Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Trouble and Repair in Child-Robot Interaction: A Study of Complex Interactions With a Robot Tutee in a Primary School Classroom
University of Gothenburg, Division of Learning, Communication and IT, Department of Applied IT, Gothenburg, Sweden.
University West, School of Business, Economics and IT, Division of Media and Design.ORCID iD: 0000-0002-5996-7668
University West, School of Business, Economics and IT, Division of Media and Design.ORCID iD: 0000-0002-9399-0159
University of Gothenburg and Chalmers University of Technology, Division of Interaction Design, Department of Computer Science and Engineering,Gothenburg, Sweden.
2020 (English)In: Frontiers in Robotics and AI, E-ISSN 2296-9144, Vol. 7, article id 46Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

 View references (31)Today, robots are studied and expected to be used in a range of social roles within classrooms. Yet, due to a number of limitations in social robots, robot interactions should be expected to occasionally suffer from troublesome situations and breakdowns. In this paper, we explore this issue by studying how children handle interaction trouble with a robot tutee in a classroom setting. The findings have implications not only for the design of robots, but also for evaluating their benefit in, and for, educational contexts. In this study, we conducted video analysis of children's group interactions with a robot tutee in a classroom setting, in order to explore the nature of these troubles in the wild. Within each group, children took turns acting as the primary interaction partner for the robot within the context of a mathematics game. Specifically, we examined what types of situations constitute trouble in these child–robot interactions, the strategies that individual children employ to cope with this trouble, as well as the strategies employed by other actors witnessing the trouble. By means of Interaction Analysis, we studied the video recordings of nine group interaction sessions (n = 33 children) in primary school grades 2 and 4. We found that sources of trouble related to the robot's social norm violations, which could be either active or passive. In terms of strategies, the children either persisted in their attempts at interacting with the robot by adapting their behavior in different ways, distanced themselves from the robot, or sought the help of present adults (i.e., a researcher in a teacher role, or an experimenter) or their peers (i.e., the child's classmates in each group). In terms of the witnessing actors, they addressed the trouble by providing guidance directed at the child interacting with the robot, or by intervening in the interaction. These findings reveal the unspoken rules by which children orient toward social robots, the complexities of child–robot interaction in the wild, and provide insights on children's perspectives and expectations of social robots in classroom contexts. © Copyright © 2020 Serholt, Pareto, Ekström and Ljungblad

Place, publisher, year, edition, pages
2020. Vol. 7, article id 46
National Category
Human Computer Interaction Robotics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hv:diva-15169DOI: 10.3389/frobt.2020.00046ISI: 000529907500001Scopus ID: 2-s2.0-85083889881OAI: oai:DiVA.org:hv-15169DiVA, id: diva2:1434056
Funder
Marianne and Marcus Wallenberg FoundationAvailable from: 2020-06-02 Created: 2020-06-02 Last updated: 2023-02-27
In thesis
1. Teaching with social robots
Open this publication in new window or tab >>Teaching with social robots
2023 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

The school's digitalization is an ongoing process that brings new didactic opportunities, but also challenges. Social educational robots entail a complex teaching situation and affect the teacher's role, actions, and responsibilities in the classroom. Through observations in an authentic classroom context, this thesis aims to provide a nuanced and realistic picture of how teaching with social robots can unfold. Social educational robots have previously been explored in different educational contexts, but few studies shed light on the teacher role. Nor is it discussed what new aspects of digital competence become important when teaching with educational technologies that exhibit social behaviour. This thesis studies teacher actions and intended actions in a learning activity where a child collaborates with a social educational robot. In the activity, the robot is designed to act as a learning companion (tutee), the child acts as a teacher (tutor), and sometimes a few peers participate. The study is based on video observations of teachers' dialogues and behaviours in this learning activity, and a total of 25 hours of recorded video material has been analysed. The observations are supplemented with interviews, workshops, and questionnaires, where more teachers reflect on teaching with social robots.

The result shows that social educational robots may contribute to relevant learning situations but also introduce new teacher roles, bringing additional challenges. The teacher's most prominent role in this learning activity is as an interaction mentor, in which the teacher assists the verbal and non-verbal interaction between the child and the robot, such as verbal communication fluency, explaining the robot's behaviour to the child, and maintaining attention.The result also identifies challenges that may emerge if social educational robots are used for teaching and learning. One of these challenges is due to the teacher relating to the robot as a didactic tool as well as a social actor, interchangeably. This duality causes conflicts in the teacher's actions, as the two perspectives call for different behaviours. The thesis also shows that using social educational robots entails new demands for adequate digital competence.

Abstract [sv]

Skolans digitalisering är en pågående process som medför nya didaktiska möjligheter; men också utmaningar. Användningen av social utbildningsrobotar medför en komplex undervisningssituation och påverkar lärarens roll, agerande och ansvar i klassrummet. Denna avhandling strävar efter att, genom observationer i en autentisk klassrumskontext, ge en nyanserad och realistisk bild av hur undervisning med sociala robotar kan ta sig uttryck. Tidigare forskning visar att sociala utbildningsrobotar kan öka elevers motivation och engagemang men även stimulera elevers förmåga till resonemang och problemlösning. Sociala robotar har studerats i olika undervisningskontexter och skolämne men också i olika roller, som exempelvis lärare, lärassistent, lärkamrat eller nybörjare. När sociala robotar designas som lärkamrat bygger det ofta på idéen om learning-by teaching, dvs att barnet lär sig genom att lära ut olika kunskaper och färdigheter till roboten. Dock uppstår det en rad etiska dilemman i samband med lärsituationer som bygger på interaktioner mellan barn och robotar. Tidigare forskning visar också att lärare har en varierad inställning till användningen av sociala utbildningsrobotar men få studier belyser lärarens roll och agerande då sociala robotar används i undervisningen. Inte heller diskuteras vilka nya aspekterav digital kompetens som lärare behöver för att undervisa med utbildningsteknologier som uppvisar ett socialt beteende.

I denna avhandling studeras lärarens agerande i en läraktivitet där ett barn samarbetar med en social utbildningsrobot. Tillsammans spelar barnet och roboten ett digitalt matematikspel på en interaktiv tavla. Roboten är designad till att i aktiviteten agera som en frågvis lärkamrat (tutee) och barnet agerar som lärare (tutor). Under vissa spelsessioner deltar också några kamrater i läraktiviteten. Den genomförda fallstudien baseras framför allt på videoobservationer av lärares dialoger och beteenden i denna läraktivitet, och totalt har över 25 timmar inspelat videomaterial analyserats. Observationerna kompletteras med intervjuer, workshopar och enkäter, där fler lärare ges möjlighet att reflektera över undervisning med sociala robotar. För att bättre förstå lärarens roll och agerande i den givna läraktiviteten användes kulturhistorisk aktivitetsteori som analytisk lins. Avhandlingens resultat innehåller dels en beskrivande syntes av erhållna resultat från de bifogade artiklarna, dels en re-analys av all ingående data.

Syntesen visar att användningen av en social utbildningsrobot kan skapa intressanta och relevanta lärsituationer men visar också att roboten för med sig många utmaningar. Till exempel uppstår en del tekniska problem som medför att läraren behöver agera i rollen som teknisk facilitator. Dock är den mest framträdande lärarrollen i läraktiviteten den som interaktionsmentor. Rollen innebär att läraren assisterar den verbala och icke-verbala interaktionen mellan barnet och roboten. Det handlar i första hand om att hjälpa barnet att få ett flyt in den verbala kommunikationen, förklara robotens frågor och hur roboten tolkar barnens svar på dessa. I andra hand handlar det om att förklara robotens beteende för barnet samt se till att de två spelarna bibehåller varandras uppmärksamhet. Vidare belyser re-analysen andra utmaningar med att använda sociala robotar för undervisning och lärande. En av dessa utmaning grundar sig i att läraren förhåller sig på olika sätt till roboten, dvs att läraren ibland ser på roboten som ett didaktiskt verktyg och ibland på roboten som en social aktör. Denna dualitet medför att konflikter i lärarens agerande uppstår, då de två perspektiven inte alltid är förenliga. Exempelvis handlar det om vilket lärobjekt som ska stå i fokus i läraktiviteten och om vilka sociala normer som är rimliga i ett barn-robot samarbete. Avhandlingen visar också att användningen av sociala utbildningsrobotar ställer nya krav på vad adekvat digital kompetens innebär. En aspekt av kompetensbegreppet är teknisk kompetens, med kunskaper om datasäker och programmering, och en annan aspekt är kritisk kompetens, vilken inkluderar olika etiska dilemman som uppstår om sociala robotar används i undervisningssammanhang. En tredje aspekt är praktisk kompetens, vilken handlar om att själv kunna interagera med sociala undervisningsrobotar, men också om att kunna förstå och nyttja de båda perspektiven på roboten för att uppnå syftet med undervisningen.

Avhandlingen bidrar med utökad kunskap om vilka möjligheter och utmaningar användningen av sociala utbildningsrobotar medför. Dessutom bidrar den till praktiken, vilken får en inblick i vilka nya krav på digital kompetens som växer fram då utbildningsteknologier uppvisar sociala egenskaper och beteende. Avslutningsvis bidar avhandlingen till teorin (CHAT) genom att föreslå ett utvidgat aktivitetssystem med dubbla och alternerande perspektiv på sociala robotar: dels som verktyg, dels som en del av gemenskapen.

Place, publisher, year, edition, pages
Trollhättan: University West, 2023. p. 133
Series
PhD Thesis: University West ; 55
Keywords
Social Robots; Educational Technology; Human-Robot Interaction; Teachers; Activity Theory, Sociala Robotar; Utbildningsteknologi; Människa- Robotinteraktion; Lärare; Aktivitetsteori
National Category
Learning Information Systems, Social aspects
Research subject
Work Integrated Learning
Identifiers
urn:nbn:se:hv:diva-19687 (URN)9789189325449 (ISBN)9789189325432 (ISBN)
Public defence
2023-03-30, sal F211 / https://hv-se.zoom.us/j/3832593592 event Lägg till i din kalender, Gustava Melins gata, Trollhättan, 13:00 (Swedish)
Opponent
Supervisors
Note

Delarbeten A, C och D har tagits bort ur den elektroniska avhandlingen.

Paper A, C and D are not included in the electronic thesis. 

Available from: 2023-03-10 Created: 2023-02-27 Last updated: 2024-01-10Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(782 kB)91 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 782 kBChecksum SHA-512
42f9e8f0983e4253f17946b98cd20f8113da7ba52a408fbf4d1a18cadb664a698f4879fd9d6317d3b534d4c9e1f3867d1d511fe26591fcf589bb7807205fb330
Type fulltextMimetype application/pdf

Other links

Publisher's full textScopus

Authority records

Pareto, LenaEkström, Sara

Search in DiVA

By author/editor
Pareto, LenaEkström, Sara
By organisation
Division of Media and Design
In the same journal
Frontiers in Robotics and AI
Human Computer InteractionRobotics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 91 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

doi
urn-nbn

Altmetric score

doi
urn-nbn
Total: 252 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf