Lyla, una curiosa y dinámica niña de 7 años, está siempre lista para resolver problemas cotidianos en su comunidad. Nunca está sola en estos desafíos, está rodeada de su útil familia, amigos y vecinos—y espectadores.

Gracias a la programación ideada por Ying Xu, profesora asistente de ciencias del aprendizaje y tecnología en la Facultad de Educación Marsal Family de la Universidad de Michigan, Lyla podrá interactuar con los jóvenes espectadores.

Centrado en mejorar los resultados de aprendizaje para los niños, la nueva serie animada de PBS KIDS, “Lyla in the Loop”, contará con episodios digitales interactivos que incorporan conversaciones asistidas por IA entre la audiencia y la protagonista del espectáculo, Lyla Loops, quien vive en una ciudad inspirada en Filadelfia con su familia y su “fantástico” compañero, Stu.

Xu y sus colegas se han asociado con PBS KIDS y trabajaron en los componentes interactivos para este nuevo programa utilizando inteligencia artificial conversacional en tiempo real para apoyar el aprendizaje STEM entre los niños pequeños. Proporcionarán a un grupo de 200 niños acceso a los episodios de IA durante el otoño de 2024. Después de un nuevo periodo de recopilación de datos, los investigadores lanzarán los episodios interactivos de manera más amplia al público.

En estos videos interactivos, que estarán disponibles después de un período de pruebas de PBS KIDS en dispositivos móviles, como smartphones o tablets, los personajes del programa dialogan con los niños como compañeros curiosos. A medida que se desarrolla el episodio, Lyla hace preguntas para alentar a los niños a pensar, organizar, interpretar y usar datos para tomar decisiones.

Utilizando reconocimiento automático de voz y procesamiento de lenguaje natural, el personaje escucha las respuestas de los niños, interpreta su nivel de comprensión y proporciona una retroalimentación receptiva a los niños. Los investigadores diseñaron los diálogos para alinearlos intencionalmente con los objetivos de aprendizaje de los episodios.

La interacción será similar a cómo los niños ya interactúan con herramientas asistidas por IA en sus hogares, como asistentes de voz en los dispositivos Google Home o Amazon Alexa y juguetes habilitados para internet. Los televisores inteligentes también podrán manejar la tecnología en el futuro.

Xu ha estado estudiando el impacto de interactuar con un personaje de televisión asistido por IA en el aprendizaje de los niños desde 2018 basado en otro programa de PBS KIDS, Elinor Wonders Why. Uno de sus estudios, publicado en la Biblioteca Digital ACM, encontró que ofrecer a los niños oportunidades para conversar con un personaje de medios interactivo asistido por IA en un video de ciencia conduce a mejores resultados de aprendizaje que para los niños que ven videos sin interacciones.

“El tema central de mi investigación es usar IA para apoyar el aprendizaje de los niños a través de involucrarse en conversaciones”, dijo Xu. “Antes de iniciar una asociación con PBS KIDS, ya estaba estudiando el uso de asistentes de voz por parte de los niños, como Siri o Alexa, y contemplando cómo estas tecnologías podrían ser mejor diseñadas para ofrecer ricas oportunidades de aprendizaje”.

Según Xu, la mayoría de las personas no eran conscientes del potencial de los diálogos interactivos hace unos años. Para maximizar su impacto, Xu y sus colaboradores en la Universidad de California, Irvine decidieron encontrar un socio que ya hubiera producido medios de alta calidad y se preocupa por cómo las nuevas tecnologías como la IA podrían mejorar el aprendizaje de los niños.

“Lanzamos nuestra idea a PBS KIDS y nos emocionó ver que teníamos la misma visión y seríamos buenos socios de investigación”, dijo Xu, quien ha estado trabajando en los videos interactivos para “Lyla in the Loop” durante aproximadamente un año y medio.

El programa NSF Advancing Informal STEM Learning financia el proyecto.

“La integración de esta tecnología en nuestro contenido es una progresión natural y ayuda a cumplir nuestra misión de desarrollar experiencias mediáticas seguras, significativas y de alta calidad para niños y familias”, dijo Silvia Lovato, directora senior de PBS KIDS y jefa de aprendizaje e investigación.

El equipo ha estudiado y desarrollado videos conversacionales que incorporan nuevas formas de apoyo para los niños, incluyendo conversaciones de ida y vuelta extendidas que se basan en las respuestas de un niño, andamiaje visual que facilita la comunicación verbal y procesamiento del lenguaje bilingüe.

“Trabajamos estrechamente en cómo podríamos adaptar el programa para incorporar IA para facilitar las interacciones de los niños”, dijo Xu. “Hay muchas consideraciones de diseño para crear las mejores preguntas para facilitar la participación de los niños, especialmente si son un poco más reacios a compartir sus pensamientos. ¿Y si identificamos a los niños que tienen ideas equivocadas sobre una pregunta, cómo guiamos a esos niños?”

Xu y su equipo realizaron varias fases de pruebas con un pequeño grupo de niños, de 4 a 8 años, mostrándoles los videos interactivos y observando la interacción de los niños con la IA. Luego les hicieron preguntas como: “¿Cómo te gusta este proceso? ¿Sientes que fue confuso y que no tenías nada que decir? ¿Tienes algunas ideas para ayudarnos a hacerlo aún mejor?”

“Fue entonces cuando entramos en la segunda fase: el ensayo controlado aleatorio, trabajando con un mayor número de niños, a veces de 200 a 300”, dijo Xu. “Dividimos aleatoriamente a esos niños en dos o tres grupos diferentes y les hicimos ver el mismo contenido en formatos ligeramente diferentes”.

Algunos niños vieron los episodios originales transmitidos en PBS KIDS sin preguntas de IA, mientras que otros vieron el video interactivo y tuvieron conversaciones con la IA. Los investigadores luego compararon los grupos para ver cuánto habían aprendido. Encontraron que una mayor participación a través de la IA significaba un mayor aprendizaje.

Según PBS KIDS, una de las características más fuertes de Lyla es que no se rinde, incluso cuando se necesitan varios intentos para hacerlo bien.

“Ya sabemos que los niños forman una relación con sus personajes de televisión favoritos”, dijo Xu. “Cuando el personaje podía escuchar y responderles, significaba mucho más. Si estas interacciones llevan a los niños a formar vínculos más fuertes con sus personajes favoritos, ¿consideran a esos personajes como modelos a seguir para el aprendizaje de las ciencias?

“Y Lyla es una niña afroamericana, así que ahora tenemos curiosidad por ver si la interacción de los niños con ella incrementará el deseo de las niñas de antecedentes minoritarios en convertirse en científicas. Este será el próximo paso de nuestra investigación.”

Escrito por Fernanda Pires de Michigan News, adaptado al español por Juan Ochoa de Michigan News.

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