Çocukların öğrenme ve sosyal gelişimleri için kişiselleştirilmiş yapay zeka tabanlı eğitim robotunun tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of a personalized artificial intelligence-based educational robot for enhancing children's learning and social development
- Tez No: 1024113
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT KÖKLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Eğitim araçları, Eğlenerek öğrenme, Kişisel yazılım süreci, Sosyal robot, İnsan-yapay zeka etkileşimi, Educational tools, Playful learning, Personal software process, Social robot, Human-artificial intelligence interaction
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda yapay zeka ve insan-robot etkileşimi alanlarındaki gelişmeler, çocukların öğrenme süreçlerini destekleyen akıllı sistemlere olan ilgiyi artırmıştır. Ancak mevcut eğitim robotlarının büyük çoğunluğu sabit senaryolara dayalı olup, bireyselleştirilmiş öğrenme ve uzun vadeli kullanıcı adaptasyonu açısından sınırlı kalmaktadır. Bu çalışmada, çocukların bilişsel, sosyal ve duygusal gelişimlerini desteklemeye yönelik tasarlanan ve kullanıcıya özgü öğrenme deneyimi sunabilen yapay zeka tabanlı bir eğitim robotunun geliştirilmesi ve uygulanması amaçlanmaktadır. Bu kapsamda, 3–14 yaş aralığını kapsayan, çok modüllü ve gerçek zamanlı çalışan bir robotik sistem geliştirilmiştir; sistem doğal dil işleme, konuşma tanıma, büyük dil modeli entegrasyonu, yüz tespiti, duygu analizi ve takviyeli öğrenme bileşenlerini Raspberry Pi 4 tabanlı donanım, web arayüzü ve fiziksel robot gövdesiyle bütünleşik biçimde bir araya getirmektedir. Etkileşim sürecinde konuşma girdisi, yüz ifadesi ve dikkat durumu eş zamanlı analiz edilerek sistemin tepkisi belirlenmekte; takviyeli öğrenme algoritması her etkileşim sonrası güncellenen durum-aksiyon yapısıyla yanıtları zaman içinde optimize ederek dinamik ve uyarlanabilir içerik üretimi sağlamaktadır. Elde edilen bulgular, geliştirilen prototipte tasarlanan etkileşim senaryoları kapsamında doğal dil tabanlı etkileşimin gerçekleştirilebildiğini, duygu durumuna duyarlı tepki verebildiğini ve tanımlanan kullanıcı profiline özgü içerik üretebildiğini göstermektedir. Özellikle Türkçe doğal dil etkileşimi, duygu analizi ve takviyeli öğrenmenin bütünleşik biçimde kullanılması, çok modüllü yapay zeka bileşenlerini tek bir sistemde birleştiren ve geniş bir yaş aralığına hitap eden bu prototipin özgün değerini artırmaktadır. Sistemin öğrenme ve sosyal-duygusal gelişim üzerindeki etkisinin nicel olarak doğrulanması ise ileride gerçekleştirilecek kontrollü kullanıcı çalışmalarını gerektirmektedir
Özet (Çeviri)
In recent years, advancements in artificial intelligence and human–robot interaction have significantly increased interest in developing intelligent systems that support children's learning processes. However, most existing educational robots rely on predefined scenarios and remain limited in terms of personalized learning and long-term user adaptation. This study aims to design and implement an artificial intelligence-based educational robot intended to support children's cognitive, social, and emotional development while providing a personalized learning experience. Within this scope, a multi-modular, real-time robotic system covering the age range of 3–14 has been developed, integrating natural language processing, speech recognition, large language model integration, face detection, emotion analysis, and reinforcement learning components with Raspberry Pi 4-based hardware, a web-based control interface, and a physical robot body. During interaction, speech input, facial expressions, and attention levels are analyzed simultaneously to determine the system's response, while the reinforcement learning algorithm updates a state–action structure after each interaction to optimize responses over time, enabling dynamic and adaptive content generation. The findings demonstrate that, within the scope of the designed interaction scenarios, the developed prototype is capable of conducting natural language-based interaction, providing emotion-sensitive responses, and generating content tailored to predefined user profiles. In particular, the integrated use of Turkish natural language interaction, emotion analysis, and reinforcement learning within a single multi-component system addressing a wide age range enhances the originality of the study and offers a practical, scalable contribution to the literature on educational technologies and human–robot interaction. Quantitative validation of the system's effect on learning and socio-emotional development requires controlled user studies to be conducted in future work.
Benzer Tezler
- Orta çocukluk dönemindeki özel öğrenme güçlüğü tanısı almış çocuklarla olağan gelişim gösteren çocukların zihin kuramı ve sosyal beceri gelişimleri açısından karşılaştırılması
Comprison of children in middle childhood period diagnosed with special learning disability and normally developing children in terms of theory of mind and social ability developments
DENİZ ELİÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Eğitim ve ÖğretimBiruni ÜniversitesiÖzel Eğitim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEVİYE TUĞBA TUNCER
- Dijital oyun oynama davranışlarının çocukların sosyal yetkinlik ve davranışsal gelişimleri ile ilişkisi
The relationship between digital game playing behaviors and children's social competence and behavioral development
GİZEM ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Eğitim ve Öğretimİstanbul Kent ÜniversitesiÇocuk Gelişimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLÇİN GÜVEN
- Normal gelişim gösteren ve gelişimsel risk altında olan 12-36 aylık çocukların ev öğrenme ortamının ve ekran kullanımının çocukların dil, sosyal ve duygusal gelişimi ile ilişkisinin incelenmesi
Investigation of the relationship between home learning environment and screen use and children's language, social and emotional development in 12-36 month-old children with typical development and developmental risk
EMİNE ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Eğitim ve ÖğretimHacettepe ÜniversitesiÇocuk Gelişimi ve Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAHRİYE FİGEN TURAN
- Okul öncesi eğitime devam eden 48-72 aylık çocukların duygu düzenleme, dikkat, önleyici kontrol ve öğrenme davranışları arasındaki ilişkilerin incelenmesi
Examination of the relationships among emotion regulation, attention, preventive control and learning behaviors of 48-72 month old children attending preschool education
AYŞE ÇELİK BEKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Eğitim ve ÖğretimGazi ÜniversitesiTemel Eğitim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBRU ERSAY
- Okul öncesi eğitime devam eden çocukların duygu bilgisi, öz düzenleme ve öğrenme davranışları arasındaki ilişkilerin incelenmesi
Investigation of the relationships among emotion knowledge, self regulation and learning behaviors of children attending preschool education
LATİFE HANIM ERDEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Eğitim ve ÖğretimGazi ÜniversitesiTemel Eğitim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EBRU ERSAY