Proyectos Fin de Grado y Tesis Fin de Maśter

Proyectos ofertados por el laboratorio de Cibernética "José Mira" del grupo SIMDA.

Tesis fin de Máster

Arquitectura para Sistemas Inteligentes Afectivos en Robots Tutores

Autor: Luis Eduardo Imbernón Cuadrado

Directora: Dra. Ángeles Manjarrés Riesco

Co-Director: Dr. Félix de la Paz López

Fecha de Lectura: Febrero 2016

Durante la última década la robótica ha atraído un gran interés de los profesores e investigadores como una herramienta valiosa para desarrollar habilidades cognitivas y sociales de los estudiantes, desde el nivel preescolar hasta las enseñanzas medias, dando apoyo principalmente en ciencias, tecnología y actividades de aprendizaje interdisciplinar. La implementación de comportamientos de apoyo social en robots tutores, y más concretamente en la dimensión afectiva, puede resultar una contribución significativa a la eficiencia del aprendizaje, particularmente en los primeros ciclos educativos.

Con el objetivo de contribuir al floreciente campo de los robots tutores afectivos en la educación primaria, en este proyecto se ha propuesto un patrón arquitectural que integra cualquier software educativo destinado a niños de primaria con un componente cuya función es la identificación del estado afectivo de los estudiantes que interactúan con el software (mediante el análisis de las interacciones del teclado y el ratón) y con el controlador de un “robot tutor” que proporciona soporte pedagógico “afectivo” a estos estudiantes.

Para apoyar la implementación de robots tutores afectivos conforme a la arquitectura propuesta, se han desarrollado además una metodología, que incorpora un método de elicitación de conocimiento pedagógico, y una plataforma genérica. La plataforma contiene un módulo para la identificación de estados emocionales basado en el método Naïve Bayes, y un módulo genérico (un framework) para el soporte pedagógico afectivo. Este componente pedagógico modela las intervenciones afectivas de un robot (incluyendo las expresiones faciales, lenguaje corporal, tono de voz…) en términos de ficheros BML (Behavior Model Language) como función del estado emocional de los estudiantes, e incluye asimismo un traductor de dichas intervenciones a las acciones del robot. De este modo, se posibilita dotar al robot tutor de las características sociales de los agentes virtuales que pueden especificarse mediante BML. Tanto la plataforma como la metodología están adaptadas a la idiosincrasia de los alumnos de primaria. Finalmente, se ha ilustrado el uso de esta plataforma implementando un prototipo de la arquitectura donde el software educativo fue instanciado con Scratch y el robot tutor con NAO.

Este trabajo ha sido galardonado con el 2º Premio en la categoría Proyectos fin de Carrera, Grado y Máster en investigación en tecnologías educativas eMadrid 2017 de la Comunidad de Madrid.

Para más información, puede consultarse la publicación "ARTIE: An Integrated Environment for the Development of Affective Robot Tutors".