The recent rise in relevance and diffusion of Artificial Intelligence (AI)-based systems and the increasing number and power of applications of AI methods invites a profound reflection on the impact of these innovative systems on scientific research and society at large. The Universal Scientific Education and Research Network (USERN), an organization that promotes initiatives to support interdisciplinary science and education across borders and actively works to improve science policy, collects here the vision of its Advisory Board members, together with a selection of AI experts, to summarize how we see developments in this exciting technology impacting science and society in the foreseeable future. In this review, we first attempt to establish clear definitions of intelligence and consciousness, then provide an overviewof AI’s state of the art and its applications. A discussion of the implications, opportunities, and liabilities of the diffusion of AI for research in a few representative fields of science follows this. Finally, we address the potential risks of AI to modern society, suggest strategies for mitigating those risks, and present our conclusions and recommendations.

Stora språkmodeller som GPT och Llama 2 samt tjänster som ChatGPT och KhanMigo visar på möjligheterna att föra samtal med en AI i ett lärandesyfte. Tillgången till AI-tjänster påverkar hur undervisning bör utformas och kan potentiellt leda till stora positiva effekter på studenternas lärande (Parnes 2023). AI-modeller samt deras tillhörande tjänster ger oss inte bara möjligheten att få svar på frågor utan de kan också hjälpa studenter genom sokratiskt lärande där AI-tjänsten ställer frågor till studenten i stället för att ge svaret direkt vilket hjälper studenten att komma fram till svaret själv.

Här presenteras ett experimentellt högskolepedagogiskt utvecklingsarbete runt skapandet av AI-assistenter för att stötta studenter i en individanpassad och sokratisk undervisningsmiljö. Målet är att ge studenten tillgång till specifikt utbildningsmaterial där möjligheten undersöks till hur en egen utbildningsplan som utvecklas kontinuerligt kan skapas. Undervisningen anpassas till studentens eget lärande och tidigare prestationer vävs in samtidigt som systemet ger återkoppling till den lärande i realtid med målet att göra studenten mer aktiv i sitt eget lärande (Felder & Brent, 2009). Med hjälp av AI kan kortare föreläsningar skapas automatiskt utifrån lärarens beskrivningar för varje student där både lärarens röst och fysiska gestalt återskapas digitalt. AI kan också hjälpa till i bedömningen och ge snabb och kontinuerlig återkoppling till studenten vilket är positivt för lärandet (Wisniewski et al. 2020). 

Samtidigt är interaktion och diskussion viktigt för lärandet och genom nyttjandet av AI-verktyg kan läraren få mer tid för de djupare diskussionerna. Frågan är om det kommer att leda till att studenterna lär sig effektivare, mer långsiktigt och om det ökar genomströmningen. I (Klingberg, 2023) föreslås att genom användning av AI-verktyg så kan studietakten ökas och att studietiden, i alla fall i grundskolan minskas med flera år. 

AI har stor potential att förändra högre utbildning för alla inblandade inklusive studenter, lärare och administrativ personal. En av många utmaningar är den historiskt långsamma förändringen av högre utbildning. I slutändan handlar det om hur vi kan hjälpa våra studenter att lära sig mer och vad vi ska undervisa.

Generativ AI, exemplifierad av verktyget ChatGPT från slutet av 2022, har potential att starkt påverka hur våra studenter lär sig och hur vi bedriver undervisning genom att ge stöd för framtidens lärande med innovativa pedagogiska metoder. Samtidigt är generativ AI för text en kontextberoende statistisk modell, vilket kräver kritisk användning. Utöver textgenerering kan generativ AI skapa bland annat bilder, musik, film, dataspel och datorprogram vilket ger en möjlig integrering i många olika kurser. Olika typer av AI-tjänster kan fungera som hjälplärare, potentiellt minska prestationsångest och stödja studenter med lässvårigheter eller utländsk bakgrund. Detta understryker behovet av att anpassa undervisningen för att maximera fördelarna med AI i lärandeprocessen. AI-verktyg har också möjlighet att effektivisera många olika aspekter av lärandet, både för studenterna och för personal inklusive lärare och administrativ personal. För studenter finns möjligheten för ett både djupare och snabbare lärande samt för personal kan AI-verktygen hjälpa till med olika undervisningskopplade och administrativa uppgifter. Långsiktigt kan AI-verktygen ha en stark påverkan på hur undervisning bedrivs inom högre utbildning men det finns också ett antal praktiska hinder som måste överbryggas som balansen mellan fusk och hjälp och ekonomiska och juridiska utmaningar. Samtidigt går den tekniska utvecklingen mycket fort samtidigt som det högre utbildningssystemet förändras långsamt och det är svårt att överblicka hur mycket av undervisningen som kommer att ha förändrats på till exempel tio års horisont. 

In an ongoing project (Vinnova, project dnr 2019-04651), we develop an app, called Dialogica, which is intended for use in app-supported philosophical dialogues for persons with aphasia in an IRL setting. Aphasia is a communication disorder caused by a brain injury and involves often grave difficulties with expressing thoughts to others. Many persons with aphasia are excluded from conversations about deeper issues. In a previous research project (Swedish Research Council, project dnr 721-2013-2161), philosophical dialogues were conducted with persons with acquired brain injuries and aphasia, with positive results in group argumentation development. However, the group of persons with more severe brain injuries and aphasia saw smaller changes and needed more facilitator support than did the group of persons with milder brain injuries and without aphasia. This prompted further consideration about appropriate tools, such as apps, to support the participants with aphasia in increasing their autonomy and participation during the dialogues.

Dialogica is developed with modern digital technologies used in computer games and is intended for use on a portable device such as an iPad. It thus contains technologies for text-to-speech and speech-to-text synthesis, real-time translations, avatar animations, visual highlighting, and so on. The design is based on theory and methodology from the fields of philosophy for/with children as well as argumentation analysis and informal logic, along with experience from years of facilitation of philosophical dialogues in different settings. The goal is to produce an app that is easy to use, visually engaging, and tailored for use in philosophical dialogues, in order to provide tools for higher levels of autonomy and participation in inquiry dialogues to participants who otherwise have limited abilities to express themselves. This is done through several features of the app, such as the “conversation tree”, which gives a visualization of the inquiry, and a palette of predefined dialogic moves, to support spoken interaction.

In the project, we use a methodology inspired by an extended interpretation of the “Living Lab” principle, where the actual end-users of an app is involved in the development process through recurrent workshops including feedback sessions. In our case, these workshops rely on a “routine” PwC procedure in combination with using the app during the joint inquiry and meta-dialogue, and giving feedback during and after the sessions, when questions about usability, overall impression and specific features are discussed. Both persons with aphasia and supporting staff in their daily milieu join the workshops. This methodology can be extended also to school environments, where students and teachers are involved.

In this research presentation, we will present our research about app-supported philosophical dialogues (including an overview of the user input received through the Living Lab workshops), shortly show the user interface of the app, and outline some of its main features.

In this paper, we describe technological advances for supporting persons with aphasia in philosophical dialogues about personally relevant and contestable questions. A computer game-based application for iPads is developed and researched through Living Lab inspired workshops in order to promote the target group’s communicative participation during group argumentation. We outline some central parts of the background theory of the application and some of its main features, which are related to needs of the target group. Methodological issues connected to the design and use of Living Labs with persons with aphasia are discussed. We describe a few problems with researching development of communicative participation during group argumentation using an app assisted intervention for the target group and suggest some possible solutions.

This paper presents the current and ongoing research and development of WalkAbout, a distributed and open virtual world application for enhanced and engaging learning. Using WalkAbout, teachers and learners can engage in active learning using different 3D-environments online, where learning and education can be conducted. The environment allows learners to represent themselves using many different avatars, animations, expressions paired with traditional voice communication. More classical presentations are done using one or several virtual web screens that allow users to bring outside content into the virtual world. Another aspect presented in the paper is how gamification can be used to enhance the learning using missions, points and challenges. The paper also discusses aspects of using a commercial game development engine for a non-game application and discusses possible future directions for how an open world learning environment online can be further developed and be used in other scenarios. 

Online- och nätbaserat lärande har använts för utbildning inom tekniska program på universitetsnivå sedan 1990-talet och inom svensk akademi var ett populärt system mStar/Marratech där stora grupper av studenter och lärare kunde interagera i realtid genom ljud, video, chatt, webb, whiteboard m.m. Idag sker mycket av den synkrona utbildningen online genom Zoom där studenter möter lärare genom primärt schemalagda föreläsningar. Här skickar vanligtvis bara lärarna video och den stora massan av elever syns enbart som anonyma namnetiketter med ett fåtal som interagerar via chatt och/eller röst. Samtidigt arbetar många lärare för att aktivera [1] studenterna mer i sitt eget lärande. 

WalkAbout är en experimentell applikation för gruppinteraktion designad specifikt för utbildning och utvecklad som en datorspelsmiljö med hjälp av spelmotorn Unity med både mobila och stationära enheter som mål. Med WalkAbout kan användare uttrycka sig via avatarer med olika stilar och interagera i 3D-miljöer genom animationer, rörelser, text och röstchatt samt föreläsa traditionellt i 3D-miljön via digitala webbskärmar. Istället för att använda grupprum, som i andra verktyg, är det talade ljudet 3D-positionerat vilket innebär att ju längre bort från talaren en deltagare rör sig desto lägre låter det vilket gör att användare kan ha konversationer i separata grupper på en ny plats och tala öppet och samtidigt se de andra deltagarna i närheten.

För att göra applikationen mer inkluderande har särskild omsorg tagits vid val av tillgängliga avatarer, hudfärger, kläder, karaktärsstorlek, accessoarer och även icke-mänskliga former som robotar, skelett etc. En annan aspekt av inkludering är den språkliga där chattmeddelanden kan översättas till andra språk i realtid samt läsas upp via text-till-tal-generering.

I WalkAbout används spelifiering med uppdrag, belöningar, utmaningar och “score-streaks” med målet att öka studenternas intresse och tiden de investerar i sitt eget lärande för att stärka lärandet, metakognition och delaktighet. Vidare experimenteras med autonoma chatbottar via maskinlärande för att hjälpa och motivera studenterna i deras lärandeprocesser där studenterna kan få både personlig uppmuntran och möjlighet att ställa frågor till digitala enheter. 

Målet med WalkAbout är att ge lärare och elever ett alternativ till traditionell utbildning online för interaktion på ett engagerande sätt [2] vilket medför mer aktiva elever och en högre inlärningsnivå genom ökad kognitiv absorption [3] som följer LTU:s pedagogiska idé om aktivt lärande. Ett mål med utvecklingen av WalkAbout är att den ska kunna användas som ett komplement till campusundervisning och i hybridsituationer (dvs. studenter på plats och distans). 

Referenser 

[1] Bernstein, D. A. (2018). Does active learning work? A good question, but not the right one. Scholarship of Teaching and Learning in Psychology, 4(4), 290.

[2] A. Kukulska-Hulme, C. Bossu, T. Coughlan, R. Ferguson, E. FitzGerald, M. Gaved, C. Herodotou, B. Rienties, J. Sargent, E. Scanlon, J. Tang, Q. Wang, D. Whitelock and S. Zhang, " Innovating Pedagogy 2021: Open University Innovation Report 9.," 2021

[3] Agarwal, R., & Karahanna, E. (2000). Time Flies When You're Having Fun: Cognitive Absorption and Beliefs About Information Technology Usage. MIS Q., 24, 665-694.

This abstract presents the results from an informal learning process called Luleå Game Create where children, ages 7-15 and accompanying adults got a gentle introduction to computer game creation in a Makerspace [1] setting at Luleå Makerspace where special focus is given to gender equality [2].

Luleå Makerspace was founded in 2013 with the goal to provide an open learning environment [3] for people of any gender and background to realize their ideas, i.e. go from idea to prototype using modern tools and learn from each other. The Makerspace provides a creative environment where learning is done through either unstructured personal interactions or via organized workshops [4].

Luleå Game Create

Luleå Game Create is a series of informal workshops run during 2019-2020 where the participants learned how to create computer games. The format is based on that a workshop leader shows how to create different types of games and the participants get to make the games their own via various choices. The technical platform used is Unity, a professional game development engine [5].

Material for each workshop is designed with two parts; 1: pre-made digital libraries to help game creation, and 2: detailed instructions on how to create the game and highlights different features. The instructions are shared openly and can be used by the participants after the workshop [6].

The length of each workshop is 2.5 - 3 hours and the participants can either loan pre-setup computers at the makerspace or bring their own devices which they have to pre-configure at home. During the workshop much focus is placed on that everybody can follow along and participants are encouraged to help each other. Some of the children participate on their own and some together with an accompanying adult. Each workshop has between 10 and 15 participants and the workshops do not build on each other even though they might be divided up over two sessions.

Focus is placed on gender equality with the long-term goal of raising interest for studying STEM and Computer Science subjects among young girls [7]. All workshops where open to both genders except one where together with the company Star Stable, a horse game was created.

Discussion and Conclusions

Luleå Game Create has run during 2019 and 2020 and so far about 75 participants attended the workshops. The feedback has been very positive with an overall grade of 4.5 out of 5 and 9 out of 10 say that they have gotten an increased interest in creating computer games and want to learn more.

Requests for future topics include various details related to creating games but also other maker skills such as modelling for physical fabrication using 3D-printing and laser cutting.

For the non-girl specific workshops, the gender balance is about equal between the children but surprisingly biased towards women among the adults (i.e. mothers and relatives) which has led to that a specific workshop for adult women is being planned. This is very positive as adult role models are important.

During the pandemic the series moved online using Zoom instead but unfortunately with less interest from the earlier participants.