תַקצִיר
ודאי ראיתם סרטים שבהם רובוטים נוהגים במכוניות, משנעים מצרכים ונלחמים בקרבות חלל. אבל האם אי פעם חשבתם מה הרובוטים יכולים לעשות בשבילכם? בתחום שיתוף הפעולה בין אנשים לבין רובוטים, המדענים חוקרים כיצד רובוטים יכולים לעזור לאנשים, ומה אנשים חושבים על רובוטים. במאמר זה נפגוש שלושה ילדים בבית ספר מהעתיד, ונגלה מה הרובוטים עושים בשבילם, ואיך הם בכלל יודעים מה לעשות; בבית הספר, מיה נעזרת בחבר הרובוט שלה כדי ללמוד שפה זרה. לתום יש צרכים מיוחדים ורובוט בבית חולים עוזר לו ללמוד על רגשות ולהבין איך להסתדר עם אנשים אחרים. לבסוף, לדניאלה יש בבית רובוט שעוזר לה לקרוא. הוא גם משוחח עם אחיה ואחיותיה, ועוזר להוריה.
עוזרים רובוטיים בחיי היום-יום
דמיינו כיתה בעתיד, שבה מורים, ילדים ורובוטים עובדים יחד (איור 1). הילדים בכיתה הזו לומדים באותו האופן שבו לומדים היום: בעזרת מורים, ספרי הלימוד ובפעילויות חינוכיות. נוסף לכך, בחלק האחורי של הכיתה יש רובוטים שיכולים לסייע לילדים בקריאה ובפעילויות החינוכיות. בדיוק כמו שלכל ילדה וילד יש דרך ייחודית ללמוד, ולכל מורה יש דרך ללמד, לכל רובוט יש כישורים ויכולות ייחודיים. חלק מהרובוטים מצוידים בגלגלים, כך שהם יכולים לנוע יחד עם הילדים, ואחרים מכוסים בפרווה, כדי שהילדים יוכלו לחבק אותם. לרובוטים יש יתרון גדול אחד על פני טכנולוגיות חדשות אחרות: יש להם גופים שיכולים לנוע ולתקשר ישירות עם אנשים ועם דברים, לפעמים באמצעות מגע. מכיוון שלרובוט יש גוף, הוא יכול לסייע לאנשים במגוון מצבים מיוחדים, לגשת לאנשים שזקוקים לעזרה ולנוע יחד איתם, ואפילו לשחק עם אנשים ולחבק אותם.
- איור 1 - הכיתה העתידית.
- המורה מלמדת בכיתה. מאחור, הרובוטים עוזרים לילדים ללמוד שפה חדשה.
במאמר זה נדבר על רובוטים חברתיים, שהם רובוטים שיכולים לקיים אינטראקציה עם אנשים, ונסביר כיצד הרובוטים הללו יכולים לסייע לילדים כמוכם. נעקוב אחר שלושה ילדים בכיתה הדמיונית שלנו, שנקראים מיה, תום ודניאלה. נתאר מה התפקידים שהרובוטים ממלאים בחיי היום-יום שלהם, ונסביר איך הרובוטים יודעים מה לעשות. תחילה ניפגש עם מיה, שלומדת שפה זרה בכיתה. לאחר מכן נצטרף לתום בביקורו במרכז שנמצא בבית החולים, שבו הרובוט מסייע לו לשפר את הכישורים החברתיים שלו. לבסוף, נפגוש את דניאלה ואת הרובוטית שנמצאת בביתה.
רובוטים בבית הספר
כפי שניתן לראות בכיתת העתיד, התלמידים בחלק האחורי של הכיתה מתקשרים עם שני רובוטים בשם נָאוֹ ומִיסְטִי. הרובוטים הללו יכולים להוסיף עניין לחוויית הלמידה, ולהתאים אותה לכל ילדה וילד באופן אישי [1]. באותו בוקר, המורה תכנתה את הרובוטים לשיעור הצרפתית של היום (איור 2A). היא נתנה לרובוטים תרגילים בכמה רמות קושי, ואמרה להם לאיזה תרגול זקוק כל אחד מהתלמידים. לאחר ההרצאה של המורה בבוקר, הילדים עבדו פרטנית עם אחד הרובוטים, שעזר להם לתרגל אוצר מילים וביטויים בצרפתית. המורה תמיד מפקחת על הרובוט, ומתכנתת בדיוק מה יאמר ויעשה, לכן, הרובוט מסייע למורה, ולא מחליף אותה. המורה תמיד דואגת שהילדים ירגישו בטוחים, ויזכו לחינוך איכותי.
- איור 2 - ילדים מתקשרים עם רובוטים.
- (A) המורה בבית הספר מתכנתת את הרובוט לפני השיעור, ובמהלך השיעור התלמידים יכולים לתקשר עם הרובוט כדי ללמוד. (B) בבית החולים, המטפלים יכולים לסייע לילדים עם אוטיזם או עם שונות אחרת לתקשר עם רובוט שעוזר להם לזהות רגשות. מטפל אחר בחדר אחר משתמש במחשב כדי לשלוט ברובוט בהתאם לתגובות הילד. (C) בבית, ילדים יכולים ללמוד לקרוא עם הרובוט או ליהנות משיחה איתו. המשפחות גם יכולות לשחק עם הרובוט. מלל בתוך האיור: (A) משמאל לימין: בית ספר – מורה – מתכנתת את הרובוט – תלמיד. (B) משמאל לימין: בית חולים – מטפלת – מפעיל. (C) בית.
עכשיו, הגיע תורהּ של מיה לתרגל צרפתית עם הרובוט נאו. המפגש מתחיל בשאלות שהרובוט שואל את מיה, וכך מקבל מושג מה היא כבר יודעת. באמצעות ה"בוחן" הזה, הרובוט יכול להחליט איזה חלק מהשיעור לבצע, כדי לעזור למיה לתרגל את מה שלמדה לאחרונה. לפעמים, הרובוט נותן למיה מידע נוסף נושא מסוים, ועוזר לה לבצע תרגילים שמסייעים לה להבין את הרעיונות בצורה טובה יותר. לפעמים היא מרגישה שהוא כמו חבר שלומד יחד איתה. מדי פעם מיה צריכה לעזור לנאו להבין רעיונות מורכבים יותר, ובפעמים אחרות, נאו עוזר למיה. הלמידה והתרגול עם הרובוט שונים מהלמידה והתרגול עם ילדים אחרים. כשהיא מתרגלת עם הרובוט, במיוחד כשאינה בטוחה כיצד להגות מילים או לענות על שאלות, מיה מרגישה פחות לחוצה, ומוכנה לנסות דברים חדשים, כמו להגות מילים קשות בפעם הראשונה.
רובוטים בבית החולים
תום הוא תלמיד עם צרכים מיוחדים – יש לו אוֹטִיזְם. זה אומר שלפעמים קשה לו ליצור קשרים חברתיים עם ילדים אחרים (למידע נוסף על האופן שבו אנשים מתקשרים עם אחרים, ראו מאמר זה בפרונטירז – מדע לצעירים). כדי לקבל עזרה, תום הולך לטיפול במרכז שבבית החולים הסמוך למקום מגוריו, מספר פעמים בשבוע. במפגשים אלה, תום משחק עם רובוט כדי ללמוד כיצד להבין רגשות, לדעת מתי לחכות ומתי תורו לשחק. בזמן שתום והרובוט משחקים, המטפלים נוכחים בחדר; הם עוזרים לתום להבין מה עליו לעשות, ומספקים הסברים כשהרובוט עושה משהו שתום לא מבין. כפי שניתן לראות באיור 2B, הרובוט לא חייב להיראות אנושי. אפשר לעצב אותו כדמות ידידותית או כחיה דמיונית, מה שעשוי להפוך את הרובוט לנגיש יותר לילדים כמו תום.
לא פשוט להתאים את התנהגותו של הרובוט לתום, משום שעל הרובוט להבין את צרכיו האישיים של תום, ולשנות את התנהגותו, כדי להתאים את הטיפול למטופל הספציפי. טעויות בהתנהגות הרובוט יכולות לבלבל ילדים כמו תום, ולכן, במפגשי הטיפול, הרובוט נשלט מרחוק בידי מטפלים אחרים [2]. המטפלים הללו צופים במה שתום עושה ואומר, ובוחרים את ה"מהלך" הבא של הרובוט, כדי לוודא שתום ייהנה, ויפתח את המיומנויות הנדרשות כדי לשחק עם ילדים אחרים.
חלק מהילדים על הרצף האוטיסטי עשויים לחוות מבוכה בחברת מבוגרים או מטפלים, בעוד שהרובוטים הקטנים והידידותיים הללו עשויים להיות פחות "מאיימים", ויכולים לעזור לילדים להיות יותר נינוחים. עבור ילדים שלא חשים מבוכה בחברת מבוגרים, ייתכן שהמטפלים והמורים לא יזדקקו לעזרת הרובוטים.
רובוטים בבית
בבית משפחתה של דניאלה יש רובוטית חברתית בשם מיסטי, שמדרבנת את דניאלה לקרוא (איור 2C). בכל יום, מיסטי מציבה יעד קריאה, ודניאלה מקריאה לרובוטית. כשהן קוראות יחד, מיסטי משתפת מחשבות ותחושות שעולות בה בעקבות הקריאה. דניאלה נהנית לבלות עם מיסטי, כי הרובוטית מגיבה לעיתים קרובות בצורה משעשעת או מעניינת על הספרים שהן קוראות יחד. למיסטי יש תפקידים נוספים בבית, ובני משפחה אחרים רוצים גם הם לתקשר עם מיסטי. למשל, אחותה הצעירה של דניאלה, עדה, מעדיפה לדבר עם מיסטי על רגשותיה, או על דברים שהיא רוצה ליום הולדתה, כי היא רואה במיסטי חברה. כשבני המשפחה נמצאים יחד, מיסטי היא גם חברה שובבה – ובזכות זאת בני המשפחה נהנים לשחק במשחקי הלוח האהובים עליהם, וללמוד משחקים חדשים. מדי פעם אביה של דניאלה מבקש מהרובוטית מתכונים לארוחת הערב, אבל חוץ מזה הוא לא מקיים איתה שיחות ארוכות. במהלך ארוחת הערב, אימהּ של דניאלה אוהבת לנהל שיחות משפחתיות, והיא צריכה להזכיר למיסטי שהן פרטיות, ושאסור לחלוק את תוכן השיחות הללו עם זרים. מיסטי מזכירה לסבתא של דניאלה לקחת את התרופות שלה, והן נהנות מאימוני כושר קלים כשאין אף אחד אחר בבית במשך היום. מתמונה זו של חיי הבית של דניאלה, ניתן לראות שכל אחד מבני המשפחה יכולים לתפוס אחרת את תפקיד הרובוט החברתי בבית – כחבר, כעוזר או כמשהו אחר [3].
אנו מתכנתים רובוטים כך שיבינו את העולם
לעיתים קשה לרובוטים להבין את כל מה שקורה סביבם, במיוחד במקום שבו הרבה דברים קורים בו זמנית. לכן, המדענים חייבים לפתח פתרונות חדשים שיעזרו לרובוטים האלה לתפקד באופן אמין ואוֹטוֹנוֹמִי – כלומר, בכוחות עצמם. חשבו על דניאלה, שקוראת עם מיסטי. מדי פעם, מיסטי מתקשה לראות את דף הספר מפני שהחדר חשוך, או לשמוע מה דניאלה אומרת, מכיוון שיש רעש ברקע. אחד הפתרונות האפשריים, למשל, הוא לשים תגיות מיוחדות על דפי הספר, כדי שמיסטי תוכל לראות אותם בקלות. כשדניאלה מראה למיסטי תגית מיוחדת, מצלמות הרובוט מזהות את הדף, מזהות את פניה של דניאלה ומפענחות את המקום שאליו דניאלה מביטה. בהתבסס על מה שמיסטי רואה דרך המצלמות שלה, תוכנת מחשב הנקראת אַלְגּוֹרִיתְם קובעת מה מיסטי צריכה לעשות עם פניהּ, עם גופה ועם הבעותיה, וכן מה היא אומרת. אלגוריתם הוא סדרת שלבים או כללים המכתיבה כיצד לפתור בעיה.
אפשר לתכנן רובוטים כך שישנו את התנהגותם בהתאם לצרכים הפרטניים של כל ילד. באמצעות משחק, הרובוטים יכולים לעזור לילדים ללמוד לשלוט ברגשותיהם וללמד אותם איך להתמודד עם ניצחונות ועם הפסדים. על החוקרים להיות זהירים בעת תכנות הרובוטים, כדי שלא יפגעו ברגשות הילדים, וכדי שהילדים יסמכו עליהם. מורים, הורים או אחים בוגרים יכולים תמיד לפקח על הרובוט. הם גם יכולים להצטרף למשחק, כדי שהילדים לא יישארו לבד עם הרובוט! בדומה למשחקי וידאו, המשחק עם רובוטים יכול להיות מהנה, אך הכוונה אינה שהרובוטים יחליפו את החברים ואת בני המשפחה. הורים ומורים יצטרכו לקבוע כללים לגבי היקף השימוש ומשך הזמן שהילדים יכולים לשחק עם הרובוט.
סיכום
כפי שניתן לראות מהדוגמאות הללו, הרובוטים החברתיים עשויים לנכוח בחיים שלכם בדרכים רבות ומגוונות בעתיד. אפשר לדמיין סביבנו רובוטים שיכולים לעזור לילדים כמוכם ללמוד בבית הספר, לקבל טיפול בבית החולים, ואפילו לבלות עם הסבים ועם הסבתות שלכם כשאינכם בסביבה. הרובוטים הללו כבר אינם רק מדע בדיוני! המחקר בתחום הרוֹבּוֹטִיקָה, ובמיוחד בתחום התקשורת שבין אנשים לבין רובוטים, הוא תחום שמתפתח במהירות. מדענים עובדים במרץ כדי לוודא שהרובוטים הללו יהיו ידידותיים ומועילים, כך שחיינו יהפכו קלים ונעימים יותר. ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להשתפר, ייתכן שנראה יותר ויותר רובוטים מסייעים שהופכים לדבר טבעי בחיים שלנו, ומשנים את האופן שבו אנו חיים ומתקשרים עם מכונות. זהו מסע מרגש לעבר שיתוף פעולה עתידי בין רובוטים לבין אנשים!
מילון מונחים
רובוטים חברתיים (Social Robots): ↑ רובוטים שיכולים לדבר, להקשיב ולהבין רגשות, בדומה לבני אדם. הם כמו עוזרים חביבים שלומדים להיות חברים טובים.
אוֹטִיזְם (Autism): ↑ מצב התפתחותי של המוח, המשפיע על האופן שבו אנשים תופסים ומתקשרים עם אחרים. לפעמים לילדים עם אוטיזם קשה להכיר חברים חדשים ולהסתדר עם ילדים אחרים.
טיפול (Therapy): ↑ תהליך תומך שבו אנשי מקצוע מיומנים מסייעים לאנשים להתמודד עם אתגרים רגשיים, רגשיים והתנהגותיים במטרה לשפר את רווחתם ואת איכות חייהם.
באופן אוֹטוֹנוֹמִי (Autonomously): ↑ באופן עצמאי, בלי צורך בעזרה בקבלת החלטות. רובוטים אוטונומיים משתמשים באלגוריתמים כדי להחליט מה הדבר הטוב ביותר לעשות, בלי צורך בעזרת בני אדם.
אַלְגּוֹרִיתְם (Algorithm): ↑ סדרת צעדים או חוקים שמבצעים כדי לפתור בעיה. אלגוריתמים יכולים להיות פשוטים או מורכבים מאוד. מתכון (בבישול) הוא דוגמה לאלגוריתם. מחשבים או רובוטים בדרך כלל מבצעים מספר רב של אלגוריתמים.
רוֹבּוֹטִיקָה (Robotics): ↑ תחום המדע והטכנולוגיה שעוסק בתכנון, בבנייה ובמחקר של מכונות הנקראות רובוטים. הרובוטים יכולים לבצע סוגים מגוונים של משימות, כמו לסייע במפעלים, לחקור את החלל ואפילו לשחק איתנו.
הצהרת ניגוד אינטרסים
המחברים מצהירים כל המחקר נערך בהעדר כי קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
תודות
ברצוננו להודות ל-Hui-Ru (Irene) Ho ול-Alison Nicole Jacobs על הסיוע בעיצוב האיורים הכלולים במאמר זה. מחקר זה מקבל תמיכה של מענקי הקרן הלאומית למדע (National Science Foundation) מספרים 2152163, 2202802, 2247381 ו-2312354.
הצהרת כלי בינה מלאכותית
טקסט חלופי הנלווה לאיורים במאמר זה נוצר על ידי פרונטירז בסיוע כלי בינה מלאכותית, ונעשו מאמצים על מנת להבטיח את דיוקו, כולל בדיקה על ידי כותבי המאמר כאשר הדבר התאפשר. אם ברצונכם לדווח על בעיה, אנו צרו איתנו קשר.
מקורות
[1] ↑ Belpaeme, T., Kennedy, J., Ramachandran, A., Scassellati, B., and Tanaka, F. 2018. Social robots for education: a review. Sci. Robot. 3:aat5954. doi: 10.1126/scirobotics.aat5954
[2] ↑ Cao, H.-L., Esteban, P. G., Bartlett, M., Baxter, P., Belpaeme, T., Billing, E., et al. 2019. Robot-enhanced therapy: development and validation of supervised autonomous robotic system for autism spectrum disorders therapy. IEEE Robot. Automat. Mag. 26:49–58. doi: 10.1109/MRA.2019.2904121
[3] ↑ Cagiltay, B., Ho, H.-R., Michaelis, J. E., and Mutlu, B. (2020). “Investigating family perceptions and designpreferences for an in-home robot”, in Proceedings of the Interaction Design and Children Conference, 229–242.