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Projeto OBAA Objetos de Aprendizagem Multimidia e Multiplataforma Suportados por Agentes Grupo UFRGS e UNISINOS.

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1 Projeto OBAA Objetos de Aprendizagem Multimidia e Multiplataforma Suportados por Agentes Grupo UFRGS e UNISINOS

2 Projeto OBAA Resultados Esperados x Alcançados Arquitetura de agente que implementa os fundamentos propostos e um conjunto de recursos para a construção de agentes compatíveis com esta arquitetura. Abordagem onde Objetos de Aprendizagem (OA) são construídos através de arquiteturas de agentes. Modelagem de uma sociedade multiagente que suporta o funcionamento da abordagem proposta, incluindo o processo de comunicação entre os agentes Objetivos concluídos: Arquitetura multiagente projetada para Autoria, Gerência, Busca e Disponibilização de OAs

3 Projeto OBAA Resultados Esperados x Alcançados Criação de OA compatíveis com a web e com o padrão de TV digital Plataforma multiagente de suporte para OA, com funcionalidades para plataformas de web semântica e TV Digital A implementação de ambientes de aprendizagem mais adaptáveis a partir da construção de material educacional que possa ser utilizado em um largo espectro de domínios com a habilidade de auto-adaptação através de agentes Objetivos Concluídos: O Padrão OBAA de Metadados define as informações de OAs multimidia para suportar operação multiplataforma A arquitetura multiagente proposta pode usar estas informações para suportar a interoperabilidade e a auto-adaptação

4 Projeto OBAA - Relatórios RT-OBAA-01 - Proposta de padrão de metadados para OA multimidia e multiplataforma  Padrão OBAA RT-OBAA-02 - Relatório técnico do grupo de áudio e vídeo: análise das plataformas de Web, TV Digital e dispositivos móveis, incluindo padrões de metadados dos conteúdos usados nestas plataformas arquitetura e implementação de plataforma de testes de interoperabilidade de OAs nas três plataformas resultados dos testes preliminares de interoperação

5 Projeto OBAA - Relatórios RT-OBAA-03 - Relatório técnico do grupo pedagógico: referenciais pedagógicos para definir os requisitos dos OAs especificação dos requisitos pedagógicos e de acessibilidade dos OAs com base nestes referenciais análise do estado da arte nos padrões de metadados de OAs descrição e análise dos experimentos conduzidos para validar os requisitos em OAs multiplataforma RT-OBAA-04 – Relatório técnico do grupo de agentes: análise de viabilidade técnica do uso de ontologias e agentes para suporte a OAs apresentação de uma arquitetura concreta de agentes, baseada na plataforma JADE, para suporte a OAs estudo de caso com interação com IMS Moodle

6 Projeto OBAA - Relatórios RT-OBAA-05 – Relatório técnico do grupo de agentes: análise de requisitos de arquitetura de agentes para suporte a autoria de OAs e de apoio pedagógico do uso de OAs proposta de arquitetura abstrata de agentes para suportar estes requisitos RT-OBAA-06 – Relatório técnico do grupo de agentes: apresentação das características das ferramentas de autoria atuais para OAs descrição dos processos de implantação, teste e análise comparativa de ferramentas de autoria de OAs

7 O Padrão OBAA Padrão Aberto e Flexível Compatível com IEEE-LOM e com Dublin, a base é o padrão IEEE-LOM Compatível com a Web Semântica: sintaxe XML e semântica dos metadados definida através de ontologia OWL Enfoque em questões educacionais brasileiras Interoperabilidade do OA nas plataformas Web, TV Digital e dispositivos móveis

8 Requisitos do Padrão OBAA Interoperabilidade multiplataforma e funcionalidade para uma ampla gama de aplicações garantidas por requisitos de: Adaptabilidade Compatibilidade Acessibilidade Independência Tecnológica

9 Requisitos do Padrão OBAA Adaptabilidade: a mesma descrição de um OA pode ser usada de forma interoperável, adaptando-se às características de cada plataforma. Compatibilidade com os padrões existentes: o padrão deve manter a compatibilidade com o atual panorama de padrões internacionais.

10 Requisitos do Padrão OBAA Acessibilidade: o padrão deve possibilitar o acesso aos OA por todos os cidadãos, inclusive aqueles com necessidades especiais. Independência Tecnológica: o padrão deve ser flexível e capaz de suportar as inovações tecnológicas, permitindo extensões sem perder a compatibilidade com o conteúdo já desenvolvido.

11 Flexibilidade de Aplicações do Padrão OBAA O padrão OBAA especifica um conjunto de metadados que permitem a catalogação de OAs Os metadados propostos não foram especificados para limitar o desenvolvimento de objetos à determinadas tecnologias, mas sim para especificar uma ampla gama de funcionalidades possibilitando a interoperabilidade Uma aplicação não precisa usar todos os metadados especificados no padrão, mas apenas aqueles necessários para seus fins

12 Flexibilidade de Aplicações do Padrão OBAA Através do conceito de perfis de metadados já estão previstas as funcionalidades necessárias para as principais aplicações Novos perfis podem ser incorporados com a evolução do padrão Compatibilidade com padrões atuais  definidos perfis de metadados para OAs que são: Compatíveis com Dublin-Core Compatíveis com IEEE-LOM

13 Flexibilidade de Aplicações do Padrão OBAA Novas aplicações  definidos perfis de metadados para OAs que: Suportam conteúdos Multimidia e Multiplataforma Suportam conteúdos que atendem requisitos educacionais brasileiros Suportam conteúdos que atendem requisitos de acessibilidade

14 Especificação dos Metadados OBAA A especificação dos metadados partiu de padrões internacionalmente reconhecidos para a descrição de conteúdos educacionais como IEEE-LOM e o IMS Foram utilizados como base padrões amplamente adotados para catalogação de arquivos multimídia e em TV Digital, como o TV-Anytime e o MPEG-7, além das características do Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) Informações sobre as capacidades dos dispositivos móveis (celulares) homologados no Brasil (TELECO, 2008) também foram levadas em conta na elaboração do padrão de metadados.

15 Estrutura dos Metadados OBAA Os metadados OBAA são uma extensão dos metadados IEEE-LOM Foram estendidos os grupos 4 e 5 do padrão IEEE-LOM que contém, respectivamente, os metadados técnicos e educacionais Foram adicionados dois novos grupos de metadados para acessibilidade e informações de segmentação multimídia

16 Estrutura dos Metadados OBAA Metadados técnicos multiplataforma: Extensão do grupo 4 de metadados técnicos do IEEE-LOM. Metadados educacionais brasileiros: Extensão do grupo 5 de metadados educacionais do IEEE- LOM. Metadados de acessibilidade: Novo grupo 10 de metadados de acessibilidade adaptados do padrão IMS AccessForAll Metadados de segmentação: Novo grupo 11 de metadados com informações de segmentação de conteúdos multimídia, adaptados do padrão MPEG-7

17 Ontologia OWL dos Metadados OBAA Especificação de Ontologia OWL (Web Ontology Language) para modelar as propriedades semânticas dos metadados OBAA Sintaxe RDF-XML especificada para os metadados OBAA OWL foi escolhida para definição de semântica e sintaxe porque: permite grande flexibilidade de utilização proporciona rigor na especificação e independência de hardware ou sofware por ser baseada em Lógica Descritiva e é padronizada pelo W3C (World Wide Web Consortium) e, como consequência, é adotada pela comunidade científica. é a linguagem definida pelo W3C para especificação de ontologias compatíveis com a iniciativa da Web Semântica.

18 Testes realizados no Projeto OBAA Foi desenvolvido um plataforma de testes OBAA para Web, TV-Digital e móveis Foram desenvolvidos protótipos de interface de objetos OBAA para Moodle Foram desenvolvidos os agentes para estes protótipos

19 Estágio Atual do Projeto OBAA Estamos adotando o padrão OBAA no projeto GT-FEB da RNP Estamos testando a compatibilidade do Padrão e desenvolvendo uma ferramenta para a sua compatibilização automática Estamos desenvolvendo uma ferramenta de autoria de metadados de OAs OBAA no contexto do ensino médio de matemática

20 Projeto OBAA Proposta Infraestrutura MILOS MILOS Multiagent Infrastructure for Learning Object Support Proposta de infraestrutura de suporte a OAs que implementa as arquiteturas de agentes analisadas e especificadas nos projetos OBAA e GT-FED/RNP

21 Premissas da Infraestrutura MILOS Os padrões de metadados estão se tornando cada vez mais complexos Há uma necessidade contínua de abranger mais aplicações e domínios: IEEE-LOM: 9 grupos e mais de 70 elementos de metadados Dublin Core não-qualificado é simples, mas o modelo qualificado (DCAM – DC Abstract Model) é mais complexo Além disso existe uma quantidade crescente de padrões derivados do DCMI para diferentes tipos de aplicações (educacionais, médicas, etc.) Padrões IMS em contínua evolução: a base de metadados é o IEEE-LOM, mas existem vários padrões adicionais: IMS-LD, IMS-AccessForAll, IMS-CP e outros Cenário similar em padrões de metadados para multimidia

22 Premissas da Infraestrutura MILOS Esperar que uma pessoa domine todas estas tecnologias não é razoável A utilização de equipes de especialistas não é prática: há uma falta de especialistas pela novidade das tecnologias a curva de aprendizado é difícil e demorada Necessidade de grande disponibilidade e capacidade de atendimento para não se tornar um gargalo/ponto de falha do sistema Necessitam ser permanentes dada a modificação constante das tecnologias

23 Premissas da Infraestrutura MILOS A solução é incorporar no sistema de suporte o conhecimento de como: gerar conteúdos e especificar seus metadados de forma a suportar requisitos de acessibilidade, de educação, multimidia e multiplaforma adaptar e distribuir os OAs diretamente para os diferentes tipos de plataformas auxiliar os professores, alunos, designers de OAs, administradores, usuários do sistema em geral, a localizar, catalogar, armazenar e gerenciar os OAs com base nos seus conhecimentos profissionais e de aplicação sem exigir conhecimento técnico sobre OAs Resumindo, os usuários do sistema devem apenas dizer o que deve ser feito com os OAs e não entrar em detalhes de como isto será feito

24 Solução Adotada pela Infraestrutura MILOS Fato fundamental: OAs são essencialmente formas de representação de conhecimentos aptas a serem distribuídas em sistemas de aprendizagem Para tanto é necessário considerar desde o início técnicas e tecnologias capazes de tratar os OAs como representações de conhecimento Atualmente a solução ideal para este tipo de situação é dada pela combinação de duas tecnologias recentes: Engenharia de Ontologias Engenharia de Software Orientada a Agentes (AOSE – Agent Oriented Software Engineering)

25 Solução Adotada pela Infraestrutura MILOS A Engenharia de Ontologias permite especificar de forma rigorosa e padronizada as propriedades do domínio, mas não oferecem ou implementam os elementos ativos de um sistema Ontologias são formas padronizadas de se especificar conhecimentos compartilhados A AOSE permitem projetar e desenvolver sistemas baseados em agentes que implementam aplicações concretas baseadas nas ontologias Agentes de software inteligentes suportam mecanismos de inferência capazes de manipular diferentes tipos de representações de conhecimento

26 Ontologias e Agentes na Infraestrutura MILOS Ontologias especificam: Características e formatos dos metadados de OAs Classificação e organização de domínios de aprendizagem Propriedades específicas de aplicações educacionais Agentes implementam funcionalidades de: Gerenciamento de informações (metadados) sobre OAs Autoria de metadados e conteúdos de OAs Mecanismos de busca de OAs baseado nos metadados Interoperação com repositórios de OAs, catálogos de bibliotecas digitais e outros serviços de diretórios

27 Ontologia OWL dos Metadados OBAA Middleware FIPA/JADE JENA Framework + DIG Interface Arquitetura da Infraestrutura MILOS Autoria Apoio Pedagógico Busca Federada Gerência OAs Sistemas Multiagente MILOS Interface Web Interface SQL Interface LDAP Interface Repositório OA Facilidades de Interface MILOS Interface AVA Ontologias de Domínios de Ensino... Ontologias de Aplicação...

28 Infraestrutura MILOS Sistema de Busca Federada Librarian Agent Z39.50 Cadastro manual Biblioteca Digital OAI-PMH Interface Web Repositório de OAs Finder Agent Outros Agentes... FIPA-Query Protocol Consulta manual Interface Web/AVA Cataloger Agent Servidor OpenLDAP Servidor ApacheDS LDAP Diretório Local Interface SQL Interface SQL Ontologia OWL OBAA

29 Infraestrutura MILOS Sistema de Apoio Pedagógico Agente Busca Inteligente Interface Web/AVA Finder Agent FIPA-Query Protocol Interface Web/AVA Agente Apoio Pedagógico Agente Modelo do Aluno Base de Perfis de Alunos Interface AVA/SQL Usuários Base de Estratégias Pedagógicas

30 Suporte Acessibilidade Suporte Multiplataforma Conteúdos Multimídia Estratégias de Ensino Domínio de Ensino Infraestrutura MILOS Sistema de Autoria Web Agente Editor Conteúdos OA Agente Editor Metadados OA Base de OAs Interface SQL TV Digital Móveis Navegação de Conteúdos Agentes Wizards Edição... Agentes Adaptação Multiplataforma Interface SQL Interface SQL Usuários Interface Web Interface Web...

31 DataCarousel+TS Infraestrutura MILOS Sistema de Gerência de OAs Agente Publicador Web Base de OAs Agente Publicador TV Digital Agente Publicador Móveis Repositório de OA p/Web Servidor de Objetos do DataCarousel Servidor conteúdos móveis Servidor de conteúdos TS de TV Digital Plataforma EAD / AVA IMS-CP SCORM Agentes Empacotadores de Conteúdo... Agente Interface de Gerência Interface Web Ontologia OWL OBAA

32 Projeto OBAA Análise Crítica A proposta de padronização para objetos de aprendizagem interoperáveis na Web, TV-Digital e Dispositivos móveis, apresentada neste documento, toma uma posição em prol da abertura tecnológica, visando à maior adoção e desenvolvimento futuro do padrão OBAA. Para contemplar as particularidades das três plataformas (Web, TV-Digital e Dispositivos móveis) — heterogênas entre si, em um único padrão que as compatibilize — é necessário lidar com os requisitos e complexidades de todas elas.

33 Projeto OBAA Análise Crítica Promover essa compatibilização atribuindo o máximo possível de liberdade para o desenvolvedor de conteúdo educacional resultou em um amplo conjunto de metadados (nem sempre obrigatórios) e recomendações técnicas. Espera-se que essa decisão de concepção permita uma ampla aceitação do padrão OBAA pela comunidade da Educação e também que a mesma auxilie a evolução do padrão para atender às demandas da Educação no Brasil

34 Projeto OBAA Análise Crítica Não obstante, a operacionalização desta concepção passa pelo aplicação inovadora das tecnologias de Engenharia de Ontologia e de Engenharia de Software de Agentes Esta é uma oportunidade única para o Brasil para se posicionar na vanguarda do desenvolvimento tecnológico e científico na aplicação de Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC) na área de Educação

35 Projeto OBAA Obrigado pela Atenção.


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