AI（Artificial intelligence）可能是今年最具讨论度的话题之一了。

前几天耐撕BaBa分享了美国白宫发布的STEM教育下一个五年战略计划。

北极星计划！白宫发布STEM教育下一个五年战略（附48页完整报告）

计划中提到STEM教育需要与更多的学习者、教师、学校、社区、教育机构产生更全面的合作。

那么今天，耐撕BaBa就分享一篇来自MIT实验室开发人员（Stefania Druga）的实践案例的文章，看她是如何逐步致力于发展少儿智能设备研发和AI编程教学的。

少儿智能设备发展路程与作者的成长相辅相成，可见，这个时代下每个人前进的每一步都具有意义。

当前，越来越多的智能玩具逐步出现在儿童家中，仅在美国就有超过4750万成年人使用智能助理（如亚马逊的Alexa），这引发了人工智能对儿童行为影响的担忧。

   孩子尝试和Alexa互动

我在麻省理工学院媒体实验室的“个人机器人小组”工作期间，我的研究重点是更好地了解这一代与AI一起成长的孩子，保护和鼓励他们积极发展。

我开发了Cognimates编程平台，作为7-14岁儿童的AI人工智能普及的开源平台。

虽然学校和家长开始认为编码是儿童所需的技能之一，但我认为通过实践项目向年轻人介绍人工智能和机器学习的概念非常重要，这样他们就可以更加明智和批判性地使用这些技术。

修补、学习和教学

我出生在罗马尼亚一个小镇，我妈妈是老师，爸爸是电气工程师。

在成长过程中，和父亲在一起，我学会了如何设计和制作东西，从我房间的家具到我们在展会上购买的旧车零件改装的一切。

和妈妈一起，我看到我母亲是如何在她教的小村庄里，成为社区的灵魂。她不仅会帮助学生解决他们的学业问题，还会听取他们的生活经历，并随时帮助他们和他们的家人。

而我最终，把妈妈对教学的热爱与我父亲对生活工作中动手修补的热情结合了起来。

在柏林的谷歌搜索质量团队工作了一年后，我决定继续追求自己想做的事情。

于是我去了柬埔寨首都附近的孤儿院，做了为期四个月做志愿者。

在这里，我与不同年龄段的孩子一起生活，我教他们我能做的一切：数学，英语，文学，包括如何使用计算机和互联网，摄影，修理东西。

我观察到，年龄较大的孩子会辅导年幼的孩子并传授知识。
正是在这段经历中，让我发现孩子们通过开展与当地社区相关的实践项目的教学是多么高效和强大。

同样的激情，MIT实验室的新技能

当我开始思考接下来应该做什么时，我想自身获得成长，学习新技能的同时，还能与我价值观和动力相同的人一起工作。

我开始构建各种奇怪或者称为时髦的项目 ：例如一个巨大的拱廊，例如可编程的车身扩展，以及一个用于泡沫切割的5轴纸板机。

图片来源：Stefania Druga

还有Poppy Ergo Jr机器人的示例项目，可以通过程序编程，并使用作者开发的Scratch 硬件拓展功能来让Poppy Ergo Jr进行绘画创作。

我的第一个AI编码项目

我特别喜欢开源的3D可打印机器人Poppy Ergo Jr，通过编程它可以记录和重复任何动作。

我立即开始想象儿童如何通过示范来教导这样一个机器人（例如，让机器人画画，或者像小狗一样移动）。

我决定为这个机器人建立一个Scratch拓展。我认为如果孩子们可以将它与计算机视觉结合起来会很棒。

我想到的学习场景是，孩子们会向机器人的网络摄像头显示一个物体，机器人会尝试根据已知的物体来绘制它。

我们在Scratch X 平台上记录并发布了这两个扩展。这就是我的第一个编程AI教学项目。

打开人工智能教育的大门

我的第一个机器人和物体识别的编程扩展，为人工智能教育打开了大门。

而Cynthia Breazeal教授长期致力于为儿童开发教育技术以及社交机器人工具包，以帮助儿童通过教授机器人来学习编程。

我们决定一起举办研讨会，观察儿童和家长如何与人工智能设备和玩具增加互动。我们在一系列论文和博客文章中分析并分享了我们的发现。

示例Cognimates教授AI平台，孩子们可以使用图像和文本训练自己的分类器。

在这个过程中，我意识到揭开人工智能技术如何运作的神秘面纱，让儿童将自己定位为人工智能的创造者，而不仅仅是消费者，这是多么重要。

由Cognimates为儿童创建的自定义视觉分类器，用于播放Rock Paper Scissors

什么是Cognimate？

最初对我来说，Cognimate是适合儿童编程和教学的工具。

Cognimates建立在MIT媒体实验室的Scratch开源平台之上。Cognimates平台的主要目标是将编码扩展到AI教育和识字。

图片来源：Stefania Druga

如上图Cognimates角色的例子：孩子通过一个食人魔和一个青蛙王子设计创造性的故事与编程项目。

我们努力创建更多可以体现不同AI服务的角色和入门项目。

当计算机检测到快乐或悲伤的消息，某些角色，如Nary，可以表达不同的情绪。

我们还非常注重视觉扩展，以显示计算机识别的内容，比如字符会改变颜色来显示出计算机识别出来的特定颜色；。

当儿童使用认知服务进行编程时，Cognimate会显示并演示此服务的工作方式（例如，学习如何看或说话）。

这些角色旨在创建强大的类比和概念桥梁，同时允许儿童在相关故事中使用它们。

示例：Cognimates启动项目，其中Nary正在对您发送的消息的感受作出反应

图片来源：设计师Mircea Dragoi

程序中的角色Nary正在对你发送的消息的做出反应。

Cognimates平台旨在通过允许儿童编程和连接具体的智能设备（例如Alexa和智能机器人Cozmo）来实现这一目标。

在萨默维尔的伊丽莎白皮博迪社区中心与UROP团队（从左到右）Lauren Oh，Sarah T. Vu，Tammy Qiu的Cognimates工作室

我们研究了来自四个国家的107名儿童（7-14岁）如何通过使用Cognimates平台进行编程和学习，来更好地理解AI概念并改变他们对智能设备的看法。

在使用我们的平台编写和培训AI知识一个月后，孩子们对AI技术有了深刻的理解，并且能熟练地使用它们。

我们也发现，儿童能够快速理解计算机视觉，情感分析和监督学习等不同机器学习概念方面，协作和沟通技巧发挥了重要作用。

基于儿童反馈的数字Cognimates字符的迭代。设计师：Mircea Dragoi

Cognimate, 儿童和AI的未来

我认为随着技术的进步，我们正处于教育的军备竞赛中，我们需要在儿童及其家庭的行为模式落实到位之前开始考虑AI识字。

我们的目标是让美国和国际上的各个学区，博物馆和图书馆能够访问我们的AI普及平台和学习资源，同时还致力于教师和家庭的培训和拓展。

在访问麻省理工学院期间，加拿大总理贾斯汀特鲁多的Cognimates演示。从左到右：Cynthia Breazeal，Justin Trudeau，Stefania Druga。图片来源：AP Press

我努力为家长和老师提供指导和参与孩子交谈的一部分，而不是支配他们。

实际表明这一步很多孩子可以用AI来做，帮助他们理解它的过程，这很重要。

下一步是让家长和老师更容易参与围绕这项技术的协作学习过程。

虽然作为数字原生代的年轻人非常擅长掌握新的技术技能，但他们并不总能做出正确的决定，而这对于教育工作者来说非常重要。

耐撕BaBa观点

基于Scratch 3.0定制开发的Cognimates编程工具，有了更多的硬件扩展，其中就包括很多AI设备，通过编程来连接AI设备，并做出对真实世界的感应和控制，这也是STEAM教育中非常强调的来源于真实世界的问题解决。

所以这个案例，也告诉我们，学编程到底是为什么？

编程技能不是目的，应付编程类考试也不是目的。

Cognimates工具平台的案例，也让我们打开了更多的认知。编程的运用可以实现更多的AI学习，这种学习是基于真实世界的感知、数据分析和反馈。

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