إن نجاح الأطفال في المراحل الدراسية المختلفة يعتمد بشكل أساسي على مهاراتهم اللغوية المختلفة في القراءة والكتابة، ولقد أثبتت الدراسات أن برامج ما قبل الدراسة الأساسية تساهم بشكل كبير في تنمية مهارات التعلم لدى التلاميذ في المراحل الدراسية اللاحقة ويمكن أن تحد من الفشل الدراسي.

يوجد فجوة بين الأسر من خلفيات اجتماعية واقتصادية مختلفة في حجم الوقت اليومي الذي يمضيه الأهل في التعامل مع أطفالهم بما يتيح تنمية مهارات التحدث والتواصل لدى الأطفال، وقد وجد الباحثون أن الأطفال من خلفيات اجتماعية واقتصادية منخفضة لديهم مفردات أقل و مهارات نطق أضعف من نظرائهم من ذوي الخلفيات الاجتماعية والاقتصادية المرتفعة.

يترتب على هذا أيضاً تَعرُض الأنظمة المدرسية لضغط كبير من أجل توفير تعليم كافي خلال مرحلة رياض الأطفال للتغلب على الأمية المبكرة وضعف اللغة قبل دخول الأطفال إلى المدرسة الابتدائية.

يقدم الباحثون حل لهذه المشكلة عن طريق استخدام إنسان آلي (دمية) لديه قدرة على إجراء محادثات تفاعلية واجتماعية شخصية مع الأطفال. باستخدام تقنية التعليم المعزز (reinforcement learning)، يستطيع الإنسان الآلي أن يخصص (يشخصن) القصص بناء على قدرات ومهارات الطفل اللغوية.

يفتح هذا العمل المجال أمام إمكانية استخدام وسائط مساعدة غير تقليدية كالإنسان الآلي في المراحل الأولية لتعليم الأطفال، ويترتب على هذا تحسن في مهارات التخاطب والتعلم لدى الأطفال وزيادة فرصهم في النجاح في المراحل التعليمية اللاحقة الأمر الذي يساهم في تخفيف الضغط على المدرسين والآباء.

- أولاً، تم اختيار طريقة السرد القصصي بين الإنسان الآلي والأطفال حيث يعتبر السرد القصصى الحواري من أهم المهارات التعليمية فى مرحلة الحضانة. في هذه المرحلة يجيب الأطفال على الأسئلة أثناء التفاعل.

- ثانياً، تم اختيار الروبوت الآلي 'تيجا' للتفاعل مع الأطفال لأنه معروف بجودة تفاعلاته الاجتماعية التعبيرية، بعد ذلك تم تصميم برنامج الإنسان الآلي ليتفاعل مع الطفل كنِدْ أو صديق حيث أنه من المعروف تأثر الأطفال اجتماعيًا بأقرانهم من نفس العمر، فعلى سبيل المثال يتكلم الآلي بصوت طفل ويُعبر عن نفسه عن طريق تغيير تعبيرات الوجه والجسم.

- على مدى 3 أشهر، كان للطفل جلسة على انفراد مع الروبوت مرة واحدة في الأسبوع في جلسة سرد قصصي حواري تمكن الطفل من التفاعل مع الإنسان الآلي الاجتماعى. ومن أجل الحصول على نتائج تجريبية يمكن مقارنتها، تم تقسيم الأطفال لثلاثة مجموعات بناء على السن و الجنس و المدرسة والمستوى اللغوي. المجموعة الأولى تفاعلت مع الآلي المجهز بمنهج شخصى للطفل كان قد تعلمه الآلي بنفسه عن طريق reinforcement learning ودراسة تفاعلات الطفل للوصول لأفضل نتائج تعليمية، أما المجموعة الثانية فقد تفاعلت مع آلي مبرمج بمنهج ثابت لا يتغير من طفل لآخر، وهناك المجموعة الثالثة (مجموعة التحكم) التي لم تتفاعل مع أي آلي. ومن الجدير بالذكر أن كل الأطفال قد قاموا باختبار مهاراتهم اللغوية قبل وبعد التجربة .

- أثناء التجارب تم جمع بيانات التعبير غير اللفظي للطفل عن طريق تسجيل تعبيرات الوجه باستخدام الكاميرا، إلى جانب تسجيل حوار الأطفال .

-أظهر الأطفال الذين تفاعلوا مع الآلي المجهز بمنهج شخصى تحسن ملحوظ في اختبارات المهارات اللغوية مقارنة بالأطفال الذين تفاعلوا مع الإنسان الآلي فقط.

-أظهر الأطفال الذين تفاعلوا مع الإنسان الآلي بشكل عام نتائج أفضل في اختبار المهارات اللغوية من الأطفال الذين لم يتفاعلوا مع الإنسان الآلي على الإطلاق.

-أظهر البحث أن هناك علاقة وطيدة بين التفاعلات اللفظية وغير اللفظية لدى الأطفال.

القيود: نظرًا لأن كل طفل كان لديه 8 جلسات فقط كحد أقصى مع الإنسان الآلي، لم يتمكن الإنسان الآلي من الوصول إلى النتائج الشخصية المثلى مع كل طفل.

العمل المستقبلي: يتطلع الباحثون إلى توزيع الروبوتات على المدارس والأسر، ثم دراسة الآثار طويلة المدى للمقترح.