Robottien käyttö opetuksessa – asenteet ja teknologia

Uutisia ja sosiaalista mediaa seuraava ei voi välttyä törmäämästä robotteihin. Uutisissa puhutaan boteista, chatboteista, coboteista, Peppereistä ja monista muista. Tämän lisäksi robotteja on esiintynyt jo kauan tieteiselokuvissa, televisiosarjoissa, sarjakuvissa ja kirjoissa. Ihmisten omakohtaiset kokemukset robotiikasta liittyvät kuitenkin useimmilla lähinnä siivous- tai ruohonleikkuurobotteihin. Todennäköisesti vähäisen omakohtaisen kokemuksen takia mielikuva robotiikasta perustuu ruudun takaa nähtyyn, mikä saattaa lisätä pelkoa ja negatiivista asennetta robotteja kohtaan. 

Robotiikan merkitys ja asenteet robotiikkaa kohtaan

Vähäisestä kokemuksesta aiheutuva negatiivinen asenne on ongelmallista yhteiskunnan robotisoituessa yhä nopeammin. Esimerkiksi hoitohenkilökunnasta yhä useampi tulee työskentelemään yhdessä robottien kanssa. Lappeenrannan yliopiston hoiva-alalla työskenteleville suorittaman kyselyn [1] mukaan robottien käyttöönottoa sosiaali- ja terveyspalveluissa eniten hidastavat hoiva- ja hoitokulttuuri, muutosvastarinta sekä pelko robotteja kohtaan. Pelkoa robotteja kohtaan lisää mm. omakohtaisten kokemusten puute. Kyselyn mukaan suhtautuminen robotteihin koettiin kuitenkin suurelta osin positiiviseksi, kokemuksen karttuminen ja hyötyjen havaitseminen vähentää muutosvastarintaa ja pelkoa. 

Valviran [2] mukaan robotiikan merkitys erityisesti sosiaali- ja terveyspalveluissa tulee kasvamaan, koska robotiikka vapauttaa henkilöstöresursseja sinne, missä niitä tarvitaan enemmän. Väestön ikääntyessä hoitohenkilökunnan työtaakka kasvaa merkittävästi, mikä merkitsee SOTE-palveluiden kustannusten kasvua. Nykyinen hoitajien määrä ei vastaa kasvavan työtaakan tarpeita. Elinkeinoelämän valtuuskunnan (EVA) Robotit Töihin -julkaisun [3] mukaan hoitohenkilökunnan viisipäiväisestä työviikosta välitöntä potilastyötä on nykyisin arviolta alle kolme työpäivää. Merkittävä osa työajasta menee muuhun kuin varsinaiseen potilastyöhön ja ihmisten kohtaamiseen. 

Nykyisin käytettävissä olevan robotiikan avulla potilastyön osuus voitaisiin nostaa peräti lähes neljään työpäivään viikossa. Se vähentäisi tarvetta uusien hoitajien palkkaamiseen. Esimerkkejä tällaisesta robotiikasta ovat Seinäjoen keskussairaalan TUG-logistiikkarobotit, jotka kuljettavat sairaalan käytävillä hoitotarvikkeita ja –välineitä sekä osan sairaalan ruuista. Robotiikka tarjoaa mahdollisuuden hoitohenkilökunnan työn tukemiseksi, parantaa työmotivaatiota ja tuo säästöjä. Vähäistä ei ole myös työnmielekkyyden kasvu kiireen vähentyessä.

Opetusrobotiikka – perinteistä robotiikkaa ja sosiaalisia robotteja

Robotiikkaa voidaan hyödyntää myös koulumaailmassa ja opetuksessa. Opetusrobotteja ovat opetukseen ja oppimiseen käytetyt robotit, tällaisia ovat mm. monista peruskouluista löytyvät Blu-Bot – ja Bee-Bot -robotit sekä Lego Mindstorm –robotit. Edellä mainittujen kaltaiset opetusrobotit soveltuvat hyvin loogisen ajattelun ja ohjelmoinnin alkeiden opettamiseen. Niiden ongelmana on kuitenkin melko rajoittuneet käyttömahdollisuudet. 

Sosiaaliset robotit puolestaan loistavat sosiaalista kanssakäymistä vaativissa tehtävissä, ainakin teoriassa. Sosiaaliset robotit ovat kehollisia toimijoita ja useimmiten muistuttavat ihmistä. Ihmisenkaltainen sosiaalinen toimija voi tarjota syvemmän vuorovaikutusmahdollisuuden kuin moni muu teknologia. Lasten ja robottien välistä vuorovaikutusta (child–robot interaction, cHRI) [4] on tutkittu useissa kansainvälisissä tutkimuksissa ja havaittu, että lasten ikä näyttää vaikuttavan siihen, kuinka lapsi kokee vuorovaikutuksen sosiaalisen robotin kanssa. Erityisesti alle 12-vuotiaiden lasten on todettu reagoivan muita voimakkaammin kohdatessaan sosiaalisia robotteja, todennäköisesti siitä syystä, että lapset elollistavat robottien välittämää sosiaalista läsnäoloa, mikä voi toimia oppimista tai muistia välittävänä tekijänä.

Tutkimuksissa on havaittu [5] robottien tai niiden välityksellä ohjattujen opetustuokioiden tuottavan oppimistuloksia. Mm. Reich-Stiebertin ja Eysselin [6] tutkimuksen mukaan osa opettajista kuitenkin suhtautuu varsin negatiivisesti opetusrobotteihin. Tämä vaikuttaa johtuvan opettajan omasta asennoitumisesta teknologiaa kohtaan. Asenteen muutokseen voi vaikuttaa opettajankoulutuksessa alkava opetusrobotiikkaan tutustuminen eli käyttökokemukset. Lisäksi asenteiden muuttumiseen voisi vaikuttaa, jos eri teknologioiden käytön hyödyllisyyttä perusteltaisiin.

Tutkimusten perusteella opettajat ovat kokeneet, että roboteista on hyötyä opetuksessa niiden tarjotessa motivaationlähteen ja tiedonlähteen. Opettajia kuitenkin huolestuttaa pelko lisääntyvästä työtaakasta ja pelko ihmistenvälisen vuorovaikutuksen vähenemisestä. Robottien tulisi olla helppokäyttöisiä ja niitä tulisi voida käyttää monipuolisesti, esimerkiksi matematiikan opetuksessa sosiaalista robottia voisi käyttää kertotaulujen opettamiseen. Pepper-robotin tapainen puhetta ymmärtävä ja puhetta tuottava robotti mahdollistaisi kertolaskujen kertaamisen puheen sekä robotista löytyvän kosketustabletin avulla. Sitä voisi käyttää myös opetuksen eriyttämisessä.

Outo laakso –ilmiö

Sosiaalisiin liittyy läheisesti ns. outo laakso -ilmiö (uncanny valley). On havaittu, että mitä enemmän robotti muistuttaa ulkoisesti ihmistä, sitä enemmän sen odotetaan käyttäytyvän ja toimivan ihmisenkaltaisesti. Toisin sanoen on vaikea suhtautua robottiin, joka näyttää ihmiseltä, mutta toimii odotustenvastaisesti eli epäinhimillisesti. Ei-ihmisenkaltainen toiminta, esimerkiksi kasvojen liikkeet tai robotin liikkuminen, voivat tuntua osasta hyvinkin epämiellyttävältä. Vastaava ilmiö liittyy kauhuelokuvien zombie-hirviöihin, jotka vaikuttavat ulkoisesti ihmisiltä, mutta eivät liiku tai toimi ihmisenkaltaisesti. Samasta syystä myös erilaiset käsi- ja jalkaproteesit tai liian ihmisenkaltaiset nuket voivat osasta ihmisiä tuntua epämiellyttäviltä.

Outo laakso –ilmiön olemassaolo vaikuttaa siihen, minkälaisiksi sosiaaliset robotit pyritään tekemään. Robottien tulee olla miellyttäviä ja helpostilähestyttäviä, mutta ei liian ihmisenkaltaisia. Esimerkiksi Pepper-robotti (kts. Kuva 1) muistuttaa ihmistä ja vaikuttaa kiltiltä, mutta ei uhkaavalta. Pepperiä on helppo lähestyä ja sen kanssa on helppo kommunikoida robotin pyrkiessä aina olemaan mahdollisimman miellyttävä. Tästä huolimatta myös Pepper-robotin voi osa ihmisistä kokea epämiellyttävänä.

Lopuksi

Opetusrobotiikkaa harkittaessa on suunniteltava tuleva käyttö mahdollisimman tarkasti, jotta hankitut robotit tulevat monipuoliseen käyttöön. Opetusrobotit tarjoavat mielekkään ja motivoivan tavan uuden asian opettamiseen tai vanhan asian kertaamiseen. Usein on omasta mielikuvituksesta (ja työyhteisön tuesta!) kiinni, kuinka paljon niitä hyödynnetään. Aiemmin mainittuja Blu-Bot- ja Bee-Bot -robotteja löytyy useista kouluista, mutta käyttö jää usein yhden tai kahden oppitunnin kokeilukertaan luokkaa kohden, koska mielekästä tekemistä niille ei keksitä. Mielikuvituksesta ja asiaan paneutumisesta on siten hyötyä.

Pasi Hänninen

Tietokirjailija ja tietotekniikan opettaja (FM) Jyväskylän yliopiston avoimessa yliopistossa sekä tietotekniikan ja uskonnon aineenopettaja yläkoulussa ja lukiossa

Lue aiheesta lisää

Hänninen, P. 2022. Robotiikka ja tekoäly – johdatus aiheeseen. Tammertekniikka.

Lähdeluettelo

[1] Tuisku, O., Pekkarinen, S., Hennala, L. & Melkas, H. 2017. Robotit innovaationa hyvinvointipalveluissa: kysely kentän eri toimijoiden tarpeista, rooleista ja yhteistyöstä. Lappeenrannan teknillinen yliopisto.

[2] Valvira 2017. 2017. Lausunto hyvinvointialan robotiikan tilanteesta ja mahdollisuuksista. Sosiaali- ja terveysministeriö.

[3] Andersson, C., Haavisto, I., Kangasniemi, M., Kauhanen, A., Tikka, T., Tähtinen, L. & Törmänen, A. 2016. Robotit töihin. Eva-raportti 2/2016. Nextprint Oy. Saatavissa: https://www.eva.fi/wp-content/uploads/2016/09/Robotit-töihin.pdf 

[4] Balpaerne, T., Baxter, P., De Greeff, J., ym. 2013. Child-Robot Interaction: Perspectives and Challenges. International Conference on Social Robotics. 452-459. Saatavissa: https://www.researchgate.net/publication/260361337_Child-Robot_Interaction_Perspectives_and_Challenges

[5] Mm. Westlund, J., Gordon, G., Spaulding, S., ym. 2016. Lessons from teachers on performing HRI studies with young children in schools. 11th ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction (HRI). Saatavilla: https://core.ac.uk/download/pdf/83227166.pdf

[6] Reich-Stiebert, N. & Eyssel, F. 2016. Robots in the Classroom: What Teachers Think About Teaching and Learning with Education Robots. International Conference on Social Robotics. 671-680.