Krijgt ook het onderwijs in de toekomst een ​​digitale make-over?

  • Een robot heeft onlangs voor het eerst een universitaire cursus gegeven
  • Nieuw-Zeeland onthult ’s werelds eerste digitale leerkracht
  • Ook hologrammen worden gebruikt om les te geven op universiteiten
  • Kunnen robots menselijke leerkrachten vervangen?

Er wordt vaak gezegd dat het onderwijssysteem de ruggengraat is van elke progressieve natie – en de basis van een goed onderwijssysteem bestaat uit goede leerkrachten. Maar het leerkrachtentekort wordt helaas een steeds grotere uitdaging. Volgens het UNESCO Instituut voor de Statistiek (UIS) gaan wereldwijd ongeveer 263 miljoen kinderen en jongeren niet naar school. Ook schat de UIS dat 25 miljoen kinderen met de lagere schoolleeftijd nooit de binnenkant van een klaslokaal zullen zien. Bovendien maakt maar 14 procent van de jongeren in landen met lage inkomens het voortgezet onderwijs af. Om ervoor te zorgen dat alle kinderen in de wereld de mogelijkheid krijgen om basis- en voortgezet onderwijs te volgen, moeten er tegen 2030 maar liefst 68,8 miljoen leerkrachten bij komen – 24,4 miljoen in het basisonderwijs en 44,4 miljoen in het voortgezet onderwijs.

Cirkeldiagram met de hoeveelheid leraren die we in 2030 nodig hebben in het basis- en voortgezet onderwijs
Om alle kinderen in de wereld basis- en voortgezet onderwijs te kunnen geven, moeten er tegen 2030 maar liefst 68,8 miljoen docenten bijkomen – 24,4 miljoen in het basisonderwijs en 44,4 miljoen in het voortgezet onderwijs.

Maar dat is niet zo eenvoudig als het lijkt. De lange uren, slechte salarissen en hoge stressniveaus maken het beroep van leerkracht steeds minder aantrekkelijk. In de Verenigde Staten daalden de aanmeldingen voor lerarenopleidingen tussen 2007/08 en 2015/16 met maar liefst 23 procent. Daarbij verlaat ongeveer 40 procent van degenen die in het hoger onderwijs studeren het beroep binnen de eerste vier jaar – of begint zelfs nooit met lesgeven. De UIS schat dat ongeveer 21 miljoen leerkrachten het beroep tegen 2030 de rug toegekeerd zullen hebben, waardoor de situatie nog verder zal verslechteren. Maar technologie zou hier mogelijk een aantal oplossingen kunnen bieden.

Een robot heeft onlangs voor het eerst een universitaire cursus gegeven

Bina48, in 2010 ontwikkeld in samenwerking met Hanson Robotics en Terasem Movement van Martine Rothblatt, is een humanoïde robot die gesprekken met mensen kan voeren. De robot is ontwikkeld  naar het voorbeeld van Rothblatt’s vrouw Bina en bestaat uit een hoofd en schouders ondersteund door een frame. Maar het uiterlijk is niet het enige dat de robot van Bina kreeg. De ontwikkelaars hebben ook meer dan 100 uur besteed aan het samenstellen van Bina’s herinneringen, gevoelens en overtuigingen. Een computerdatabase met al deze informatie stelt de robot in staat om gesprekken te voeren haar mening over zaken te geven. En sinds Bina48 voor het eerst het levenslicht zag is ze behoorlijk druk geweest. Ze gaf onder andere een interview met The New York Times op het National Geographic-kanaal en verscheen in allerlei tv-shows over de hele wereld. Bina48 is de eerste robot ter wereld die voor een universiteitscursus slaagde. Bovendien haalde ze onlangs nog een belangrijke mijlpaal: een lezing geven op een universiteit. Samen met professor William Barry en assistent-professor Maj Scott Parsons presenteerde Bina48 een deel van de inleiding van een ethiekfilosofiecursus aan bijna 100 studenten. De lezing vond plaats aan de prestigieuze Amerikaanse militaire academie in West Point, en Bina48 werd daarmee de eerste robot ter wereld die dit deed.

De vrouwelijke humanoïde robot Bina48 in een klaslokaal
Bina48 is de eerste robot ter wereld die voor een universiteitscursus slaagde. Bovendien haalde ze onlangs nog een belangrijke mijlpaal: een lezing geven op een universiteit.

De lezing omvatte een verscheidenheid aan onderwerpen, variërend van ethisch redeneren en het gebruik van kunstmatige intelligentie in de samenleving tot theorieën met betrekking tot ‘rechtvaardige oorlog’. Volgens Barry, die al een aantal jaar met Bina48 samenwerkt, was het belangrijkste doel van dit experiment om te bepalen of KI een liberaal onderwijsmodel en klassikaal lesgeven kon ondersteunen. Bovendien moest Bina48 de kennis en het begrip van de studenten vergroten en de aandacht vast weten te houden.

Voorafgaand aan de les werden enorme datasets naar Bina48 geüpload met onder meer Barry’s lesplan en informatie over onderwerpen als oorlogstheorie, politieke filosofie en wat algemene kennis. Hierdoor kon de robot niet alleen een lezing geven maar ook vragen van studenten beantwoorden. De robot werd bovendien geïnstrueerd om geen verbinding te maken met het internet en alleen op de informatie van de onderzoekers te vertrouwen. “We hebben haar niet met het internet verbonden. Ze had natuurlijk gemakkelijk Wikipedia of de Stanford Encyclopedia of Philosophy kunnen raadplegen. Maar we wilden haar juist alleen op het algoritme laten draaien,” vertelt Barry.

Er was aanvankelijk wat scepsis maar uiteindelijk waren de studenten behoorlijk onder de indruk van Bina48. De vooruitzichten voor robots in het onderwijs zien er dan ook veelbelovend uit. “Voordat de lezing begon dacht men dat het ging om entertainment. Maar men was enorm onder de indruk van het feit dat ze vragen genuanceerd kon antwoorden. Het was ook interessant om te zien dat [de cadetten]  aantekeningen maakten”, voegt Barry toe. Hoe succesvol het experiment ook was, het is niet waarschijnlijk dat Bina48 ooit een volledig vaste aanstelling zal krijgen, althans niet op universitair niveau. De robot had wat moeite om de klas bij te houden en reageerde vrij traag op vragen van studenten. Futuristische humanoïde robots als Bina48 zijn waarschijnlijk wel praktisch in landen waar analfabetisme en laaggeletterdheid veel voorkomt.

Nieuw-Zeeland onthult ’s werelds eerste digitale leerkracht

Hoewel het waarschijnlijk nog wat vroeg is voor robotdocenten, is dat niet per se het geval voor digitale docenten. Nieuw-Zeeland werd onlangs het eerste land ter wereld dat een digitale leerkracht introduceerde op hun basisscholen. De digitale docent heet Will en is ontwikkeld in samenwerking met het energiebedrijf Vector in Auckland en het toonaangevende KI-bedrijf Soul Machines. Will is een kunstmatig intelligente avatar die kinderen leert over de voordelen van hernieuwbare energie. De avatar is ontwikkeld als onderdeel van het educatieve programma ‘Be Sustainable with Energy’ van Vector. Dit programma wordt gratis aangeboden aan basisscholen in Auckland die zich binnen het elektriciteitsnetwerk van Vector bevinden. Will kan via desktops, laptops of mobiele apparaten met leerlingen communiceren en hen alles leren over zonnepanelen, windturbines en andere vormen van hernieuwbare energie. Will kan de leerlingen bovendien vragen stellen om te controleren wat ze hebben geleerd en op hun antwoorden en zelfs hun lichaamstaal reageren.

Volgens het bedrijf zullen nieuwe en opkomende technologieën als kunstmatige intelligentie hen in staat stellen om betere gesprekken te voeren met klanten over duurzame energie, zowel nu als in de toekomst. “Ons werk met Soul Machines is een zeer effectieve gebruikerscase. Het fungeert als een educatief hulpmiddel rond hernieuwbare energie en het creëren van een nieuwe energietoekomst”, zegt Nikhil Ravishankar, de digitale leider van Vector. En kinderen lijken erg onder de indruk van de avatar. Toen hen gevraagd werd wat ze van Will vinden, zeiden ze dat de interactie menselijker aanvoelde dan bij andere KI-systemen zoals bijvoorbeeld Siri. “Wat mij fascineerde was hoe de kinderen op Will reageerden. De manier waarop ze naar de wereld kijken is zo creatief en anders en Will heeft echt hun aandacht getrokken”, voegt Ravishankar toe. “Het gebruik van een digitale ‘mens’ is een zeer aantrekkelijke methode om mensen nieuwe kennis bij te brengen. Ik heb veel vertrouwen in deze technologie. Het is de ideale manier om kosteneffectieve, rijke, educatieve ervaringen te bieden”.

Will werd gebouwd met behulp van het door Soul Machines ontwikkelde kunstmatige zenuwstelsel, een autonoom animatieplatform geïnspireerd op de werking van het menselijk brein en het zenuwstelsel. Op deze manier kan de avatar zich op een zeer mensachtige manier gedragen en zich onderscheiden van andere, soortgelijke creaties. Will maakt gebruik van een webcam en microfoon om de emoties van een leerling te detecteren en hierop adequaat te reageren. En mocht Will niet jouw typetje zijn, maak je geen zorgen. Je kunt namelijk kiezen uit vijftien verschillende digitale persoonlijkheden – allemaal gemodelleerd op een echte, bestaande persoon. Ook is het mogelijk om verschillende talen en zelfs  bepaalde accenten in te stellen.

Volgens Greg Cross, Chief Business Officer van Soul Machines, ziet de toekomst van het onderwijs er met dit soort technologie veelbelovend uit. Deze digitale leerkrachten kunnen ons helpen het groeiende lerarentekort in de wereld aan te pakken en onderwijs te bieden aan leerlingen in afgelegen gebieden. “Het is algemeen bekend dat er een tekort is aan STEM-docenten op middelbare scholen. Het concept om digitale leerkrachten in te kunnen zetten voor kinderen en gemeenschappen die mogelijk geen toegang hebben tot echte leraren, beschouwen we als een enorm belangrijke rol die deze digitale ‘personen’ zouden kunnen vervullen”, zegt Cross.

Ook hologrammen worden gebruikt om les te geven op universiteiten

Robots en KI-avatars zijn misschien niet de enige manier om dit groeiende tekort aan leraren aan te pakken. Tijdens een recent ‘women in tech’-evenement in Londen, heeft het Imperial College London plannen aangekondigd om holografische professoren te introduceren in haar Business School-klaslokalen. Tijdens het evenement verschenen sprekers uit New York en Los Angeles op het podium in de vorm van een hologram om te demonstreren hoe de technologie werkt. Via een cameraverbinding konden de hologrammen in real time met studenten communiceren en op hun vragen reageren.

“De introductie van hologramtechnologie in het klaslokaal zal de beperkingen van traditioneel lesgeven doorbreken. Met hologrammen creëer je een interactieve ervaring die zowel studenten als academici ten goede komt”, zegt Dr David Lefevre, de directeur van het Edtech Lab aan de Imperial College Business School. “De hologramtechnologie zal echte lezingen niet vervangen maar biedt academici meer flexibiliteit. Het stelt hen in staat om tijdens hun reizen les te kunnen blijven geven, zodat consistentie en kwaliteit voor de cursisten gewaarborgd blijft”.

De hologramtechnologie is ontwikkeld door het Canadese bedrijf Arht Media. Het werkt door een live-afbeelding op een glazen scherm te projecteren. Vervolgens wordt er een bepaalde achtergrond gebruikt om de illusie van diepte te creëren. Verder stelt een high-definition monitor docenten in staat om met hun publiek te communiceren en zelfs oogcontact te maken. Dankzij deze technologie kan de universiteit de colleges in meerdere klassen en op verschillende locaties tegelijk laten plaatsvinden. De studenten hebben nu de kans om naar experts te luisteren en zelfs met ze te praten zonder dat ze (naar het Verenigd Koninkrijk) hoeven te reizen.

Kunnen robots menselijke leerkrachten vervangen?

Hoewel robots al geruime tijd bestaan en we ze in steeds meer aspecten van ons leven tegenkomen, is er nog steeds veel scepsis over de technologie, vooral als het gaat om het gebruik ervan op scholen. In een Europese enquête uit 2012 werd aan 27.000 mensen gevraagd wat ze van robots vinden. Uit het onderzoek bleek dat 34 procent van de respondenten vindt dat robots niet in het onderwijs thuishoren. Maar liefst 60 procent is van mening dat ze niet ingezet moeten worden om voor kinderen, ouderen of gehandicapten te zorgen. Slechts 3 procent keurde het gebruik van robots in het onderwijs goed. Het is ook onwaarschijnlijk dat leraren zelf graag robots in hun klas hebben, omdat ze bang zijn dat ze hun baan kwijtraken.

De meeste experts zijn het er echter over eens dat het beroep van leerkracht niet of nauwelijks door automatisering bedreigd wordt. De rol van de docent is namelijk enorm complex. Elk kind moet op een andere manier benaderd worden en je moet onder andere empathisch vermogen hebben. Op dit moment bestaat er geen robot die alles zou kunnen wat een menselijke leerkracht kan. En het ziet er niet naar uit dat robots dit in de nabije toekomst wel zullen kunnen. “Ik geloof niet dat een robot alle taken kan uitvoeren die een menselijke leerkracht elke dag uitvoert. Ik geloof ook niet dat een robot het enorme repertoire aan vaardigheden en capaciteiten zal kunnen ontwikkelen dat een menselijke leerkracht bezit”, zegt Rose Luckin, een professor aan het University College London Knowledge Lab.

Een grafiek toont de groei van de wereldwijde educatieve robotmarkt van 2018 tot 2023
Wegens recente technologische vooruitgang op het gebied van robotica wordt voorspeld dat de wereldwijde educatieve robotmarkt zal groeien van $778,6 miljoen in 2018 naar $1,68 miljard in 2023.

Of het nu gaat om het volledig vervangen van menselijke leraren of dat ze alleen ter aanvulling van een leerkracht fungeren; de kans is groot dat we robots in de toekomst steeds vaker tegenkomen in het onderwijs. Als gevolg van de groeiende vraag naar leraren en de ontwikkelingen op het gebied van robotica, wordt voorspeld dat de wereldwijde educatieve robotmarkt zal groeien van $778,6 miljoen in 2018 naar $1,68 miljard in 2023.

De wereld kampt met een groeiend tekort aan leerkrachten en als we ervoor willen zorgen dat alle kinderen toegang krijgen tot onderwijs, moeten we een manier vinden om dit probleem zo snel mogelijk aan te pakken. Robottechnologie, kunstmatige intelligentie en hologrammen bieden een mogelijke oplossing, maar ze zijn op dit moment nog niet geavanceerd genoeg om meer dan alleen een ondersteunende rol te kunnen vervullen. Naarmate deze technologieën zich verder ontwikkelen, zullen ze naar verwachting echter een steeds prominentere rol gaan spelen in onze onderwijssystemen. Hoewel ze menselijke leerkrachten waarschijnlijk nooit volledig zullen vervangen, kunnen digitale avatars of robots het werk van een docent wel veel gemakkelijker maken en een deel van de lasten verlichten. Het is misschien wel de enige manier om ons doel – hoogwaardig onderwijs voor iedereen – te bereiken.

Gratis e-books voor 13 sectoren.

De wereld verandert in snel tempo en dat heeft grote impact op all sectoren. Daarom hebben we voor maar liefst 13 sectoren een compact e-book ontwikkeld. Daarin vind je de laatste trends op een rij, onderbouwd met interessante statistieken.
Dit blog is geschreven door Richard van Hooijdonk

Dit blog is geschreven door Richard van Hooijdonk

Trendwatcher, futurist en internationaal topspreker Richard Van Hooijdonk neemt je mee naar een inspirerende toekomst die leven, werken en ondernemen drastisch gaat veranderen.

Alle Lezingen