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Uso de Agentes Inteligentes na Educação
Orientando:
Christiano Lima Santos
Orientador:
Henrique Nou Schneider
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Qual o papel dos Agentes Inteligentes na Educação?
O que são Agentes Inteligentes?
O que significa Inteligência e Inteligência Artificial?
Como funcionam os processos de ensino-aprendizagem tradicional e de Educação a Distância?
???
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Sumário
Inteligência;
A Educação;
Inteligência Artificial e Educação;
Casos de Sucesso IA-EaD;
Bibliografia;
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Inteligência
Definição;
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Definição de Inteligência
RABUSKE [1] descreve como “processo contínuo de aquisição, de triagem, de ordenação e de interpretação da informação”;
PIAGET: “Adaptação ao ambiente físico e social”;
Inteligências Múltiplas.
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A Educação
Processo Ensino-Aprendizagem Tradicional;
Atual Modelo da Educação;
Processo Ensino-Aprendizagem Auxiliado pelo Computador;
Computador na Educação;
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Processo Ensino-Aprendizagem Tradicional
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Atual Modelo da Educação [Laurillard]
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Processo Ensino-Aprendizagem Auxiliado pelo Computador
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Computador na Educação
Vantagens:– Estende o processo de ensino-aprendizagem;– Maior qualidade no processo de Educação à Distância
(EaD);– Uma boa ferramenta para o paradigma construcionista;
Desvantagem:– A ausência de contato presencial dificulta o
acompanhamento e avaliações informais; Solução:
– O próprio sistema deve auxiliar o professor na tarefa de acompanhar e avaliar o aluno;
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Inteligência Artificial e Educação
Definição de Inteligência Artificial; Agentes Inteligentes
– Definição de Agentes Inteligentes;– Papel dos Agentes Inteligentes;– Propriedades de um Agente;– Sistemas Tutores Inteligentes;– Raciocínio Baseado em Casos;– ChatterBots.
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Definição de Inteligência Artificial
WINSTON (1987): “Estudo de conceitos que permitem aos computadores serem inteligentes”;
ARNOLD e BOWIE (1986): “Parte da ciência da computação concernente ao projeto de sistemas computacionais que exibem inteligência humana – aprender novas informações, entender linguagens, raciocinar e resolver problemas”.
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Definição de Inteligência Artificial
FEIGENBAUM e McCORDUCK (1983): “Se podemos imaginar um dispositivo capaz de colecionar, de selecionar entre, de compreender, de distinguir e de saber, então temos IA”.
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Definição de Agentes Inteligentes
Sistemas e/ou componentes capazes de organizar, selecionar, produzir informações e tomar decisões a partir de alguma fonte de dados;
A arquitetura de um agente pode variar muito:– Sistemas de Produção;– Reconhecimento Baseado em Casos;– Redes Neurais.
Um sistema pode utilizar-se da interação entre vários agentes (modelo multiagente).
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Papel dos Agentes Inteligentes
“A tecnologia de agentes permite que se repense a natureza da interação entre
homem e computador, na qual esse último torna-se um parceiro do usuário, cooperando
para o alcance dos objetivos traçados.” [2]
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Papel dos Agentes Inteligentes
“O computador se torna uma entidade ativa, dotada de certo grau de autonomia e capaz de realizar tarefas que auxiliem o usuário no desempenho de suas atividades, de acordo
com seus interesses.” [2]
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Propriedades de um Agente
Menezes, Fuks e Garcia [2] apontam as seguintes propriedades, citadas por [Wooldridge and Jennings]:– Autonomia;– Sociabilidade;– Reatividade;– Proatividade.
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Sistemas Tutores Inteligentes (STI)
“Seu objetivo principal é a modelagem e representação do conhecimento especialista humano para auxiliar o estudante através de um processo interativo”. [3]
Seu funcionamento consiste em:– Aprender informações relevantes sobre o estudante;– Auxiliar de forma individualizada no aprendizado;– Tomar decisões pedagógicas sobre como transmitir o
material.
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Raciocínio Baseado em Casos (RBC)
Técnica empregada em STI na tomada de decisões;
Utilização de casos ou experiências passadas (armazenadas numa Base de Dados) na resolução de problemas atuais;– Relevam-se casos de sucesso;– Descartam-se casos de insucesso.
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Raciocínio Baseado em Casos (RBC)
Vantagens de seu uso na EaD:– O domínio é construído ao longo do aprendizado,
partindo de uma base de conhecimento inicial;– Incentiva o aluno a adotar soluções anteriores e
aplicá-la em novas soluções, fornecendo ainda explicações sobre o motivo da escolha;
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ChatterBots
Programa com objetivo de simular conversação; [4]
Sistemas de Produção;
Uso de ChatterBots na EaD;
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ChatterBots
Alguns exemplos:– Eliza;
Psicóloga de estilo rogeriano;http://www.toptown.com/hp/sjlaven/eliza.htm;
– Cibelle;http://www.cybelle.cjb.net;
– Júnior;Bot voltado para a EaD;http://www.robojunior.cjb.net.
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Casos de Sucesso IA-EaD
Projeto Tapejara;
Sistema de Avaliação Informal para AulaNET;
Tira-Dúvidas;
Júnior;
Multi Cooperative Environment.
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Projeto Tapejara[5]
Ambiente Multiagentes;– Agente para auxílio a avaliação de aprendizagem em
ambientes de ensino na Web;
Desenvolvido pelo programa ProTeM-CC do CNPq; Desenvolvimento transdisciplinar:
– Sistemas de Informação;– Inteligência Artificial;– Psicologia;
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Projeto Tapejara
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Projeto Tapejara
Agente Operacional: repassar as mensagens de requisições do aluno aos demais agentes e gravar as requisições deste no LOG;
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Agente Domínio: recuperar o material instrucional e enviá-lo ao aluno que o requisitou e avaliar as respostas nos exercícios e revisões avaliativas;
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Projeto Tapejara
Agente Tutor: recuperar a trajetória do aluno e a partir desta gerar um plano de ensino individualizado;
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Projeto Tapejara
Agente Notificador: auxiliar os demais agentes, assim como os professores ou coordenadores do curso na descoberta de comportamentos fora do previsto;
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Projeto Tapejara
Interação entre os diversos agentes componentes do sistema (multiagentes);
O Agente Tutor trata-se de um STI; Um estudo sobre o Agente Notificador
aponta-o como um sistema de alerta inteligente;– Base de Dados (informações em geral);– Base de Conhecimentos (regras do sistema);
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Sistema de Avaliação Informal para AulaNET [2]
Auxilia no processo de acompanhamento das atividades do aprendiz, bem como busca avaliar possíveis entraves no aprendizado do mesmo;
Modelo baseado em agentes assistentes de tarefa (multiagentes);
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Tira-Dúvidas [3]
Tutor Inteligente que utiliza raciocínio baseado em casos;
Utiliza-se de três grupos de estudantes:– Iniciante;– Moderado;– Avançado.
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Tira-Dúvidas
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Júnior [4]
V: Você conhece alguma coisa sobre astronomia Júnior: Astronomia é a ciência que estuda os astros (sim, por isso ela
se chama astronomia). Na astronomia, estuda-se o comportamento de planetas, estrelas, meteoros, o sol, cometas e outros corpos celestes. Você quer que eu explique alguma dessas coisas para você?
V: Me fale sobre um planeta Júnior: Planeta são astros que não possuem luz própria e que giram
em torno de uma estrela. No nosso sistema, o Sistema Solar, a estrela é o Sol, e os planetas são: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão. Eu ainda posso falar sobre asteróides e meteoros. O que você prefere ouvir primeiro?
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Júnior
D: qual o calor máximo da temperatura do sol? Júnior: O Sol, com uma temperatura de 5500 graus celsius é uma
estrela amarela, de temperatura baixa.
D: e a lua? Júnior: A Lua é o satélite natural da Terra.
D: como o satélite natural não entendi Júnior: Ah, o que você não entendeu? Talvez eu possa te explicar
melhor...
D: como satélite? Júnior: Há dois tipos de satélite: os construídos pelo homem, que
servem, geralmente para transmitir informações, e os satélites que são astros. [...]
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Júnior
J: Ets Júnior: Eu nunca vi um ET pessoalmente. Muitos humanos dizem que
é impossível que existam ETs. Mas eu não sei... com tantos planetas nesse Universo... Será que não existe vida em outros lugares?
J: eu acho que existem mas vamos mudar de assunto vamos falar sobre a lua
Júnior: A Lua é o satélite natural da Terra.
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Multi Cooperative Environment (MCOE) [6]
Jogo Educacional; Baseado em multiagentes que controlam
todo o ambiente; Busca a maior interação do aprendiz no
processo:– Tutor – Aprendiz;– Aprendiz – Aprendiz;– Sistema – Aprendiz;
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Bibliografia
Referências Bibliográficas;
Outras Referências.
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Referências Bibliográficas[1] RABUSKE, Renato A., Inteligência Artificial, da UFSC,1995;
[2] MENEZES, Ronald A., FUKS, Hugo, GARCIA, Ana Cristina B., Utilizando Agentes no Suporte à Avaliação Informal no Ambiente de Instrução Baseada na Web – AulaNet, SIMPÓSIO BRASILEIRO DE INFORMÁTICA NA EDUCAÇÃO, Fortaleza-CE, Brasil, 1998;
[3] LIMA, Demetrius R., ROSATELLI, Marta C., Um Sistema Tutor Inteligente para um Ambiente Virtual de Ensino Aprendizagem, SBC2003 – WIE;
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Referências Bibliográficas
[4] PRIMO, Alex Fernando T., COELHO, Luciano R., PAIM, Marcos Flávio R., REICHEL, Dagmar, Júnior, um chatterbot para educação a distância;
[5] MUSA, Daniela L., BICA, Francine, OLIVEIRA, José Palazzo M., VICARI, Rosa M., Agente para auxílio a avaliação de aprendizagem em ambientes de ensino na Web, XII Simpósio Brasileiro de Informática na Educação, Vitória-ES, Brasil, 2001;
[6] GIRAFFA, Lúcia Maria M., Uma arquitetura de tutor utilizando estados mentais.
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Outras Referências
POZZEBON, Eliane, FRIGO, Luciana B., BITTENCOURT, Guilherme, Inteligência Artificial na Educação Universitária: Quais as Contribuições?
SGANDERLA, Rachele B., FERRARI, Débora N., GEYER, Cláudio F. R., BonoBot: Um ChatterBot para Interação com Usuários em um Sistema Tutor Inteligente
SILVEIRA, Ricardo, VICARI, Rosa, Projeto Eletrotutor: Desenvolvimento e Avaliação de Ambientes Inteligentes de Ensino-Aprendizagem