Robot die kan dansen, zingen en Engels kan onderwijzen van instructeur op militaire school

Bonbon, een 1,27 m hoge en 40 kg zware robot van het docententeam van de Militaire Technische Academie, kan basisschoolleerlingen helpen met het geven van Engelse les, communicatie, zang en dans.

De humanoïde intelligente robot die basisschoolleerlingen ondersteunt bij het lesgeven van Engels (Bonbon) is een onderzoeksonderwerp in het kader van het National Key Science and Technology Program tot 2025.

Het project werd voorgesteld door de Militaire Technische Academie en geselecteerd voor implementatie door het Ministerie van Wetenschap en Technologie . Tot nu toe heeft de Nationale Raad voor Wetenschap en Technologie het geaccepteerd en goedgekeurd. Het product kreeg in oktober 2023 een Utility Solution Exclusive Certificate van het Ministerie van Intellectueel Eigendom.

"We zijn ontzettend blij met het succes van het project", aldus Dr. Le Dinh Son, projectmanager.

Volgens hem laat het product zien dat binnenlandse wetenschappers de technieken en technologie van robotontwerp onder de knie kunnen krijgen, basissoftwaretechnologie kunnen ontwikkelen en tegelijkertijd problemen op het gebied van kunstmatige intelligentie kunnen oplossen bij de verwerking van geluid, beeld en natuurlijke taal.

Docent van militaire school vindt slimme robot uit om Engels te onderwijzen — Het proces van het maken van robots door een groep docenten van de Militaire Technische Academie. Foto: *beschikbaar gesteld door de Academie.*

De heer Son zei dat hij al lang de wens heeft om slimme robots te ontwerpen en produceren die geavanceerde technologieën integreren voor toepassing in het onderwijs.

"Veel landen zoals Japan, China en Zuid-Korea hebben robots geïntroduceerd ter ondersteuning van het lesgeven en leren. Ze zijn effectieve onderwijsassistenten geworden die kinderen helpen kennis te vergaren via technologie. We hopen dat Vietnam zulke robots krijgt", aldus Son.

Vanaf 2020 zijn bijna 20 docenten van de Militaire Technische Academie en coördinerende eenheden aangesteld om ingezet te worden. Ze zijn verdeeld over drie groepen: verantwoordelijk voor informatietechnologie, besturing en mechanica.

De opgave was vanaf het begin om een robot te creëren die met mensen kon reageren en communiceren door middel van woorden, ooguitdrukkingen en fysieke gebaren via intelligente verwerkingsmodules.

De kern van de zaak is het ontwerpen en produceren van het hardwaresysteem voor een robot met een vriendelijke, mensachtige uitstraling, geschikt voor basisschoolkinderen. Bovendien kan de robot flexibel bewegen, volledig automatisch of met handmatige bediening op afstand.

Op softwarematig vlak moeten robots kunnen spreken, bewegen en geïntegreerde problemen kunnen oplossen door gebruik te maken van kunstmatige intelligentie in beeld-, geluid-, gebaar- en activiteitsherkenning.

Het besturingssysteem moet de stabiele uitvoering van verwerkingsalgoritmen en besturingsprogramma's ondersteunen, en met name realtime synchronisatie garanderen.

"Het doel van het team is om robots op een natuurlijke manier te laten praten en bewegen", aldus Son.

Dr. Le Dinh Son vertelt over de robot Bonbon. Foto: Minh Minh — Dr. Le Dinh Son vertelt over de robot Bonbon, 26 maart. Foto: *Minh Minh*

Het team heeft zich ongeveer twee jaar lang op dit onderzoek gericht en moest soms elk detail uitrekenen, zoals hoe de robotarm veilig genoeg kon zijn voor leerlingen, of hoe de spraak van leerlingen met verschillende toonhoogtes nauwkeurig herkend kon worden. Het herkennen van de gebaren van de interactiepersoon, zodat de robot daarop kan reageren, is eveneens een lastig probleem.

Het team creëerde een robot van ongeveer 1,27 meter lang en 40 kg zwaar. Het bovenlichaam lijkt op dat van een mens met 21 bewegingsniveaus, waaronder 6 armen, 3 handen en 3 hoofden. Het onderlichaam is een mobiele module met 3 omnidirectionele wielen, zodat de robot vrij in een horizontaal vlak kan bewegen.

"De softwaremodules die de bewegingen van de robot besturen, worden hoofdzakelijk ontwikkeld op basis van het robotbesturingssysteem (ROS), waarbij bronnen op een zeer flexibele manier worden geïntegreerd en beheerd en functionele blokken worden aangepast", aldus de heer Son.

Bonbon kan lessituaties uitvoeren, op verzoek van de leraar, zoals het presenteren van leerstof, het aanleren en oefenen van woordenschat, het aanleren van nieuwe zinsstructuren, vrijuit communiceren over een bepaald onderwerp of zingen en dansen.

Als een student bijvoorbeeld vraagt: "Wie is Messi?", zal de robot in het Engels antwoorden: "Hij is een beroemde Argentijnse voetballer".

Daarnaast kan Bonbon discussieonderwerpen aankaarten, spelletjes organiseren en leerlingen aanmoedigen als ze iets goed of fout doen.

Robotbonbon dansende babyhaai. Foto: Minh Minh — Bonbon-robot. Foto: *Minh Minh*

Naast het ontwerp en de productie nam het onderzoeksteam contact op met basisschoolleraren en buitenlanders om te helpen bij het digitaliseren van documenten, het maken van scripts voor lezingen en activiteiten tijdens de les... Om spraakgegevens geschikt te maken voor kinderen, zochten ze ook Vietnamese studenten in de VS op en vroegen hen om ondersteuning.

"Dit is heel moeilijk en vergt veel inspanning. Gelukkig kreeg de groep enthousiaste steun van de leraren", aldus meneer Son.

Na Covid-19 bracht het onderzoeksteam de Bonbon-robot naar verschillende basisscholen in Hanoi en Bac Kan om het product te testen en feedback te krijgen om het product te verbeteren.

Op de Nghia Tan basisschool in Hanoi heeft de Bonbon-robot Engelse leraren ondersteund bij het leren zingen, spelletjes spelen, woordenschat aanleren, zinsbouw oefenen en het spreken met leerlingen.

Volgens vertegenwoordigers van de scholen zou de robot nieuwe functies en leermaterialen kunnen toevoegen met standaard Engelstalige accenten.

"Zowel docenten als leerlingen zijn enthousiast over de lessen. Docenten hebben toegang tot moderne technologie, leerlingen nemen de lessen goed op en de interactie neemt toe. Robots helpen leerlingen ook om Engels te gebruiken om in de les te communiceren", zei ze.

Uit de testresultaten blijkt dat de robot voldoet aan de vereiste kenmerken en technische parameters. Volgens de heer Son is dit de motivatie voor het team om onderzoek te blijven doen om het manipulatievermogen, de intelligentie en de kenmerken ervan te verbeteren voor een brede toepassing.

"Over het algemeen kunnen robots diensten ondersteunen zoals receptie, toerisme, productpromotie, het beantwoorden van administratieve procedures en het geven van instructies. Dit wordt de volgende onderzoeksrichting", aldus Son.

Duong Tam

Bronlink