Ответ:

Если бы оба говорили правду, никто бы не врал, вопреки условию. Значит, как минимум одно высказывание неверно.

Если черноволосый ребёнок — девочка, её слова «Я мальчик» неверны. Тогда рыжий ребёнок — мальчик, и его слова «Я девочка» тоже неверны. Это согласуется с условием.

Если же черноволосый — мальчик, его слова правдивы. Тогда рыжая — девочка, и её слова тоже правдивы, а это противоречит условию.

Ответ: черноволосый ребёнок — девочка, рыжий — мальчик.