Ein Roboter, der tanzen, singen und Englisch unterrichten kann – ein Ausbilder an einer Militärschule

Bonbon – ein 1,27 m großer und 40 kg schwerer Roboter des Lehrteams der Militärtechnischen Akademie – kann beim Englischunterricht helfen und mit Grundschülern kommunizieren sowie singen und tanzen.

Der humanoide intelligente Roboter Bonbon, der den Englischunterricht an Grundschülern unterstützt, ist bis 2025 ein Forschungsthema im Rahmen des Nationalen Schlüsselprogramms für Wissenschaft und Technologie.

Das Projekt wurde von der Militärtechnischen Akademie vorgeschlagen und vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie zur Umsetzung ausgewählt. Der Nationale Rat für Wissenschaft und Technologie hat es bisher angenommen und genehmigt. Das Produkt erhielt im Oktober 2023 vom Amt für geistiges Eigentum ein Zertifikat für eine exklusive Gebrauchsfertigkeit.

„Wir freuen uns sehr über den Erfolg des Projekts“, sagte Dr. Le Dinh Son, Projektleiter.

Seinen Angaben zufolge beweist das Produkt, dass einheimische Wissenschaftler die Techniken und Technologien des Roboterdesigns beherrschen, grundlegende Softwaretechnologien entwickeln und gleichzeitig Probleme der künstlichen Intelligenz bei der Verarbeitung von Ton, Bildern und natürlicher Sprache lösen können.

Dozent einer Militärschule erfindet intelligenten Roboter zum Englischunterricht

Der Prozess der Roboterherstellung durch eine Gruppe von Dozenten der Militärtechnischen Akademie. Foto: Zur Verfügung gestellt von der Akademie

Herr Son sagte, er habe schon lange den Wunsch gehabt, intelligente Roboter auf Basis der Integration fortschrittlicher Technologien für den Einsatz im Bildungsbereich zu entwickeln und herzustellen.

„Viele Länder wie Japan, China und Südkorea haben Roboter zur Unterstützung von Lehre und Lernen eingeführt, die sich als effektive Lehrassistenten erwiesen haben und Kindern den Zugang zu Wissen mithilfe von Technologie erleichtern. Wir hoffen, dass Vietnam solche Roboter ebenfalls einsetzen wird“, erklärte Herr Son.

Knapp 20 Dozenten der Militärtechnischen Akademie und der Koordinierungseinheiten wurden ab 2020 für den Einsatz eingeteilt und in drei Gruppen aufgeteilt, die für Informationstechnologie, Steuerung und Mechanik zuständig sind.

Die von Anfang an gestellte Aufgabe bestand darin, einen Roboter zu entwickeln, der mithilfe intelligenter Verarbeitungsmodule auf Menschen reagieren und mit ihnen interagieren kann, indem er Worte, Blicke oder Gesten einsetzt.

Die Hauptaufgabe besteht darin, das Hardware-System so zu entwickeln und herzustellen, dass ein Roboter mit einem freundlichen, menschenähnlichen Aussehen entsteht, der für Grundschulkinder geeignet ist. Darüber hinaus soll sich der Roboter flexibel bewegen können, entweder vollautomatisch oder per Fernsteuerung.

Im Hinblick auf die Software müssen Roboter Anforderungen an die Fähigkeit zum Sprechen, Bewegen und zur Bewältigung integrierter Probleme erfüllen, die auf der Anwendung künstlicher Intelligenz in den Bereichen Bild-, Ton-, Gesten- und Aktivitätserkennung basieren.

Das Betriebssystem muss den stabilen Ablauf von Verarbeitungsalgorithmen und Steuerungsprogrammen unterstützen und insbesondere die Echtzeitsynchronisation gewährleisten.

„Das Ziel des Teams ist es, Roboter zum Sprechen und natürlichen Bewegen zu bringen“, sagte Herr Son.

Dr. Le Dinh Son berichtet am 26. März über den Roboter Bonbon. Foto: Minh Minh

Das Team konzentrierte sich etwa zwei Jahre lang auf die Forschung in diesem Bereich und musste dabei mitunter jedes Detail berechnen, beispielsweise wie der Roboterarm für Schüler sicher gestaltet oder die Sprache der Schüler mit unterschiedlichen Tonlagen präzise erkannt werden kann. Auch die Erkennung der Gesten der interagierenden Person, damit der Roboter angemessen reagieren kann, stellt eine schwierige Herausforderung dar.

Das Team entwickelte daraufhin einen etwa 1,27 m großen und 40 kg schweren Roboter. Sein Oberkörper ähnelt einem Menschen und verfügt über 21 Bewegungsebenen, darunter 6 Arme, 3 Hände und 3 Köpfe. Der Unterkörper ist ein bewegliches Modul mit 3 omnidirektionalen Rädern, das dem Roboter freie Bewegung auf einer horizontalen Ebene ermöglicht.

„Die Softwaremodule, die die Roboterbewegungen steuern, wurden hauptsächlich auf Basis des Robot Operating System (ROS) entwickelt. Dabei werden Ressourcen sehr flexibel integriert und verwaltet sowie Funktionsblöcke angepasst“, erklärte Herr Son.

Bonbon kann Unterrichtssituationen nach den Anweisungen des Lehrers durchführen, z. B. Inhalte präsentieren, Vokabeln lehren und üben, neue Satzstrukturen lehren, sich frei über ein bestimmtes Thema unterhalten oder singen und tanzen.

Wenn ein Schüler beispielsweise fragt: „Wer ist Messi?“, antwortet der Roboter auf Englisch: „Er ist ein berühmter argentinischer Fußballspieler.“

Darüber hinaus kann Bonbon Debatten anstoßen, Spiele organisieren und die Schüler anfeuern, wenn sie etwas richtig oder falsch machen.

Bonbon-Roboter. Foto: Minh Minh

Neben Design und Fertigung kontaktierte das Forschungsteam Grundschullehrer und Ausländer, um bei der Digitalisierung von Dokumenten und der Erstellung von Skripten für Vorlesungen und Aktivitäten im Unterricht zu helfen. Um für Kinder geeignete Sprachdaten zu erhalten, suchten sie außerdem vietnamesische Studenten in den USA und baten um Unterstützung.

„Das ist sehr schwierig und erfordert viel Mühe. Zum Glück erhielt die Gruppe begeisterte Unterstützung von den Lehrern“, sagte Herr Son.

Nach dem Ausbruch von Covid-19 brachte das Forschungsteam den Bonbon-Roboter an mehrere Grundschulen in Hanoi und Bac Kan, um ihn zu testen und Feedback zur Verbesserung des Produkts zu erhalten.

An der Nghia Tan Grundschule in Hanoi hat der Roboter Bonbon die Englischlehrer beim Unterrichten der Schüler unterstützt, indem er ihnen Singen beibrachte, Spiele spielte, Vokabeln und Satzstrukturen vermittelte und das Sprechen mit ihnen übte...

Vertreter der Schule erklärten, der Roboter könne neue Funktionen und Lernmaterialien mit standardgemäßem englischem Akzent hinzufügen.

„Sowohl Lehrer als auch Schüler sind von den Unterrichtsstunden begeistert. Die Lehrer haben Zugang zu moderner Technologie, die Schüler nehmen den Unterricht gut auf, und die Interaktion nimmt zu. Roboter helfen den Schülern außerdem dabei, im Unterricht auf Englisch zu kommunizieren“, sagte sie.

Dozent einer Militärschule erfindet intelligenten Roboter zum Englischunterricht

Roboter Bonbon tanzt, singt und beantwortet Fragen. Video: Minh Minh

Die Testergebnisse zeigen, dass der Roboter die geforderten Eigenschaften und technischen Parameter erfüllt. Dies ist laut Herrn Son die Motivation für das Team, die Forschung fortzusetzen, um seine Manipulationsfähigkeit, Intelligenz und seine Eigenschaften für eine breite Anwendung zu verbessern.

„Im Allgemeinen können Roboter Dienstleistungen wie Empfang, Tourismus, Produktwerbung, die Bearbeitung administrativer Anfragen und die Erteilung von Anweisungen unterstützen. Dies wird die nächste Forschungsrichtung sein“, erklärte Herr Son.

Duong Tam

Quellenlink: https://vnexpress.net/robot-biet-mua-hat-day-tieng-anh-cua-giang-vien-truong-quan-doi-4727632.html