estudo comparativo sobre sistemas tutores inteligentes ...· palavras-chave: sistemas tutores...

Download Estudo comparativo sobre Sistemas Tutores Inteligentes ...· Palavras-chave: Sistemas Tutores Inteligentes,

Post on 03-Dec-2018

213 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Estudo comparativo sobre Sistemas Tutores Inteligentes Multiagentes Web

    Willian Bolzan (PUCRS) willian@inf.pucrs.br

    Lcia M. M. Giraffa (PUCRS) giraffa@inf.pucrs.br

    Resumo. Este artigo apresenta um estudo comparativo sobre Sistemas Tutores Inteligentes (STI), concebidos para a Web, que utilizam a tecnologia de Agentes e Sistemas Multiagentes (SMA) em seu desenvolvimento. Apresenta uma anlise comparativa desses sistemas afim de levantar requisitos e funcionalidades necessrias para a definio de aspectos relevantes para o seu projeto e desenvolvimento.

    Palavras-chave: Sistemas Tutores Inteligentes, Sistemas Multiagentes

    1 Introduo Com o surgimento da Internet, redes e sistemas distribudos, observa-se que

    os ambientes destinados ao ensino (Software Educacional) comearam a serem pensados em uma escala diferente. Passa-se a ter sistemas de maior porte, de maior complexidade de concepo e modelagem e, que trazem de forma intrnseca as mesmas caractersticas e problemas das outras aplicaes que se utilizam destas tecnologias.

    Os STI so programas educacionais projetados para oferecer algum tipo de auxlio personalizado ao aluno considerando o processo de aprendizagem de um determinado contedo. Como modelar e implementar um STI uma deciso que envolve aspectos de Engenharia de Software e no somente aspectose pedaggicos. Nos ltimos anos a tendncia para este tipo de ambiente utilizar a tecnologia de agentes para ampliar as possibilidades de se fazer essa assistncia personalizada ao aluno.

    Quando aplicamos a tecnologia de Agentes em STI, estes passam a ser considerados, tambm, como SMA. Entretanto, por se tratarem de softwares educacionais, precisam ser tratados de forma diferenciada devido a suas caractersticas peculiares. Portanto a adaptao e/ou criao de ferramentas e metodologias mais especficas um campo de pesquisa em aberto e promissor.

    Esta abordagem, orientada a agentes, substitui os mdulos da arquitetura tradicional por uma sociedade de agentes que trabalham de forma cooperativa usando diversas tcnicas de Inteligncia Artificial (IA) e integrados como um SMA.

    Este artigo apresenta um estudo sobre os STI para a Web que utilizam a tecnologia de agentes no seu projeto e desenvolvimento. importante salientar que

  • este estudo no ser restrito apenas a ambientes classificados explicitamente pelos autores como STI, mas abordar ambientes de ensino-aprendizagem que foram concebidos utilizando os princpios de uma arquitetura de STI. Isto , ambientes onde existam caractersticas inerentes ao STI, tais como: um assistente pessoal, um mediador, etc.

    Este texto est organizado da seguinte maneira. A seo 2 apresenta uma breve introduo aos STI e SMA. A seo 3 apresenta os ambientes desenvolvidos com a tecnologia de Agentes. A seo 4 apresenta um estudo comparativo sobre os ambientes analisados. As sees 5 e 6 apresentam respectivamente as consideraes finais e a bibliografia utilizada para a redao deste trabalho.

    2 SMA e STI Os SMA, constituem-se numa rea de pesquisa da Inteligncia Artificial

    Distribuda (IAD). A abordagem de agentes se preocupa em estudar o comportamento de uma sociedade constitudas por agentes, que possuem autonomia, e tm como objetivo realizar tarefas que no so possveis de serem realizadas individualmente ou coletivamente.

    Segundo Russell (1995), um Agente um sistema capaz de perceber atravs de sensores as informaes do ambiente onde est inserido e reagir atravs de atuadores. Um agente pode ser definido como uma entidade de software que exibe um comportamento autnomo , que est situado em algum ambiente sobre o qual capaz de realizar aes para alcanar seus prprios objetivos, Wooldridge (1995), Zambonelli (2000). Um agente um software que possui um conjunto de propriedades especficas associadas ao seu objetivo/papel na sociedade multiagente onde est inserido. O seu objetivo/papel vai determinar as propriedades que deve ter. Porem, j existe consenso que um agente deve ter no mnimo: autonomia, reatividade e habilidade social (comunicar-se com outros agentes do ambiente).

    Numa abordagem clssica para a rea de agentes encontramos a definio de Wooldridge (1995), que visualiza um agente como sendo uma entidade com capacidade de resoluo de problemas encapsulada. Neste contexto, define-se agente como tendo as seguintes propriedades:

    - autonomia: executam a maior parte de suas aes sem interferncia direta de agentes humanos ou de outros agentes computacionais, possuindo controle total sobre suas aes e estado interno;

    - habilidade social: por impossibilidade de resoluo de certos problemas ou por outro tipo de convenincia, interagem com outros agentes (humanos ou computacionais), para completarem a resoluo de seus problemas, ou ainda para auxiliarem outros agentes;

    - capacidade de reao: percebem e reagem alteraes no ambiente em que estiverem inseridos;

    - capacidade pr-ativa: agentes, do tipo deliberativo, alm de atuar em resposta s alteraes ocorridas em seu ambiente, apresentam um

  • comportamento orientado a objetivos, tomando iniciativas quando julgarem apropriado (no caso, aplicado apenas aos agentes cognitivos).

    A justificativa de aplicao da tecnologia de agentes na concepo de Sistemas de Informao justificada quando o problema possui as seguintes caractersticas, Jennings (1996):

    - o domnio envolve distribuio intrnseca dos dados, capacidade de resoluo de problemas e responsabilidades;

    - necessidade de manter a autonomia de subpartes, sem a perda da estrutura organizacional;

    - complexidade nas interaes, incluindo negociao, compartilhamento de informao e coordenao;

    - impossibilidade de descrio da soluo do problema a priori, devido possibilidade de pertubaes em tempo real no ambiente e processos de negcio de natureza dinmica.

    Logo, os softwares educacionais podem se utilizar da tecnologia de agentes porque possuem todas essas caractersticas.

    Segundo Giraffa (2001), a modelagem de STI numa arquitetura funcional de agentes mais do que uma abordagem generalista. Teoricamente a modelagem no apresenta limites para o nmero de agentes que podem participar do processo de aquisio do conhecimento. Processo este que ocorre atravs de negociao dos papis dos agentes tanto tutores, como aprendizes.

    Existem diversos exemplos na literatura sobre a utilizao de agentes em sistemas educacionais. Segundo Shoham (1993), uma sociedade de agentes para aprender e ensinar pode ser a soluo para a construo de ambientes de ensino e aprendizagem, se os agentes trabalham de uma maneira concorrente e autnoma para alcanar seus objetivos. Os agentes em um ambiente de ensino/aprendizagem so considerados autnomos porque: as atividades dos agentes individuais no requerem constante superviso externa (humana), e no h (ou deveria haver) autoridade central projetada para controlar todas as interaes desempenhadas entre os agentes.

    Segundo Grer (1998), o uso de agentes na concepo de sistemas educacionais traz algumas vantagens, tais como: reagir s aes do usurio, credibilidade, modelagem de sistemas colaborativos multi-usurio e modularidade, pelo fato de que cada agente um mdulo nico e independente do outro ficando mais fcil adicionar outros agentes a estes sistemas . Para Giraffa (1998) as vantagens so as seguintes:

    - conhecimento pode ser distribudo entre vrios tutores, cada um com suas crenas, desejos, objetivos, emoes e planos de ao. Esta distribuio cria maiores oportunidades de variar tcnicas pedaggicas;

    - o aprendiz interage com um tutor de forma mais flexvel;

  • - aprendiz pode passar conhecimentos ao tutor que sero repassados a outros aprendizes.

    Conforme Webber, (2001), as tecnologias baseadas na Web em conjunto com metodologias multiagentes formam uma nova tendncia na modelagem e desenvolvimento de ambientes de aprendizagem. A Educao baseada na Web tem sido extensivamente pesquisada, onde os benefcios de aprendizagem so grandes. Como por exemplo, alcance da informao sem condicionamento ao espao fsico, facilidade de atualizar o contedo, etc. Entretanto, as metodologias multiagentes tem surgido com uma alternativa para conceber aplicaes de aprendizagem distribuda, devido ao conjunto de caractersticas inerentes ao conceito de SMA e as peculiaridades de uma sociedade de agentes.

    A principal razo para isto deve-se ao fato que esta tecnologia lida muito bem com aplicaes criticas, tais como: distncia, cooperao entre diferentes entidades e integrao de diferentes componentes de software.

    Segundo Vassileva (2001), no futuro, os ambientes da aprendizagem estaro acessveis a qualquer lugar e a qualquer hora. Os estudantes desses ambientes estaro distribudos no espao e no tempo. Logo, trabalhos que utilizam arquiteturas multiagentes oferecem uma promissora abordagem para o projeto desses ambientes, desde que estes ambientes sejam distribudos. Com a modularidade e a uniformidade dos agentes e com a padronizao dos protocolos de interao, o nvel de escalabilidade e interoperao podem ser alcanados, o que no pode ser conseguido to facilmente com o uso de outras tcnicas. As arquiteturas multiagentes permitem o constante crescimento e a heterogeneidade do ambiente de software.

    Os avanos mais recentes no campo dos ambientes de aprendizagem inteligentes, tm proposto o uso de arquiteturas baseadas em sociedades de agentes. Os princpios dos sistemas multiagentes tm mostrado um potencial bastante adequados ao desenvolvimento de sistemas de ensino, devido ao fato de a natureza do problema de ensino-aprendizagem ser mais facilmente resolvido de forma cooperativa, Bica (1998). Alm disso, ambientes de ensino baseados em arquiteturas multiagentes possibilitam suportar o desenvolvimento de sistemas de forma mais robusta, mais rpida e com menores custos.

    3 STI desenvolvidos com a tecnologia de age

Recommended

View more >