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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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Projeto Tapejara
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