

• ktoré pohyby humanoid vykonáva plynulo,
• pri ktorých činnostiach potrebuje viac času,
• ako reaguje na zmenu polohy,
• ktoré časti tela sa pri pohybe zapájajú,
• čo musí byť podľa nich vopred naprogramované,
• v čom sa jeho pohyb líši od pohybu človeka.

Takýto prístup mení ukážku robota na jednoduché pozorovanie a skúmanie.

Následné využitie v škole

Najväčšou chybou by bolo považovať návštevu za uzavretú aktivitu bez pokračovania. Humanoid môže byť východiskom pre ďalšie vyučovanie aj po návrate do školy.

Žiaci môžu spracovať:

• prezentáciu o humanoidnej robotike,
• referát o využití robotov v zdravotníctve alebo priemysle,
• návrh pravidiel bezpečného používania umelej inteligencie,
• krátku esej o tom, či roboty nahradia niektoré povolania,
• jednoduchý algoritmus pohybu robota,
• porovnanie ľudského tela a mechanickej konštrukcie humanoida,
• tímový projekt „Humanoid v roku 2040“.

Učiteľ môže tému využiť aj na diskusiu, projektové vyučovanie alebo skupinovú prácu.

Rozvoj kritického myslenia

Deti sa dnes často stretávajú s prehnanými tvrdeniami o umelej inteligencii a robotoch. Sociálne siete vytvárajú dojem, že humanoidné roboty už dokážu takmer všetko.

Priamy kontakt s reálnym humanoidom umožňuje žiakom vidieť nielen jeho schopnosti, ale aj obmedzenia.

Žiaci si môžu uvedomiť, že:

• robot nemusí rozumieť tomu, čo vykonáva,
• atraktívny pohyb ešte neznamená inteligenciu,
• každá technológia potrebuje človeka, ktorý ju navrhne a riadi,
• chyby môžu vzniknúť v programe, hardvéri aj pri obsluhe,
• technologický pokrok prináša výhody, ale aj riziká.

Práve realistické pochopenie možností a limitov technológií je dôležitou súčasťou digitálnej gramotnosti.

Podpora záujmu o technické odbory

Osobné stretnutie s humanoidom môže u niektorých žiakov vzbudiť záujem o programovanie, robotiku, elektrotechniku, strojárstvo, matematiku alebo vývoj umelej inteligencie.

Nie každý žiak sa bude týmto oblastiam venovať profesionálne. Napriek tomu je dôležité, aby rozumel svetu, v ktorom budú robotické a inteligentné systémy čoraz bežnejšie.

Vzdelávanie by preto nemalo žiakov pripravovať iba na používanie hotových technológií. Malo by im pomáhať porozumieť tomu, ako vznikajú, ako fungujú a aké dôsledky môže mať ich využívanie.

Humanoid ako nástroj moderného vzdelávania

Program s humanoidom v Atlantis Center Levice je vhodný najmä ako doplnok vyučovania a východisko pre ďalšie školské aktivity.

Jeho prínos spočíva v tom, že prepája viacero predmetov, podporuje otázky, diskusiu, pozorovanie a kritické hodnotenie technológií.

Humanoid by preto nemal byť vnímaný iba ako robot, ktorý predvedie niekoľko pohybov. V dobre pripravenom vzdelávacom procese sa môže stať praktickou pomôckou, prostredníctvom ktorej žiaci lepšie pochopia technológie, s ktorými sa budú v budúcnosti stretávať čoraz častejšie.