La IA aplicada enseña escritura a mano | octubre 2022

Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) de Alemania y el fabricante de bolígrafos Stabilo están colaborando en un bolígrafo basado en inteligencia artificial (IA) para enseñar a los escolares lo que se está convirtiendo en un arte perdido en un mundo cada vez más digital: la escritura a mano.

El proyecto conjunto, Profesor de Escritura Inteligente basado en Kaligo (KIHT), está financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania.

A los niños alemanes se les enseña a escribir redibujando la forma de las letras, lo que les obliga a pensar en la escritura, explica Tanja Harbaum, investigadora de KIT que participa en el proyecto. «Queremos que puedan escribir sin tener que pensar en escribir. Eso es lo que hacemos como adultos».

Los ojos de los escritores inexpertos no pueden seguir el ritmo de la escritura y «eso es realmente un problema porque si obligas a un niño a volver a dibujar formas, no podrá practicar una escritura fluida al mismo tiempo», según Harbaum.

Aunque enseñar las formas debería ser el primer paso, los niños «pintan las letras, no las escriben», dice Peter Kämpf, director de desarrollo de productos especiales de Stabilo. «Pintar significa que el movimiento de la pluma es lento y deliberado, con una estrecha coordinación mano-ojo. Por lo tanto, el siguiente paso debe centrarse en la dinámica de la escritura», que es el movimiento de la muñeca, dice, y no centrarse en las formas «hasta que la escritura el movimiento se ha desarrollado hasta el punto en que es un movimiento sobreaprendido que no depende del control óptico».

Esto no solo acelera el proceso de escritura, sino que también libera la capacidad cognitiva, dice.

Se ha demostrado que los lápices ópticos mejoran la capacidad de escribir. «Escribir con el dedo es más adecuado para realizar movimientos grandes, pero no muy precisos, mientras que escribir con el lápiz ofrece una mayor precisión y un rendimiento de movimiento más isotrópico», según un estudio de 2015 publicado en la Biblioteca Nacional de Medicina.

Figura. Investigadores de Alemania y Francia han desarrollado un bolígrafo digital inteligente que puede ayudar a los usuarios a aprender a escribir.

Sin embargo, independientemente de si se usa un lápiz óptico o un bolígrafo o lápiz antiguo, los estudios han encontrado que existe una conexión significativa entre la escritura a mano, el desarrollo cognitivo y la capacidad de retener información.

En 2015, Finlandia se convirtió en uno de los primeros países en eliminar por completo la enseñanza de la escritura a mano, para seguir el ritmo del progreso tecnológico. (Aunque las escuelas estadounidenses no están obligadas a enseñar escritura cursiva, las escuelas en algunos estados continúan haciéndolo). Algunos investigadores no están de acuerdo con la decisión de Finlandia.

Virginia Berninger, profesora de la Universidad de Washington, dijo al sitio de noticias en línea qcostarica que escribir con un bolígrafo no solo ayuda a desarrollar los dedos, sino también las habilidades de pensamiento, porque el cerebro trabaja más para escribir.

Otros estudios respaldan el hecho de que escribir a mano es una tarea compleja que requiere más capacidad intelectual para procesar una palabra que solo leerla o escribirla. La escritura a mano es tanto física como mental, y el cerebro tiene que aplicar las habilidades motoras y el procesamiento del pensamiento al aplicar la pluma al papel para crear palabras.

Incluso los adultos pueden beneficiarse al continuar usando sus habilidades de escritura a mano. Un estudio de 2021 de la Universidad Johns Hopkins publicado en la revista revisada por pares ciencia psicológica postula que practicar la escritura a mano «refina las habilidades motoras finas y crea una experiencia perceptivo-motora que parece ayudar a los adultos a aprender habilidades generales relacionadas con la alfabetización sorprendentemente más rápido y significativamente mejor que si trataran de aprender el mismo material escribiendo en un teclado o viendo videos .»

«Nuestros resultados muestran claramente que la escritura a mano, en comparación con la práctica no motora, produce un aprendizaje más rápido y una mayor generalización a tareas no entrenadas de lo que se informó anteriormente», dijeron los investigadores Robert Wiley y Brenda Rapp. Psicología Hoy. «Además, solo la práctica de la escritura a mano conduce al aprendizaje de representaciones simbólicas de letras tanto motoras como amodales».

El objetivo del proyecto KIHT es comercializar un bolígrafo con inteligencia que ayudará a los niños a adquirir habilidades para escribir con fluidez. Ahí es donde entra Stabilo: su Edu Pen escribe como un bolígrafo normal con tinta, pero está integrado con sensores de inercia integrados para detectar movimiento en el papel debido a la presión aplicada. El algoritmo de Edu Pen puede reconstruir la trayectoria del lápiz utilizando información derivada de la cantidad de presión aplicada y la aceleración del lápiz, que se almacena a través de Bluetooth y se envía de forma inalámbrica a una computadora o dispositivo móvil, dice Harbaum.

Los maestros de hoy no tienen la capacidad de enseñar y luego estudiar la escritura de todos sus alumnos, dice Harbaum. Al poner la información en un formato digital, «usted puede automatizar la habilidad de escribir para cada estudiante en un salón de clases», dice ella.

Un tercer socio es la startup francesa Learn & Go, que combina su aplicación Kaligo con Edu Pen para usar en cualquier dispositivo móvil con Bluetooth, dice Kämpf.

Además de lápiz y papel, «una tableta permite adaptar los ejercicios individualmente para cada estudiante y sincronizar y guardar los datos automáticamente», dijo KIT en una hoja informativa sobre el proyecto. «El bolígrafo electrónico desarrollado en este proyecto debería poder conectarse a todos los dispositivos móviles comunes e interactuar con una aplicación».

Si bien Learn & Go se centra en el software, KIT dice que está trabajando en «la integración de conceptos de IA adecuados en el hardware integrado. Esto distribuirá la complejidad del sistema general entre el software y el hardware, lo que permitirá una ejecución de IA rápida y eficiente». «

Los profesores alemanes que han probado el Edu Pen lo han encontrado útil para apoyar las necesidades individuales de los estudiantes, según Stabilo. Gabriele Meier, directora de la escuela primaria Grundschule Heroldsberg en Bayern, Alemania, dijo en un comunicado que «Con EduPen, podemos apoyar a los niños de manera objetiva y específica con poca inversión de tiempo. Dado que los datos se registran y evalúan individualmente, recogemos cada niño en su etapa personal de desarrollo y puede entrenar habilidades motoras de escritura con ejercicios apropiados».

Meier agregó que «la tecnología debe seguir el concepto pedagógico, no al revés».

Julia Knopf, profesora de la Universidad de Saarland en Alemania, dijo en un comunicado que «además de una evaluación concreta y objetiva de las habilidades de escritura, el bolígrafo de análisis digital, que incluye [the] aplicación, permitió un apoyo específico y diferenciado para cada niño en edad escolar, desde el primer día de clases».

Harbaum de KIT está trabajando para equilibrar «el nivel de inteligencia [in the Edu Pen] con el tamaño, el peso y la capacidad de la batería».

El Edu Pen está disponible a través de Stabilo por alrededor de 500 euros ($ 525), que Kämpf admite que «es un orden de magnitud más de lo que debería ser el precio». Dice que actualmente está trabajando en un «diseño mucho más simple, que debería llevar el precio por debajo de los 100 euros».

«La tecnología debe seguir el concepto pedagógico, no al revés».

Harbaum espera que el bolígrafo esté en el mercado en unos cinco a ocho años, con un chip de inteligencia artificial.

Otra empresa que trabaja para ayudar a los estudiantes con el desarrollo de la motricidad fina de la escritura a mano es la empresa de electrónica de consumo Logitech, cuyo último lápiz óptico digital se conecta a los Chromebooks. Viene inmediatamente después de una versión anterior diseñada para el iPad.

Explica Gaurav Bradoo, líder de cartera del grupo educativo de Logitech, «Vimos cómo [the iPad stylus] se estaba implementando en las escuelas para que los estudiantes jóvenes trabajaran en la anotación de escritura a mano, tomando notas, haciendo problemas matemáticos, todo lo que puedas imaginar que sucede con lápiz y papel».

La compañía incorporó el aprendizaje del producto anterior, dice Bradoo, pero «realmente queríamos volver desde una perspectiva desde cero y ver cómo los niños sostenían bolígrafos y crear una experiencia en torno a eso».

El lápiz óptico contiene tecnología de iniciativa universal de lápiz óptico (USI) para que las personas nunca tengan que preocuparse por emparejar sus dispositivos. Se comunican en segundo plano automáticamente porque están efectivamente diseñados para hablar el mismo idioma, dice Bradoo.

Al igual que el Edu Pen, el lápiz Logitech tiene un sensor de presión, así como la capacidad de comenzar a usarlo sin tener que tocar un botón para encenderlo o apagarlo.

«Tan pronto como tomas el lápiz óptico y lo llevas a una pantalla compatible, comienza a funcionar», dice Bradoo. «Todo sucede en segundo plano; no se requiere la intervención del usuario». Incluso si un estudiante no está usando una aplicación de escritura a mano en el Chromebook, aún puede usar el lápiz óptico para navegar, en lugar de su dedo, dice.

El lápiz Logitech tiene una «punta muy fina» y «buenas áreas de agarre para adaptarse a diferentes estilos de agarre», por lo que un estudiante puede agarrarlo como un bolígrafo o lápiz normal, dice Bradoo. «Creemos [that] ayuda con la escritura y el equivalente a escribir en papel, y desbloquea más porque es un medio digital.

«La intención aquí es… crear la experiencia de incorporación que recuerda al uso de lápiz y papel y llevarla al mundo digital».

Otras lecturas

Maddox, C.
Escribir a mano es bueno para el cerebro, Qcostarica. 20 de enero de 2022, https://bit.ly/39vxtzF

Wiley, RW y Rapp, B.
Los efectos de la experiencia de escritura a mano en el aprendizaje de la alfabetización, ciencia psicológicajunio de 2021, https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0956797621993111

Bergland, c.
¿Por qué escribir a mano promueve un aprendizaje mejor y más rápido? Psicología Hoy9 de julio de 2021, https://bit.ly/3y7gBK0

Umejima, K.; Ibaraki, T.; Yamazaki, T. y Sakai, KL
Cuadernos de papel frente a dispositivos móviles: diferencias de activación cerebral durante la recuperación de la memoria, Fronteras en la neurociencia del comportamientomarzo de 2021 https://doi.org/10.3389/fnbeh.2021.634158

Askvik, EO; van der Weel, FR (Ruud), y van der Meer, ALH
La importancia de la escritura cursiva sobre la mecanografía para el aprendizaje en el aula: un estudio de EEG de alta densidad de niños de 12 años y adultos jóvenes, Fronteras en Psicologíajulio de 2020 https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2020.01810/full

Markus, K; Schuler, S; Mayer, C; Trumpp, Nuevo México; Hille, K y Sachse, S.
¿Manuscrito o mecanografiado? La influencia del entrenamiento de escritura basado en lápiz o teclado en el rendimiento de lectura y escritura en niños en edad preescolar, Avances en Psicología Cognitiva. 2015 https://bit.ly/3s88gSx

Prattichizzo, D.; Meli, L. y Malvezzi, M.
Escritura digital con un dedo o un lápiz óptico: una comparación biomecánica, Trans hápticos IEEE, octubre-diciembre de 2015;8(4):356–70. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26011868/

Fact Check-Schools no ha dejado de enseñar escritura cursiva para evitar que los niños lean la Constitución de los Estados Unidos, Verificación de datos de Reuters22 de abril de 2021 https://reut.rs/3vNx0St

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