El robot-tutor para estudiantes de Farnaz Baksh cuesta algo más de 200 euros y cuenta con su propia inteligencia artificial

Si la evolución tecnológica no se tuerce, los robots se convertirán en la gran fascinación de los próximos años. Ya lo son ahora, cuando se ve circular un taxi sin conductor por algunas ciudades estadounidenses, un brazo articulado ejecutando en segundos tareas industriales que antes le llevaban minutos a un ser humano, o un estúpido cacharro con piernas y brazos que baila y hace increíbles cabriolas para vídeos en redes sociales, da la mano y saluda educadamente o ejecuta cualquier otra monería preprogramada…

Lo insospechado es que una joven robotista originaria de Guyana, instalada ahora en la universidad de Tartu (Estonia), tenga la ocurrencia de construir un artefacto que, a simple vista, podría confundirse con un curioso despertador de mesilla de noche, para convertirlo en su inseparable “compañero de estudios” robótico.

Y esa idea fue finalista (tercer premio) en la competición del Instituto Europeo de Innovación y Tecnología, en la categoría de ‘hacedores del cambio’ (changemakers, tercer premio), por el original enfoque de su Robot Study Companion (RSC).

"Habrá un robot humanoide industrial en 2027 por 5.000 dólares y para casa por 1.500"

Se llama Farnaz Baksh, DISRUPTORES conversó con ella en Budapest, durante el evento del EIT, y relata cómo le llegó la inspiración para desarrollar su invento: “La idea se me ocurrió en el año 2020. Era estudiante de grado durante la época de la covid. Estaba aislada en mi habitación y sólo intentaba terminar para poder obtener mi título. Pero estaba tan desmotivada…”.

“Estaba preparando mi tesis e intentaba aprender cómo pueden las máquinas entender a los humanos. Anoté en mi cuaderno de ideas: ¿y si cada estudiante tuviera un compañero de estudio, su propio robot personal que pueda animarle, ayudarle durante el proceso?”.

Farnaz Baksh en el centro, con otros premiados del EIT.

“Hace dos años, cuando volví en mí, cuando fui a Estonia para mi máster, me uní a Matevž [Borjan, su compañero de aventura, presente y participante en la conversación] y jugamos con la idea de cómo debería ser ese compañero de estudio. Juntos pudimos construir el primer prototipo”.

“Hay mucha literatura sobre robots como tutores o que ayudan a los estudiantes a aprender idiomas”, prosigue Baksh. “Hice una síntesis y lo junté todo. Y pensé, vale, estos son los requisitos si un estudiante quiere tener un robot compañero de estudio: debe ser portátil, debe ser seguro, debe tener una forma que permita al estudiante interactuar con él… Y ha de ser asequible, porque los estudiantes no pueden permitirse mucho. Eso formaba parte de mi doctorado. Intentamos verificar y desarrollar esos requisitos... y así, partiendo de una experiencia personal como estudiante, aislada y sola, surgió la idea”.

Nacido en ‘el año de GPT’

Baksh lleva consigo su dispositivo, pero anda corto de batería después de exhibirse todo el día en Budapest, de modo que la pregunta sobre el tipo de tareas puede hacer tiene nada más una respuesta teórica sin la demostración práctica que ella quisiera.

“Es un prototipo”, aclara. “Para que un robot social interactúe realmente cuando está encendido, una de las principales formas es conversar con él. Te saluda: ‘Hola, soy tu compañero de estudio. ¿En qué puedo ayudarte?’. Yo he usado este prototipo para ayudarme a estudiar para un examen de electrónica, porque había muchísima terminología que necesitaba recordar. Así que conversaba con él, preguntándole qué significa esto o aquello. Otros estudiantes lo veían y querían usarlo como tutor de curso. Puedo interactuar con él tocando sus botones y responde con algunas luces y movimientos. Pero la principal forma de interactuar es a través del habla”.

Farnaz Baksh.

Por supuesto, utiliza inteligencia artificial...

“Hicimos el primer prototipo justo cuando GPT se hizo tan grande y la IA generativa llegó a todo el mundo. Y hemos experimentado con otros modelos de lenguaje generativo. Pero ahora mismo estamos trabajando en la creación de nuestra propia arquitectura de software que se ejecutará localmente en el robot”, responde Baksh.

“Con el avance de la IA generativa ahora es posible tener lo que llamamos modelos de lenguaje locales. Software que sólo se ejecuta en el robot y no siempre necesita conectarse a internet. Y esto es importante porque si este robot va a interactuar con los estudiantes y va a almacenar y tener toda esta información, no necesita enviarla a ningún servidor ni a nadie. Debe ser seguro. Debe ser privado, saber que contiene datos sensibles y que sólo el estudiante debe tener acceso a sus datos. Es uno de nuestros objetivos actuales, muy urgente para nosotros”.

Baksh le pasa la palabra a su compañero Matevž Borjan para que amplíe este punto: “Puede que la gente no lo sepa, pero cuando usas una aplicación como ChatGPT, ya no hay un único modelo monolítico detrás. En realidad, hay toda una serie de modelos, cada uno especializado en ciertas cosas, que tratan de hacer que todo vaya rápido. Estamos intentando reflejar eso, pensando en poner un modelo pequeño a bordo, quizás especialista en algo, que luego podría decidir si para la consulta del usuario debe recurrir a alguien que conozca en su repositorio de otros modelos”.

El robot personal, explica Borjan, buscaría la mejor respuesta de especialistas cercanos y “si el estudiante no está satisfecho, aún podemos hacer una llamada remota, pero filtrada para que sea muy cuidadosa con la información que va y viene y muy, muy protectora con cómo el estudiante comparte la información. Si queremos que esto sea un compañero de estudio, tiene que haber una relación. Y esa relación que intentamos abordar es la de un tutor personal. Que sea formal, informal, divertido o no, no importa tanto. Lo que más importa es que haya una base de confianza. Y esperamos lograrla manteniéndonos firmes en un modelo de código abierto”.

Desarrollo revisado por pares

“Todo esto es hardware y software de código abierto certificado”, añade. “Eso significa que disponemos de documentación abierta y revisión por pares, no sólo en la literatura que publicamos, sino también en el diseño y el desarrollo que abordamos. Es un proyecto construido por estudiantes con otros estudiantes, colaborando entre ellos, supervisando intercambios mutuos, publicaciones, etcétera, para producir como resultado final una plataforma de la que los estudiantes de futuras generaciones puedan beneficiarse”.

Todo lo cual parece requerir una gran base de conocimiento conjunta, les cuestionamos.

“En uno de nuestros estudios nos dimos cuenta de que cada estudiante es único”, replica Baksh. “Si estoy matriculada como estudiante de máster en un curso de robótica, debería cursar diez asignaturas. Si se usa el robot como tutor en esas diez asignaturas, no necesita ofrecerme algo completamente diferente. Por tanto, cuando construimos el software, podemos ser selectivos con lo que queremos que sepa para ese propósito concreto”.

“A medida que los estudiantes construyen los [robots] suyos propios, y la idea es invitar a los estudiantes a hacerlo, eligen lo que quieren. Puede conectarse a internet, pero si simplemente descargas lo que necesitas, no siempre necesitas conectarte a internet. Y eso es algo que también hemos considerado, porque muchos estudiantes en ciertos países no siempre tienen acceso a internet. Así que tiene que funcionar fuera de línea”, afirma.

Farnaz Baksh explica las funcionalidades de su robot-tutor.

“No esperamos que algunos estudiantes tengan siempre electricidad e internet. Pero, aún así, necesitan estudiar, ¿verdad? Es uno de los objetivos hacia los que trabajamos. Y disponemos de toda la documentación que explica cómo pueden construirlo y usarlo”, remarca Baksh, que a continuación no tiene inconveniente en detallar las interioridades de su dispositivo.

“Ahora mismo esto funciona con una Raspberry Pi 4, con una tarjeta SD con la que puedes ejecutar el sistema operativo. Es como Linux. Luego se pueden descargar los distintos modelos de lenguaje necesarios. Si necesito un modelo de lenguaje para tutor, simplemente descargo esa personalidad de tutor. He de descargar el repositorio y los cursos, o conocimientos que necesito y nada más. No siempre hace falta todo el conocimiento basado en internet. Y también hemos pensado en ello. Cada universidad tiene diferentes cursos y diferentes estudiantes, para los que podemos personalizarlo”.

¿Por qué no en el portátil o en el móvil?

¿Cuál es la importancia de tener una máquina diferenciada? Porque esto tiene más que ver con el software y también podría funcionar en el portátil de cualquier estudiante.

“Es una cuestión muy importante que siempre nos plantean”, responde Baksh. “Hemos comprobado que muchos investigadores en robótica están intentando en diferentes universidades del mundo entender qué pasaría si un estudiante estudiara con un robot delante, con algún tipo de presencia virtual de ese robot, o simplemente con su portátil. Descubrieron que, como los humanos somos seres sociales, requerimos esa conexión emocional, esa presencia social, en la que el robot da ese tipo de retroalimentación. Comparado con la presencia virtual de lo que sea, en tu portátil o tu móvil, con el robot presencial hay más conexión”.

“La conexión, naturalmente, produce un mayor compromiso”, interviene Borjan. “Y más implicación significa que por cada sesión en la que un estudiante se involucra con lo que está diciendo, aprendiendo o leyendo, obtiene más aprendizaje. El aprendizaje ocurre cuando hay esfuerzo, y ese esfuerzo sólo ocurre cuando hay una carga mental, muchas tareas repetitivas y menos distracciones”.

“Un teléfono es un dispositivo de comunicación. Un portátil está en algún punto intermedio...”, prosigue. “Y lo que descubrimos es que podemos poner todo en el robot. Podemos intentar poner algunos procesos en otros dispositivos de los estudiantes, como un teléfono o un portátil. Pero la interacción principal que buscamos es en esta encarnación. Lo llamamos ‘modalidad’ con dimensión adicional de comunicación, en la que, en lugar de intentar relacionarte con lo que hay en una pantalla 2D, o en un teléfono donde puedes distraerte, hablas con ‘algo’ que puede tener carisma, carácter, rasgos diferentes, conocerte y construir una personalidad. Se abre un montón de oportunidades que creemos que valdrá la pena explorar y probar”.

El concepto del robot como tutor

“También vimos que nuestro teléfono tiene demasiados usos”, incide Baksh. “En cuanto cojo el móvil, pienso, ‘oh, voy a abrir WhatsApp para llamar a mi familia’. O voy a abrir otra app para hacer otra cosa… Cuando un estudiante estudia, necesita eliminar todas esas distracciones y concentrarse. Tengo que aprobar los exámenes mañana. Ayúdame. Y conversas con el robot para que te ayude a recordar todos esos otros términos en los que necesitas centrarte. Guardas el móvil y te concentras en esa tarea”.

Baksh repite con frecuencia el concepto del robot como tutor.

“Me gusta como tutor, pero sé que muchos de mis alumnos ahora mismo lo están construyendo para que sea como un compañero de juegos. La imaginación de los estudiantes es muy salvaje. Piensan ‘puedo usar esto para esto y aquello’…”.

Otra cuestión que plantea con máxima relevancia es que el dispositivo sea muy barato.

“Ahora mismo, con toda la electrónica, contando con la impresión 3D [para construir la carcasa] y las piezas principales, que son la electrónica, este prototipo cuesta más o menos unos 230 euros, o 250, en Europa”.

“Pero eso no incluye el coste de montaje”, precisa Borjan, asumiendo que por ahora pueda quedar al libre criterio de un ‘hágaselo usted mismo’. “Nos dimos cuenta pronto de que, para estudiantes de otras regiones como Guyana de donde yo soy, o de otros países asiáticos, necesitamos bajar un poco el precio”, señala Baksh. “Estamos trabajando para que la electrónica sea más barata, pero que pueda cumplir su función”.

Una peculiar forma exterior

En cuanto a la peculiar forma exterior que le han dado a su dispositivo, dice: “Hace dos años, cuando empezamos, estudiamos todos los robots sociales existentes. Hice fotos de todos ellos y estuvimos estudiando su diseño. Muchos tenían curvas y eran blancos. Podías interactuar con el tacto… Luego empezamos a hacer bocetos y consideramos ‘tenemos estos aparatos electrónicos, hemos de montarlos y tiene que quedar mono’. Se nos ocurrieron un montón de bocetos. Necesitábamos piezas baratas y asequibles y pasamos por un montón de diseños diferentes y muchos prototipos antes de llegar a este diseño”.

De momento el robot-tutor-compañero-de-estudios empieza a tener difusión en determinados círculos: “Ahora mismo tenemos estudiantes de ingeniería en Guyana y en Estonia. Y estamos colaborando con algunos colegas en Sudáfrica y Taiwán. También en España, en la Universidad de Mondragón… Esperamos que, con el apoyo de la beca EIT, podamos ayudar a los estudiantes a construir los suyos propios, en lugar de tener que financiarlos de su propio bolsillo”.

El robot-tutor de Farnaz Baksh.

“El siguiente paso es convertirlo en un kit de piezas, intentando perfeccionarlo para que sea aún más sencillo de montar”, aventura Borjan. “Ahora mismo esto no necesita tornillos. Todo encaja, es lo suficientemente robusto y no demasiado difícil de montar y desmontar. Y lo siguiente sería trabajar en la electrónica, para resolver algunos de los problemas de la cadena de suministro”.

Su propósito es utilizar piezas estándar, fáciles de hallar en el mercado. “Estamos construyendo con los estudiantes nuevos prototipos, en cuanto a la electrónica. Una vez que estén listos, queremos intentar ponerlos en manos de equipos de todo el mundo, empezando por los socios de investigación con los que colaboramos, para llegar a ponerlo en manos de los estudiantes. Vamos despacio. Hemos notado que todo el mundo quiere lanzarse al mercado, pero esto no parece algo que debamos apresurar demasiado porque es muy... sensible”.

Por ahora hacen el trabajo en mutua colaboración con estudiantes en diversos lugares del mundo (Guyana, Ghana, Estonia…), “porque ellos también tienen que hacer sus proyectos de tesis. Y los estudiantes lo usan ya sea para eso o para su proyecto personal. Si sólo quieren aprender sobre robótica, nosotros decimos ‘venga, subid y aprendamos juntos’. Puede ser durante uno o dos semestres. Aprenden nuevas habilidades, y luego pueden continuar o seguir adelante. La vida universitaria es todo sobre aprender, involucrarse directamente con cosas, adquirir habilidades y continuar”, concluye Baksh.