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

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 psicol...

Full description

Autores:
Tipo de recurso:
doctoralThesis
Fecha de publicación:
2019
Institución:
Pontificia Universidad Javeriana
Repositorio:
Repositorio Universidad Javeriana
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.javeriana.edu.co:10554/44899
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10554/44899
https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.44899
Palabra clave:
Multiagentes
Robótica
Andamiaje educativo
Interacción humano-robot
Arquitectura cognitiva artificial
Multiagents
Robotics
Scaffolding
Human-Robot interaction
Cognitive artificial architecture
Doctorado en ingeniería - Tesis y disertaciones académicas
Control automático
Robots - Sistemas de control
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description 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.
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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.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.Doctor en IngenieríaDoctoradoPontificia Universidad JaverianaDoctorado en IngenieríaFacultad de IngenieríaGonzález Guerrero, Enrique2019-08-26T21:15:37Z2020-04-15T13:54:02Z2019-08-26T21:15:37Z2020-04-15T13:54:02Z2019-07-20http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctoradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10554/44899https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.44899instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, “Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores”, los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2022-04-29T18:04:35Z

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