Human-Robot Scaffolding: Arquitectura BDI para el desarrollo de habilidades de solución de problemas

• Autores: John Jairo Páez Rodríguez
• Directores de la Tesis: Enrique González Guerrero (dir. tes.)
• Lectura: En la Pontificia Universidad Javeriana (PUJ) ( Colombia ) en 2019
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  hdl.handle.net  doi.org 
• Resumen
  • español

    La participación asertiva de los robots sociales en educación debe considerar aspectos cognitivos y emocionales de los estudiantes. El documento presenta la arquitectura HRS-EDU diseñada para regular el comportamiento de un robot social en un ambiente de aprendizaje. Los conceptos como teoría psicológica del fluir, estrategia educativa de andamiaje y agentes de software fueron integrados para el diseño de la arquitectura del agente BDI (Creencias, Deseos, Intenciones). La implementación informática fue hecha en BDI-BESA; un entorno de desarrollo computacional del grupo de investigación SIRP de la Pontificia Universidad Javeriana e integrada al robot Baxter. Para la validación, tres fases fueron implementadas:

    control a distancia del robot mientras los sujetos resuelven el problema La Escalera, los sujetos intentan resolver el problema sin la ayuda del robot y el robot da soporte o andamiaje de manera autónoma a los sujetos durante la solución del problema.

    Las fases fueron desarrolladas con 50 niños con edades entre 10-14 años de tres colegios de Bogotá. Mediante métodos mixtos se analizaron las intervenciones de Baxter, las reacciones de los sujetos y el desempeño de la arquitectura. Los resultados indican que el diseño de metas BDI para el control del robot en las acciones que dan soporte emocional y cognitivo a los sujetos, fomenta el aprendizaje de estrategias de solución de problemas.

  • English

    The assertive actions done by social robots in education have to consider cognitive and emotional aspects of students. The document presents the HRS-EDU architecture to control the social robot behavior in learning environments. Concepts such as psychological theory of flow, scaffolding educational strategy and software agents were considered to design the BDI agent architecture (Beliefs, Desires, Intentions). The computational implementation was made in BDI-BESA which is an integrated development environment designed by the SIRP research group of the Pontificia Universidad Javeriana and integrated into the Baxter robot. To validate the architecture, three phases were implemented: remote control of the robot while the subjects solve the Jumper problem, the subjects try to solve the problem without the robot support and finally, the robot gives autonomous support during the problem-solving process. The validation phases were developed with 50 children ranged between 10-14 years old and who came from three schools placed in Bogotá.

    Through mixed methods research strategy, the events of Baxter, the reactions of the subjects, and the performance of the architecture were analyzed. The results suggest that the design of BDI goals for the control of the robot for the actions that give emotional and cognitive support to the subjects, encourages the learning of problem solving strategies.