Institutional Repository
Technical University of Crete
Technical University of Crete
EN
|
EL
| URI | http://purl.tuc.gr/dl/dias/75241B19-EC58-4BE9-934A-B92ED3E9A10B | - |
| Identifier | https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.104956 | - |
| Language | en | - |
| Extent | 89 pages | en |
| Title | Development of robot tutor for kids | en |
| Title | Ανάπτυξη ρομποτικού δασκάλου για παιδιά | el |
| Creator | Chatziathanasiou Efstathia-Maria | en |
| Creator | Χατζηαθανασιου Ευσταθια-Μαρια | el |
| Contributor [Thesis Supervisor] | Lagoudakis Michail | en |
| Contributor [Thesis Supervisor] | Λαγουδακης Μιχαηλ | el |
| Contributor [Committee Member] | Mania Aikaterini | en |
| Contributor [Committee Member] | Μανια Αικατερινη | el |
| Contributor [Committee Member] | Spanoudakis Nikolaos | en |
| Contributor [Committee Member] | Σπανουδακης Νικολαος | el |
| Publisher | Πολυτεχνείο Κρήτης | el |
| Publisher | Technical University of Crete | en |
| Academic Unit | Technical University of Crete::School of Electrical and Computer Engineering | en |
| Academic Unit | Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών | el |
| Content Summary | In our days, artificial intelligence has significantly contributed to the advancement of technology. It has introduced new scientific fields, one of the most important being machine learning, which focuses on the study and development of algorithms capable of learning from data and making predictions based on it. Machine learning has played a major role in improving people’s daily lives, directly influencing their social life and, more specifically, their education. Motivated by the above, we implemented this diploma thesis, which focuses on developing a simple robot tutor for children, using the humanoid robot NAO. In the proposed setup, the robot interacts through two simple games with a child writing on a board. In the first game, the robot helps the child learn the correct spelling of words that describe everyday objects. In the second game, the robot helps the child correctly evaluate simple math expressions, which include addition, subtraction, multiplication and division. During the execution of this work, we tackled the problem of visual object recognition and the problem of visual recognition of handwritten text. With the help of the OpenCV library, we successfully retrieved real-time images from the robot camera, and by using the YOLOv3 model, we completed the object recognition process. Next, we faced the challenge of recognizing handwritten text, where we applied appropriate image processing algorithms from OpenCV to improve the image quality. Finally, using properly trained neural networks, we successfully resolved the text recognition task. Our robot tutor was evaluated by a small group of pupils just finishing the elementary school. This project was positively evaluated, as the NAO responded as expected, making most of the time the correct decisions based on each child’s input. The results demonstrate the effective interaction between NAO and the children, indicating the significant impact of integrating robots into human education. | en |
| Content Summary | Στις μέρες μας, η τεχνητή νοημοσύνη έχει συμβάλλει σημαντικά στην εξέλιξη της τεχνολογίας. Έχει εντάξει νέους επιστημονικούς κλάδους, με ιδιαίτερα σημαντική την προσθήκη της μηχανικής μάθησης, η οποία διερευνά τη μελέτη και την κατασκευή αλγορίθμων που μπορούν να μαθαίνουν από τα δεδομένα και να κάνουν προβλέψεις σχετικά με αυτά. Η μηχανική μάθηση έχει συντελέσει στην βελτίωση της καθημερινότητας του ανθρώπου, επηρεάζοντας άμεσα τον κοινωνικό τομέα της ζωής του και πιο συγκεκριμένα την εκπαίδευσή του. Με αφορμή τα παραπάνω, υλοποιήσαμε τη παρούσα διπλωματική εργασία, η οποία έχει ως θέμα την ανάπτυξη ενός ρομπότ δασκάλου για παιδιά, χρησιμοποιώντας το ανθρωποειδές ρομπότ ΝΑΟ. Στην προτεινόμενη διάταξη, το ρομπότ αλληλεπιδρά μέσω δύο απλών παιχνιδιών με κάποιο παιδί που γράφει σε έναν πίνακα. Στο πρώτο παιχνίδι, το ρομπότ βοηθά το παιδί να μάθει τη σωστή ορθογραφία λέξεων που περιγράφουν καθημερινά αντικείμενα. Στο δεύτερο παιχνίδι, το ρομπότ βοηθά το παιδί να υπολογίζει σωστά απλές μαθηματικές εκφράσεις, που περιλαμβάνουν πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμό και διαίρεση. Κατά την εκπόνηση της εργασίας, αντιμετωπίσαμε το πρόβλημα της οπτικής αναγνώρισης αντικειμένων και το πρόβλημα οπτικής αναγνώρισης χειρόγραφου κειμένου. Με τη βοήθεια της βιβλιοθήκης OpenCV επιτύχαμε την λήψη εικόνας από την κάμερα του ρομπότ και με τη χρήση του μοντέλου YOLOv3 ολοκληρώσαμε την αναγνώριση των αντικειμένων. Στη συνέχεια, αντιμετωπίσαμε το πρόβλημα της οπτικής αναγνώρισης χειρόγραφου κειμένου, όπου εφαρμόσαμε κατάλληλους αλγορίθμους επεξεργασίας εικόνας της OpenCV για τη βελτίωση της ποιότητας των εικόνων. Τέλος, χρησιμοποιώντας κατάλληλα εκπαιδευμένα νευρωνικά δίκτυα επιλύσαμε το πρόβλημα, αναγνωρίζοντας πλέον με επιτυχία το χειρόγραφο κείμενο. Ο ρομποτικός μας δάσκαλος αξιολογήθηκε από μια μικρή ομάδα μαθητών που μόλις τελείωσαν το δημοτικό σχολείο. Η εργασία αυτή αξιολογήθηκε θετικά, καθώς το ΝΑΟ ανταποκρινόταν όπως αναμενόταν, λαμβάνοντας κατά κανόνα τις σωστές αποφάσεις, ανάλογα με την απόκριση του κάθε παιδιού. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν την επιτυχή αλληλεπίδραση του ΝΑΟ με τα παιδιά, υποδεικνύοντας τον σημαντικό αντίκτυπο της ενσωμάτωσης των ρομπότ στην εκπαίδευση του ανθρώπου. | el |
| Type of Item | Διπλωματική Εργασία | el |
| Type of Item | Diploma Work | en |
| License | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| Date of Item | 2025-10-09 | - |
| Date of Publication | 2025 | - |
| Subject | Ρομποτική | el |
| Subject | Robotics | en |
| Subject | Artifial Intelligence | en |
| Subject | Τεχνητή Νοημοσύνη | el |
| Bibliographic Citation | Efstathia-Maria Chatziathanasiou, "Development of robot tutor for kids", Diploma Work, School of Electrical and Computer Engineering, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2025 | en |
| Bibliographic Citation | Ευσταθία-Μαρία Χατζηαθανασίου, "Ανάπτυξη ρομποτικού δασκάλου για παιδιά", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2025 | el |
Copyright © DIAS 2013
