Educational robotics for children and their teachers
University of Turin（都灵大学）
本文介绍了一个谷歌教育资助的项目，致力于培训教师（小学和中学）通过电子学习平台，将他们介绍给教育机器人使用沃利，社会，教育和情感机器人。
2022-05-01 cs.HC cs.RO
Mental state attribution to educational robots: an experience with children in primary school
University of Turin（都灵大学）；CINI（意大利国家大学间计算科学联盟）
本文介绍的工作是在都灵市与都灵大学共同推动的“女孩和男孩：大学一天”项目的背景下开展的。我们负责在计算机科学系举办的两个关于机器人和编码的教育活动，该系的一个实验室可用于此类课程。在实验室的会议结束时，孩子们编写了精神状态归因（AMS）问卷，这是一个衡量参与者归因于机器人的精神状态的指标，即与人类相比，用户对机器人精神品质的感知。我们向参加教育机器人实验室的儿童和进行编码活动的儿童分发了调查问卷。结果表明，与没有直接接触机器人的儿童相比，第一组儿童将更高的心理素质归因于机器人。
2023-03-07 cs.HC cs.RO
Exploring Collaborative Game Play with Robots to Encourage Good Hand Hygiene Practises among Children
Spire Animation Studios（斯皮尔动画工作室）；AMMACHI Labs（AMMACHI实验室）；Amrita Vishwa Vidyapeetham（阿姆里塔维迪亚佩瑟姆大学）
本文介绍了一种新的协作教育游戏，名为“土地的手”，涉及儿童和定制的社会机器人，我们设计的（HakshE）的设计，实施和评估。通过这个游戏平台，我们的目标是向儿童传授正确的手部卫生知识，并探索在这种环境中亲社会机器人与儿童之间的互动程度。我们将游戏化与计算机作为社会参与者（CASA）范式相结合，将机器人建模为游戏中的社会参与者或同伴。该游戏使用Godot的2D引擎和Alice 3开发。在这项研究中，32名参与者通过视频会议平台Zoom在线玩游戏。为了了解亲社会机器人的轻推对儿童互动的影响，我们将研究分为两种情况：有轻推和无轻推。对儿童互动的详细分析和视频分析表明，我们的平台帮助儿童学习了良好的手部卫生知识。我们还发现，使用亲社会机器人可以在孩子和机器人之间创造愉快的互动和更大的社会参与，尽管学习本身并不受机器人的亲社会性的影响。
2022-06-17 cs.RO
MR.Brick: Designing A Remote Mixed-reality Educational Game System for Promoting Children's Social & Collaborative Skills
儿童是受COVID-19相关社交距离影响最大的群体之一，缺乏与同龄人的接触会限制他们发展社交和协作技能的机会。然而，远程社交和协作作为一种替代方法，对儿童来说仍然是一个巨大的挑战。本文介绍了MR砖，混合现实（MR）教育游戏系统，帮助儿童适应远程协作。本研究以24名6 ~ 10岁儿童为研究对象，通过测量他们的社交和协作技能，分析他们的多模式游戏行为，比较MR.Brick和传统电子游戏。结果表明，《砖块先生》比传统电子游戏更有利于儿童的远程协作体验。鉴于缺乏为儿童设计的远程协作培训系统，本研究可能会启发相关领域的交互设计和教育研究。
2023-01-27 cs.HC
An affective and adaptive educational robot
University of Turin（都灵大学）
在本文中，我们提出了一个教育机器人称为沃利，旨在从事儿童的情感和社会互动。事实上，我们现在专注于它作为一个教育和情感机器人的角色，能够通过编码指令控制，同时通过识别他们的情绪和记住他们的兴趣，并相应地调整其行为，与儿童进行口头和情感互动。
2022-05-20 cs.HC cs.RO
Long-Term Personalization of an In-Home Socially Assistive Robot for Children With Autism Spectrum Disorders
University of Southern California, Viterbi School of Engineering（南加州大学维特比工程学院）
社会辅助机器人（SAR）在增强自闭症谱系障碍（ASD）儿童的社会和教育发展方面显示出巨大的潜力。随着SAR继续证明自己是对人类干预的有效增强，研究人员试图研究其在现实世界环境中的纵向影响，包括家庭。计算个性化是一个核心的计算挑战，因为它是必要的，使SAR系统，以适应每个孩子的独特和不断变化的需求。为此，我们将个性化形式化为一个分层的人类机器人学习框架（hHRL），由五个控制器（披露，承诺，指令，反馈和查询）组成，由一个元控制器介导，该元控制器利用强化学习根据每个用户的独特学习模式来个性化指令挑战水平和机器人反馈。我们在一项研究中对17名3至7岁的ASD儿童进行了为期一个月的干预，并对这种方法进行了实例化和评估。我们的研究结果表明，完全自主的SAR系统能够随着时间的推移，根据每个孩子的熟练程度进行个性化的指导和反馈。结果，每个儿童参与者都表现出有针对性的技能和干预内容的长期保留的改善。此外，所有儿童用户参与了大部分干预，他们的家人报告说，搜索和救援系统是有用的和适应性强。总之，我们的研究结果表明，自主的，个性化的SAR干预措施是可行的，有效的，在家庭中提供长期的发展支持，不同的学习需求的儿童。
2019-11-18 cs.RO
SET-PAiREd: Designing for Parental Involvement in Learning with an AI-Assisted Educational Robot
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本研究针对家长对AI教育机器人内容适宜性的担忧，设计SET卡片工具包和PAiREd原型界面，使家长可审查修改LLM生成内容并灵活调整参与度，通过20个家庭实地研究验证了该交互范式的有效性。
2025-02-24 cs.HC cs.RO
Educational Question Generation of Children Storybooks via Question Type Distribution Learning and Event-Centric Summarization
IBM Research Europe（IBM欧洲研究院）；IBM Research（IBM研究院）；WeChat AI（微信AI）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学）；Nankai University（南开大学）
针对儿童童话教育问题生成的难点，提出结合问题类型分布学习与事件中心摘要的新方法，用银标样本微调预训练模型，在FairytaleQA数据集上取得良好效果，验证了任务拆解的必要性。
2024-10-04 cs.CL cs.HC
Cyber Security Educational Games for Children: A Systematic Literature Review
本研究通过系统性综述2010-2024年68篇论文中的91款儿童网络安全教育游戏，发现其有积极学习成果但存在设计流程与方法学严谨性等关键差距，提出了结合自下而上和自上而下的混合设计评估等未来研究方向。
2025-08-24 cs.CR cs.CY cs.HC
Physical extracurricular activities in educational child-robot interaction
University of Twente（特文特大学）
在一项关于教育儿童与机器人互动的探索性研究中，我们研究了交替学习活动与额外共享活动的效果。我们的目标是通过引入“物理课外活动”来加强和丰富儿童与机器人之间的关系。这种丰富的关系可能最终影响孩子和机器人与学习材料互动的方式。我们使用定性测量技术来评估额外的活动对儿童-机器人关系的影响。我们还探讨了如何将这些指标整合到一个高度探索性的累积分数中，以确定儿童与机器人之间的关系。该累积分数表明，与机器人一起参与物理课外活动的儿童与仅与机器人一起参与学习活动的儿童之间的整体儿童-机器人关系存在差异。
2016-06-08 cs.HC cs.RO
Deciphering Emotions in Children Storybooks: A Comparative Analysis of Multimodal LLMs in Educational Applications
College of Engineering & Advanced Computing（工程与高级计算学院）
本研究针对阿拉伯语语境下儿童绘本情绪识别研究不足的问题，对比了GPT-4o与Gemini 1.5 Pro在三种提示策略下的表现，发现GPT-4o更优但二者均存在文化理解局限，为开发适配阿拉伯文化的情绪感知教育技术提供参考。
2025-06-22 cs.CL cs.CV cs.HC
Octo's Adventure: At-home Deployment of a Pediatric Education Tool
University of Minnesota（明尼苏达大学）
本研究通过对13个先天性心脏病儿童家庭开展一周的Octo混合实体-数字教育工具居家部署，探究其对儿童健康素养、家庭沟通的作用，为Octo优化及临床部署提供依据。
2026-08-10 cs.HC
TIEboard: A Digital Educational Tool for Kids Geometric Learning
本文提出TIEboard，一种结合传统玩具与导电光纤的交互式几何学习设备，通过六种难度模式与实时反馈，有效促进了5-9岁儿童的几何学习、创造力与协作。
2025-05-28 cs.HC
Implementation of Augmented Reality as an Educational Tool for Practice in Early Childhood
UIN Sunan Gunung Djati Bandung（乌因·苏南·贡多迪蒂帕蒂万隆大学）
本研究通过增强现实技术开发洗手学习应用，提升幼儿对礼拜程序的理解和学习兴趣。
2025-12-19 cs.HC q-fin.CP
"It's Not a Replacement:" Enabling Parent-Robot Collaboration to Support In-Home Learning Experiences of Young Children
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文研究家长与机器人协作以支持幼儿家庭学习，开发了学习陪伴机器人原型并在10个家庭中进行用户研究，发现家长希望机器人作为协作者增强育儿活动，提出了家长与机器人协作的概念及设计见解。
2024-03-20 cs.HC cs.RO
Levantamento de Requisitos para Jogos Educativos Infantis
游戏在课堂上的使用在不断增长，然而，仍然需要更好的解决方案，如调和休闲与课堂或缺乏注意力的儿童的问题。这项工作展示了用于调查和分析儿童教育游戏开发需求的方法，目标受众为5至9岁的儿童。提出了一系列基本要求，这些要求可以促进教育游戏的开发，并为游戏的进一步开发提供基础。可以通过解决教育理论，教育游戏化过程和其他要求收集方法来继续工作。
2019-09-22 cs.HC
A Conceptual Design of Mobile Learning Applications for Preschool Children
本文重点介绍了在保加利亚幼儿学前教育中使用移动学习的可能性。介绍并讨论了国家学前教育条例。揭示和分析了儿童在使用移动设备访问互联网信息时的安全问题。两个概念模型的应用程序，移动学习，旨在学龄前儿童的设计。它们的优点和缺点进行了概述和讨论。关键词-儿童行动应用程式、行动学习、行动学习构件设计、软件工程
2016-06-18 cs.CY cs.HC
An Adaptive Scoring Framework for Attention Assessment in NDD Children via Serious Games
本文提出一个面向神经发育障碍儿童严肃游戏的注意力评估自适应评分框架，整合多种指标并动态调整权重，以改善学习评估并支持教学干预。
2025-09-10 cs.HC
Scenarios for Educational and Game Activities using Internet of Things Data
提高年轻人的认识，改变他们在能源使用和环境方面的行为和习惯，是实现可持续地球的关键。解决全球气候问题的目标需要让人们了解他们在减缓行动和适应可持续行为方面的作用。应对气候变化和实现雄心勃勃的能源和气候目标需要改变公民行为和消费习惯。本文研究了物联网传感和相关的场景和实践，这些场景和实践通过发现，游戏化和教育活动来解决学童的问题。在STEM教育中使用海水传感器，以前没有得到解决，包括在这些教育课程中。
2019-06-20 cs.CY cs.HC
Ten Years of Research on Intelligent Educational Games for Learning Spelling and Mathematics
在这篇文章中，我们提出了我们的研究结果，从十年的智能教育游戏。我们讨论了学习拼写和数学的培训环境的架构，并特别关注内容的表示和实现个性化培训的控制器。我们首先展示了通过多个感知线索重新路由信息的多模态表示，并讨论了游戏结构。然后，我们提出了数据驱动的学生模型，用于个性化的，自适应的内容呈现。我们进一步利用机器学习为教师和专家提供分析和可视化工具。由超过20，000名儿童的培训课程组成的大型数据集可以对学习的性质进行统计解释和见解。
2018-06-07 cs.CY cs.HC
Understanding learning within a commercial video game: A case study
人们对使用视频游戏进行学习的价值和相关性的辩论越来越感兴趣。一些兴趣源于对当前教育方法的不满。然而，这种兴趣也源于对大量玩电子游戏的儿童的观察。本文发现，孩子们可以通过玩一个名为“粘粘世界”的电子游戏来学习基本的建筑技能。该研究还采用了新的眼动跟踪技术来测量内源性眨眼和眼睛注视。对这两个认知处理指标的测量进一步表明，研究中的儿童学会了玩两个视频游戏，《粘粘世界》和《坏猪》。总的来说，研究结果进一步支持了儿童通过玩商业视频游戏学习的潜力。
2015-07-03 cs.CY cs.HC
Tinker Tales: A Tangible Dialogue System for Child-AI Co-Creative Storytelling
Department of Computer Science, Emory University（埃默里大学计算机科学系）；Department of Computer Science, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学计算机科学系）；School of Nursing, Emory University（埃默里大学护理学院）
提出Tinker Tales有形对话系统，通过结合物理故事板、NFC玩具和移动应用，支持儿童与AI在四个叙事阶段进行协作故事创作，并发现提示框架影响儿童叙事贡献的形式和一致性。
2026-09-14 cs.AI cs.HC
Co-Design and implementation of an open-source 3D printed robot
University of Turin（都灵大学）
在2017-18学年，我们在都灵巴罗洛的Giulia Falletti小学的三分之一开展了一系列编码活动，持续了大约3个月（Gena et a.，2020年）。这些活动的目的不仅是教学生编程的基础知识，而且还介绍了一种新的语言和一种新的思维和解决问题的方式：计算思维。班级由25名学生组成：14名男性和11名女性，然后我们将其分为两个工作组（13 + 12），以使编码课程更易于管理，并提供更好的儿童保育。课程持续一小时，由一名计算机教师在一名学生/协调员的协助下进行，其中一名教师在场。在三个月的积极体验结束时，我们意识到，拥有一个可以执行虚拟机器人所做的相同动作的教育机器人，就像code.org上的机器人一样，对孩子们非常有用，特别是帮助他们解决方向感问题。因此，由于没有商业机器人具有我们想要的特性，我们决定从头开始创建一个教育机器人，配备社交，互动和情感技能，能够让孩子参与并与他们建立情感联系，以增加他们的学习和参与。我们从一开始就决定将机器人设计为一个开源项目，以低成本制造，提出一个任何人都可以轻松复制和改进的套件。
2022-09-03 cs.HC cs.RO
What Do Children and Parents Want and Perceive in Conversational Agents? Towards Transparent, Trustworthy, Democratized Agents
本研究调查多国儿童与家长对对话式智能体的信任、伙伴模型及理想设计看法，通过教育研讨会赋能其编程，发现儿童与家长在感知与期望上存在差异，并提出了提升能力、可预测性及信息透明度以培养适当信任的设计启示。
2023-01-20 cs.HC
Personalized Inhibition Training with Eye-Tracking: Enhancing Student Learning and Teacher Assessment in Educational Games
本研究提出基于眼动追踪的ReStroop游戏分析框架，通过双阈值检测与风险评估识别儿童注意力缺陷，实现个性化干预，支持教育决策。
2025-09-10 cs.HC
Bridging Language Gaps: Utilizing Interactive Robots to Teach Cantonese in Real-Life Contexts for Newly-Arrived Children
本研究通过交互机器人 Boon Boon 在真实情境中教授粤语，旨在提高新抵达儿童的学习参与度和动机，同时评估其对粤语能力的影响。
2026-01-03 cs.ET cs.HC cs.RO
Designing Narrative-Focused Role-Playing Games for Visualization Literacy in Young Children
基于游戏设计和教育研究，本文介绍了以叙事为中心的角色扮演游戏作为促进幼儿视觉素养的一种方式。可视化素养技能对于理解我们周围的世界和构建有意义的可视化至关重要，然而，如何在早期更好地发展这些技能仍然在很大程度上被忽视和研究不足。直到最近，可视化社区才开始填补这一空白，导致了早期教育中使用的教育工具的初步研究和开发。我们通过探索游戏化来支持学习，并通过利用涉及可视化的数据相关问题中的叙述来确定应用基于角色扮演游戏的设计的机会。我们研究了包括叙事元素对学习的影响，通过技术探针，接地在一组设计考虑来自可视化，游戏设计和教育科学。我们创建了两个版本的游戏-一个有叙事元素，一个没有-并使用受试者之间的研究设计评估了33名11至13岁的儿童参与者的实例。尽管参与者需要两倍的时间来完成他们的游戏，由于额外的元素，包括这些元素被发现，以提高参与而不牺牲学习;我们的研究结果表明，图形阅读技能的发展没有显着差异，但在参与和整体享受的游戏显着差异。我们报告所收集的观察结果和定性反馈，并指出需要改进的地方和未来工作的空间。
2020-08-31 cs.HC
What is online citizen science anyway? An educational perspective
在本文中，我们试图通过促进众包和协作的在线工具，促进公民参与真正的科学项目的性质的辩论。我们专注于一个未充分研究的领域，在线公民科学参与对学龄儿童科学教育的影响。我们提出了一个二叉树的在线公民科学的过程流程和一个匿名的调查结果，在新西兰的小学教师，是已知的科学教育的倡导者。我们的研究结果揭示了为什么教师有兴趣在课堂活动中使用在线公民科学，以及他们在选择使用特定项目时正在寻找什么。从这些特征中，我们得出的建议，最佳嵌入在线公民科学的教育过程中，上下文和结果的传播。
2018-04-20 cs.CY cs.HC cs.SI
Serious Play to Encourage Socialization between Unfamiliar Children Facilitated by a LEGO Robot
Aalborg University（奥尔堡大学）；The LEGO Group（乐高集团）
本文介绍与乐高合作开发的Robert Robot，通过自然环境和配对实验证明其能打破陌生儿童间的僵局，促进社交互动，并提出四点机器人设计启示。
2025-03-10 cs.HC cs.RO
Using the power of memes: The Pepper Robot as a communicative facilitator for autistic children (cAESAR2023 workshop)
University of Turin（都灵大学）
本文通过为期四个月的Pepper机器人治疗实验室，对4名低支持需求自闭症儿童进行定性评估，探索机器人促进社交沟通技能发展的有效性及改进策略。
2023-08-09 cs.HC cs.RO
Design and Implementation of a Virtual 3D Educational Environment to improve Deaf Education
Ferhat Abbas Setif 1 University（费尔哈特·阿巴斯塞提夫第一大学）；Faculty of Sciences（理学院）；LRSD
自然语言处理、知识表示和计算机图形技术的发展为聋人教育工具的开发提供了新的思路。为聋哑学生设计的实际教材和工具存在若干问题，因为教科书是为课堂上的正常学生设计的，其中大多数不适合听力残疾人。虚拟现实（VR）技术似乎是一个很好的工具，并在听力残疾学生的教育有前途的框架。在本文中，我们提出了一个当前的研究任务围绕设计和实现的虚拟三维教育环境的基础上X3 D和H-Anim标准。该系统生成和动画自动手语句子从语义表示，编码的阿拉伯语输入文本的全部含义。讨论了手语语言生成中的一些问题，包括便于重用和减少手语生成时间的手语表示模型，手语语言学特征的语义组件到手语特征表示的转换，以及如何使用X3 D内容生成逼真的平滑手势序列，以执行手势之间的过渡，从而实现动画化身的自然外观。手语句子由阿尔及利亚本地聋人评估。该项目的目标是开发一个从阿拉伯语到阿尔及利亚手语的机器翻译系统，可用作阿尔及利亚小学聋哑儿童的教育工具。
2020-05-29 cs.CL cs.GR cs.HC
Empathic Robot for Group Learning: A Field Study
这项工作探讨了一个小组学习的情况下，自主共情机器人。我们解决两个研究问题：（1）一个自主机器人设计的共情能力，促进协作学习在一个群体的背景下？(2)共情机器人能否在与学生群体的长期协作学习互动中维持积极的教育成果？为了回答这些问题，我们开发了一个具有同理心能力的自主机器人，它能够在关于可持续发展的学习活动中与一组学生互动。进行了两项研究。第一项研究比较了三种情况下儿童的学习结果：与移情机器人一起学习;与没有移情能力的机器人一起学习;以及在没有机器人的情况下学习。结果表明，具有同理心的自主机器人促进了关于可持续发展的有意义的讨论，这是可持续发展教育的学习成果。第二项研究的特点是，学生们在学校教室里与机器人互动两个月。长期的教育互动似乎并没有提供显着的学习收益，虽然有一个变化，在游戏中实现更多的可持续性。这一结果反映了在用于群体学习的教育机器人领域进行更长期研究的必要性。
2019-02-05 cs.HC
Procedurally generating rules to adapt difficulty for narrative puzzle games
IT University of Copenhagen（哥本哈根信息技术大学）
本研究针对幼儿叙事解谜游戏的难度适配问题，结合遗传算法与难度度量生成目标难度的规则，用大语言模型在叙事中传达规则，平均24代内可达成目标难度，为教育游戏的动态难度适配提供了可行方案。
2023-07-07 cs.AI cs.HC
Exploring Children's Use of Self-Made Tangibles in Programming
使用自制的有形物定义抽象的算法结构，如函数和变量，可以通过在整个活动中保持输入模态和物理交互并减少对电子设备的依赖来增强有形编程体验的可用性和可负担性。然而，现有的有形编程环境使用数字接口来保存抽象定义，如函数和变量，因为设计新的有形物对儿童来说是具有挑战性的，因为他们使用抽象定义的经验有限。我们与孩子们进行了一系列的设计工作坊，以了解他们的自制有形创造能力，并开发有形计算的设计考虑因素，如纸张编程。本文报告：1）我们对学生如何概念化和设计有形编程块的见解，2）自制有形块的设计考虑，以产生更高的可理解性和可记忆性，3）在现实生活中的编码活动中创建自制有形块的设计考虑的测试。
2022-10-12 cs.HC
Alexa as a CALL platform for children: Where do we start?
亚马逊的Alexa现在广泛使用，并显示出作为面向儿童的CALL游戏平台的有趣潜力。在本文中，我们描述了一个初步的非正式实验，我们创建了一些简单的CALL游戏，并提供给一些儿童测试人员。我们报道了孩子和家长的反应。我们的总体结论是，虽然Alexa有许多积极的功能，但当前版本中仍然存在基本的平台问题，这使得很难为儿童构建引人注目的CALL游戏。所使用的游戏将很快在Alexa商店免费下载。
2019-07-30 cs.HC
Designing LLM-simulated Immersive Spaces to Enhance Autistic Children's Social Affordances Understanding
本文提出基于大语言模型的沉浸式投影系统AIroad，通过模拟多模态社会信号帮助自闭症儿童理解交通场景中的社会可供性，14人用户研究验证了其有效性和可用性。
2025-02-05 cs.HC
EMooly: Supporting Autistic Children in Collaborative Social-Emotional Learning with Caregiver Participation through Interactive AI-infused and AR Activities
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））；National Research Council（国家研究委员会）
EMooly是一款结合AR与生成式AI的平板游戏，通过照护者参与和个性化活动，显著提升自闭症儿童的情绪识别能力。
2026-09-22 cs.HC
