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应用人工智能教授书写
来源:盖蒂图片社
来自德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和钢笔制造商Stabilo的研究人员正在合作开发一种基于人工智能(AI)的钢笔，以教小学生在日益数字化的世界中一门正在消失的艺术:书写。
这个联合项目——基于卡利戈的智能手写教师(KIHT)——由德国联邦教育和研究部资助。
德国儿童通过重画字母的形状来学习写字，这要求他们思考如何写字，参与该项目的KIT研究员Tanja Harbaum解释道。“我们希望他们不用思考就能写作。这就是我们成年人所做的。”
不熟练的作家的眼睛无法跟上写作的速度，“这确实是个问题，因为如果你强迫孩子重新画形状，他们将无法在同一时间练习流畅的写作，”哈鲍姆说。
虽然教授形状应该是第一步，但孩子们正在“画字母，而不是写它们，”彼得Kämpf说，他是Stabilo特殊产品开发的负责人。“绘画意味着笔的动作缓慢而从容，手眼协调紧密。因此，下一步必须专注于写作的动力学，”也就是手腕的运动，他说，而不是专注于形状，“直到写作运动发展到一个不依赖于光控制的过度学习的动作。”
他说，这不仅加快了写作过程，还释放了认知能力。
文体字已被证明可以提高写作能力。2015年发表在《国家医学图书馆》(National Library of Medicine)上的一项研究称:“用手指写字更适合进行大型但不太准确的运动，而用手写笔写字则可以获得更高的精度和更各向同性的运动表现。”
数字德国和法国的研究人员开发了一种智能数字笔，可以帮助用户学习写字。
然而，研究发现，无论使用手写笔还是老式的钢笔或铅笔，书写、认知发展和记忆信息的能力之间都有着显著的联系。
2015年，芬兰成为第一批逐步完全取消手写指导的国家之一，以跟上技术进步的步伐。(尽管美国学校没有被要求教授草书，但一些州的学校仍在继续教授。)一些研究人员不同意芬兰的决定。
华盛顿大学教授维吉尼亚·伯宁格告诉这家在线新闻网站Qcostarica用笔写字不仅有助于发展手指，还有助于培养思维能力，因为大脑在写字时工作更辛苦。
其他研究也支持这样一个事实:手写是一项复杂的任务，需要更多的脑力来处理一个单词，而不仅仅是阅读或打字。书写既需要体力也需要脑力，当用笔在纸上书写文字时，大脑必须运用运动技能和思维处理。
即使是成年人也可以从继续使用他们的书写技能中受益。约翰·霍普金斯大学2021年在同行评审期刊上发表的一项研究心理科学假定练习书写“改善了微调的运动技能，并创造了一种感知运动体验，这似乎有助于成年人学习广义的识字相关技能，出人意料地快，明显优于通过在键盘上打字或观看视频来学习相同的材料。”
研究人员罗伯特·威利和布伦达·拉普说:“我们的研究结果清楚地表明，与非运动练习相比，手写能产生更快的学习速度，对未经训练的任务有更强的泛化能力。今日心理学。“此外，只有通过手写练习，才能同时学习运动符号字母和无节奏符号字母的表征。”
KIHT项目的目标是推出一款智能笔，帮助孩子们获得流畅的写作技能。这就是Stabilo的用武之处:它的Edu Pen写起来就像一支普通的墨水笔，但它嵌入了集成惯性传感器，可以检测纸上的运动，因为施加的压力。哈博姆说，Edu Pen的算法能够利用从施加的压力和笔的加速度获得的信息重建笔的轨迹，这些信息通过蓝牙存储并无线发送到计算机或移动设备。
哈博姆说，现在的教师没有能力先教完学生，然后再研究他们所有学生的笔迹。她说，通过将信息转换成数字格式，“你就能够将课堂上每个学生的写作能力自动化。”
第三个合作伙伴是法国初创公司Learn & Go, Kämpf称，该公司正在将其Kaligo应用与Edu Pen配对，以便在任何支持蓝牙的移动设备上使用。
除了笔和纸，“平板电脑可以为每个学生量身定制练习，并自动同步和保存数据，”KIT在关于该项目的一份简报中说。“在这个项目中开发的电子笔应该能够连接到所有常见的移动设备，并与应用程序交互。”
虽然Learn & Go专注于软件，但KIT表示，它正在致力于“将合适的人工智能概念集成到嵌入式硬件中”。这将分散整个系统在软件和硬件上的复杂性，实现快速和高效的AI执行。”
据Stabilo称，测试过Edu Pen的德国老师发现，它对满足学生的个人需求很有帮助。德国拜仁格兰德学校(Grundschule Heroldsberg)小学校长加布里埃尔·梅尔(Gabriele Meier)在一份声明中说:“有了EduPen，我们可以客观、具体地支持孩子们，而不需要投入多少时间。由于数据是单独记录和评估的，我们在每个孩子的个人发展阶段帮助他们，并通过适当的练习训练他们的写作技能。”
Meier补充道:“技术应该遵循教学理念，而不是相反。”
德国萨尔大学(Saarland University)教授茱莉亚·克诺夫(Julia Knopf)在一份声明中说:“除了对写作技能进行具体客观的评估外，这款数字分析笔，包括这款应用程序，从入学第一天起就为每个在校儿童提供了有针对性和差异化的支持。”
KIT的哈鲍姆正在努力平衡“(Edu Pen的)智能水平与尺寸、重量和电池容量”。
Edu Pen可以通过Stabilo买到，价格约为500欧元(525美元)，Kämpf承认这个价格“比它应有的价格高了一个数量级”。他说，他目前正在研究一种“更简单的设计，应该能把价格降到100欧元以下。”
“技术应该遵循教学理念，而不是相反。”
哈鲍姆预计，这种带有人工智能芯片的笔将在大约5到8年内上市。
另一家致力于帮助学生发展书写精细动作的公司是消费电子公司罗技(Logitech)，该公司最新的数字触控笔可连接chromebook。它是在之前为iPad设计的版本之后推出的。
罗技教育集团投资组合负责人Gaurav Bradoo解释说:“我们看到了(iPad手写笔)是如何被部署在学校里，让年轻学生做手写注释、做笔记、做数学题——你能想象到的所有用笔和纸会发生的事情。”
布拉多说，该公司从早期产品中吸取了经验教训，但“我们真的想从基础的角度回到过去，看看孩子们是如何拿笔的，并以此为基础构建一种体验。”
这款触控笔包含了通用触控笔倡议(USI)技术，因此人们永远不必担心设备的配对问题。它们在后台自动交流，因为它们被设计成有效地说同一种语言，布拉多说。
和Edu Pen一样，罗技的这支笔也有压力传感器，而且不用触摸按钮就能开始使用。
布拉多说:“只要你拿起触控笔，把它放在兼容的屏幕上，它就开始工作了。”“这一切都发生在幕后;不需要用户干预。”他说，即使学生没有使用Chromebook上的手写应用程序，他们仍然可以使用触控笔来导航，而不是用手指。
罗技的触控笔有“非常精细的笔尖”和“很好的握力区域，以适应不同的手持风格”，所以学生可以像握普通的钢笔或铅笔一样握它，布拉多说。“我们相信，(这)有助于写作和在纸上写作，它解锁更多，因为它是一种数字媒体。
“我们的目的是……创造一种让人联想到使用纸和笔的入职体验，并将其带入数字世界。”
进一步的阅读
马多克斯,C。
书写对大脑有好处，Qcostarica。2022年1月20日,https://bit.ly/39vxtzF
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书写经验对识字学习的影响，心理科学2021年6月,https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0956797621993111
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Askvik E.O.;范德威尔，F.R.(路德)和范德密尔，A.L.H.
草书比打字对课堂学习的重要性:对12岁儿童和年轻人的高密度脑电图研究，心理学领域2020年7月,https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2020.01810/full
马库斯,K;舒勒,年代;Mayer, C;新墨西哥州Trumpp);希尔，K和萨克森，S。
手写或打字吗?基于钢笔或键盘的写作训练对学龄前儿童阅读和写作能力的影响，认知心理学进展。2015https://bit.ly/3s88gSx
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用手指或手写笔的数字书写:生物力学比较，IEEE反式触觉, Oct-Dec 2015; 8(4): 356 - 70。https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26011868/
事实检查学校并没有停止教授草书以阻止孩子们阅读美国宪法，路透事实检查2021年4月22日https://reut.rs/3vNx0St
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