17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho1 O Módulo Especialista INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO Supõe -se que os Sistemas Tutores inteligentes.

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1 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho1 O Módulo Especialista INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO Supõe -se que os Sistemas Tutores inteligentes tragam alguma inteligência na tarefa da instrução auxiliada por computador. Supõe -se que os Sistemas Tutores inteligentes tragam alguma inteligência na tarefa da instrução auxiliada por computador. Há dois pontos chaves para a inteligência em um STI: Há dois pontos chaves para a inteligência em um STI: - Um está no conhecimento que o sistema tem do domínio do objeto. - Um está no conhecimento que o sistema tem do domínio do objeto. - O outro está nos princípios pelos quais os tutores e os métodos que serão aplicados. - O outro está nos princípios pelos quais os tutores e os métodos que serão aplicados. Os tutores humanos possuem os dois tipos de inteligência. Os tutores humanos possuem os dois tipos de inteligência. Tutores humanos não podem ensinar efetivamente em um domínio no qual eles não são especialistas e podem ser especialistas não bem articulados tornando-os maus instrutores. Tutores humanos não podem ensinar efetivamente em um domínio no qual eles não são especialistas e podem ser especialistas não bem articulados tornando-os maus instrutores. O foco do capitulo é o módulo especialista do tutor que possui o domínio inteligente. O foco do capitulo é o módulo especialista do tutor que possui o domínio inteligente. Na opinião do autor esta é a coluna vertebral de um STI Na opinião do autor esta é a coluna vertebral de um STI

2 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho2 O Módulo Especialista RELAÇÃO DOS MÓDULOS ESPECIALISTAS PARA SISTEMAS ESPECIALISTAS RELAÇÃO DOS MÓDULOS ESPECIALISTAS PARA SISTEMAS ESPECIALISTAS Antes de analisarmos os diferentes tipos de módulos especialistas vale a pena considerar a relação de sistemas especialistas e inteligência artificial. Antes de analisarmos os diferentes tipos de módulos especialistas vale a pena considerar a relação de sistemas especialistas e inteligência artificial. Há duas idéias de sistemas especialistas: Há duas idéias de sistemas especialistas: Uma está amarrada a metodologia Uma está amarrada a metodologia A outra está amarrada com os critérios básicos. A outra está amarrada com os critérios básicos.

3 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho3 O Módulo Especialista Metodologia: Metodologia: Engenharia do conhecimento surgiu para desenvolvimento de sistemas especialistas, envolvendo conhecimentos humanos em caminhos não humanos. Engenharia do conhecimento surgiu para desenvolvimento de sistemas especialistas, envolvendo conhecimentos humanos em caminhos não humanos. Esta foi a primeira geração de sistemas especialistas. Esta foi a primeira geração de sistemas especialistas. Critérios: Critérios: Qualquer sistema que alcança alta qualidade é baseado em um sistema especialista. Qualquer sistema que alcança alta qualidade é baseado em um sistema especialista. Os critérios básicos foram referência para a Segunda Geração de Sistemas Especialistas. Os critérios básicos foram referência para a Segunda Geração de Sistemas Especialistas.

4 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho4 O Módulo Especialista São sistemas de fundamental importância e não são pequenos e nem frágeis. São sistemas de fundamental importância e não são pequenos e nem frágeis. A ênfase está na pesquisa que se esforça para a fidelidade cognitiva: A ênfase está na pesquisa que se esforça para a fidelidade cognitiva: COGNITIVE MODELS, COGNITIVE MODELS, BLACK BOX MODELS, BLACK BOX MODELS, EXPERT SYSTEMS DEFINED BY METODOLOGY, EXPERT SYSTEMS DEFINED BY METODOLOGY, EXPERT SYSTEMS DEFINED BY CRITÉRIOS, EXPERT SYSTEMS DEFINED BY CRITÉRIOS, QUALITATIVE PROCESS MODELS AND QUALITATIVE PROCESS MODELS AND EXPERT MODULE OF A ITS. EXPERT MODULE OF A ITS.

5 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho5 BLACK BOX MODELS Uma caixa preta especialista gera entrada e saída correta do comportamento, em cima de toda faixa de conhecimento do domínio da tarefa e pode ser usada como juiz. Uma caixa preta especialista gera entrada e saída correta do comportamento, em cima de toda faixa de conhecimento do domínio da tarefa e pode ser usada como juiz. A computação interna provê o comportamento são ou não, avalia ou não, usa ou não, na entrega das instruções. A computação interna provê o comportamento são ou não, avalia ou não, usa ou não, na entrega das instruções. Exemplo clássico: SOPHIE. Exemplo clássico: SOPHIE. Simulador eletrônico chamado SPICE VI. Simulador eletrônico chamado SPICE VI. O tutor usado neste simulador determina a racionalidade de várias medidas que o estudante iria fazer no circuito. O tutor usado neste simulador determina a racionalidade de várias medidas que o estudante iria fazer no circuito. Por ele foi possível trabalhar com um jogo de equações, mas não foi possível entrar em detalhes. Por ele foi possível trabalhar com um jogo de equações, mas não foi possível entrar em detalhes. O que foi possível imaginar a caixa preta especialista para o jogo de xadrez pelo processamento de milhões de seqüências, encontrando bons movimentos, o que seria impossível para um especialista humano. O que foi possível imaginar a caixa preta especialista para o jogo de xadrez pelo processamento de milhões de seqüências, encontrando bons movimentos, o que seria impossível para um especialista humano.

6 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho6 GLASS BOX EXPERT SYSTEMS É a segunda categoria de módulos especialistas de sistemas especialistas e são, geralmente, protótipos do conhecimento da engenharia tradicional. É a segunda categoria de módulos especialistas de sistemas especialistas e são, geralmente, protótipos do conhecimento da engenharia tradicional. A engenharia básica na construção destes sistemas especialistas envolve o conhecimento de engenharia e um domínio especialista que pode identificar uma área de problema e seu escopo, enumerar e formalizar a chave dos conceitos do domínio, formular um sistema para implementar o conhecimento e sua interação, testar e refinar este sistema. A engenharia básica na construção destes sistemas especialistas envolve o conhecimento de engenharia e um domínio especialista que pode identificar uma área de problema e seu escopo, enumerar e formalizar a chave dos conceitos do domínio, formular um sistema para implementar o conhecimento e sua interação, testar e refinar este sistema. Estes sistemas são caracterizados pela grande qualidade e forma de articular o conhecimento da natureza humana Estes sistemas são caracterizados pela grande qualidade e forma de articular o conhecimento da natureza humana A aquisição do tempo é processado e se tem conhecimento que é consumido muito tempo para o desenvolvimento de sistema especialista A aquisição do tempo é processado e se tem conhecimento que é consumido muito tempo para o desenvolvimento de sistema especialista UMA TÍPICA REGRA MYCIN. UMA TÍPICA REGRA MYCIN. EXEMPLOS DE GUIAS DE REGRAS TUTORIAL: EXEMPLOS DE GUIAS DE REGRAS TUTORIAL:

7 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho7 COGNITIVE MODELS A meta do modelo cognitivo é desenvolver efetivamente a simulação aproximada do homem na solução dos problemas. A meta do modelo cognitivo é desenvolver efetivamente a simulação aproximada do homem na solução dos problemas. Para o qual o conhecimento é composto de importantes componentes e maneiras humanas. Para o qual o conhecimento é composto de importantes componentes e maneiras humanas. O mérito desta aproximação é que nos dá o modelo especialista a forma que pode ser facilmente comunicada ao estudante. O mérito desta aproximação é que nos dá o modelo especialista a forma que pode ser facilmente comunicada ao estudante. Há um custo real nesta aproximação: Há um custo real nesta aproximação: Primeiro de tudo o desenvolvimento de um modelo cognitivo é uma tarefa difícil do que simplesmente desenvolver um sistema especialista. Primeiro de tudo o desenvolvimento de um modelo cognitivo é uma tarefa difícil do que simplesmente desenvolver um sistema especialista. A segunda dificuldade é que o desenvolvimento de modelos cognitivos computacionais pode ser computacionalmente caro. A segunda dificuldade é que o desenvolvimento de modelos cognitivos computacionais pode ser computacionalmente caro. Felizmente o poder computacional diminui esta preocupação. Felizmente o poder computacional diminui esta preocupação. Outra preocupação é a quantidade de detalhes incorporadas no modelo cognitivo. Outra preocupação é a quantidade de detalhes incorporadas no modelo cognitivo.

8 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho8 COGNITIVE MODELS Muitos dos fatores que são incorporados em alguns sistemas de simulação psicológica, como os mecanismos de processamento de memória, a curto prazo. Muitos dos fatores que são incorporados em alguns sistemas de simulação psicológica, como os mecanismos de processamento de memória, a curto prazo. Modelando fielmente tal fenômeno em um módulo especialista, acrescenta um fardo computacional. Modelando fielmente tal fenômeno em um módulo especialista, acrescenta um fardo computacional. Argumenta que o sistema tutorial, dependendo das suposições cognitivas, do nível do algoritmo, não dá para implementar. Argumenta que o sistema tutorial, dependendo das suposições cognitivas, do nível do algoritmo, não dá para implementar. O nível do algoritmo refere-se ao alto nível de especificação de computação mental. O nível do algoritmo refere-se ao alto nível de especificação de computação mental.

9 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho9 COGNITIVE MODELS Na discussão dos sistemas cognitivos é útil a discussão dos tipos de conhecimentos necessários em um tutorial: Na discussão dos sistemas cognitivos é útil a discussão dos tipos de conhecimentos necessários em um tutorial: O domínio de cálculos na solução de problemas, quando o maior conhecimento para ser comunicado é processual (é o conhecimento que possui hoje para executar a tarefa). O domínio de cálculos na solução de problemas, quando o maior conhecimento para ser comunicado é processual (é o conhecimento que possui hoje para executar a tarefa). Há o domínio chamado geográfico onde a meta do tutor é carregar o conhecimento declarativo na forma de jogo apropriado e organizado de forma que eles podem interagir entre si. O conhecimento declarativo ao contrário do conhecimento processual em que este é mais geral e não é específico para uso particular. Há o domínio chamado geográfico onde a meta do tutor é carregar o conhecimento declarativo na forma de jogo apropriado e organizado de forma que eles podem interagir entre si. O conhecimento declarativo ao contrário do conhecimento processual em que este é mais geral e não é específico para uso particular. O terceiro é o conhecimento casual e é a forma de modelos qualitativos sobre os dispositivos que permitem reação de comportamento em relação ao dispositivo. O terceiro é o conhecimento casual e é a forma de modelos qualitativos sobre os dispositivos que permitem reação de comportamento em relação ao dispositivo.

10 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho10 PROCEDURAL KNOWLEDGE A relativa habilidade para o modelo do conhecimento processual deve estar sendo resolvido por um lote de importação de idéias. A relativa habilidade para o modelo do conhecimento processual deve estar sendo resolvido por um lote de importação de idéias. A representação padrão quase que uniformemente tem sido o tipo de regra básica do sistema no sistema especialista. A representação padrão quase que uniformemente tem sido o tipo de regra básica do sistema no sistema especialista. Estas regras básicas tem levado aos tutores de: Estas regras básicas tem levado aos tutores de: LISP TUTOR, TUTOR DE ENGENHARIA, ALGEBRA e a modelos de sistemas LEEDS e outros. LISP TUTOR, TUTOR DE ENGENHARIA, ALGEBRA e a modelos de sistemas LEEDS e outros. O tipo dominante de sistema de regra básica induz a forma de produção de sistemas e existem bons modelos que resolvem problemas do homem. O tipo dominante de sistema de regra básica induz a forma de produção de sistemas e existem bons modelos que resolvem problemas do homem. Embora existam variações na produção de modelos de sistemas, todos envolvem a regra SE-ENTÃO. Embora existam variações na produção de modelos de sistemas, todos envolvem a regra SE-ENTÃO.

11 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho11 PROCEDURAL KNOWLEDGE Um dos recentes avanços na produção de modelos de sistemas tem sido um JOGO DE IDÉIAS PARA MODELAR A APREDIZAGEM HUMANA DENTRO DESTES MODELOS. Um dos recentes avanços na produção de modelos de sistemas tem sido um JOGO DE IDÉIAS PARA MODELAR A APREDIZAGEM HUMANA DENTRO DESTES MODELOS. Este é um excitante potencial para os sistemas tutores inteligentes porque o prospecto ensinando pode tomar suas decisões através de simulações ou aprendizagem do estudante. Este é um excitante potencial para os sistemas tutores inteligentes porque o prospecto ensinando pode tomar suas decisões através de simulações ou aprendizagem do estudante. O uso da aprendizagem pela simulação nos sistemas tutoriais é um caminho, tornando-se ma possibilidade excitante. O uso da aprendizagem pela simulação nos sistemas tutoriais é um caminho, tornando-se ma possibilidade excitante. Estes componentes de aprendizagem tendem a ser muito caros computacionalmente. Estes componentes de aprendizagem tendem a ser muito caros computacionalmente.

12 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho12 DECLARATIVE KOWLEDGE As forças e fraquezas do conhecimento processual são derivadas do fato de que são de uso específico. As forças e fraquezas do conhecimento processual são derivadas do fato de que são de uso específico. Em algum momento o conhecimento declarativo mais generalizado pode ser desejado. Em algum momento o conhecimento declarativo mais generalizado pode ser desejado. Em muitos casos nós desejamos que estudantes entendam os princípios básicos, o domínio dos fatos e a razão desta generalidade, mas não é concebível que o estudante tenha facilidade de particularizar uma aplicação do conhecimento. Em muitos casos nós desejamos que estudantes entendam os princípios básicos, o domínio dos fatos e a razão desta generalidade, mas não é concebível que o estudante tenha facilidade de particularizar uma aplicação do conhecimento. Este não é o caso do ensinamento processual e o ensinamento declarativo serem mutuamente incompatíveis. Este não é o caso do ensinamento processual e o ensinamento declarativo serem mutuamente incompatíveis.

13 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho13 DECLARATIVE KOWLEDGE Podemos querer ter um aluno para ser ambas com as regras do domínio do problema e articular sobre as justificativas das regras. Podemos querer ter um aluno para ser ambas com as regras do domínio do problema e articular sobre as justificativas das regras. Isto parece ser o caso do domínio do diagnóstico médico Isto parece ser o caso do domínio do diagnóstico médico Outra necessidade do ensinamento declarativo está ilustrado no LISP TUTOR para o qual nós temos criado um especial livro de textos. Outra necessidade do ensinamento declarativo está ilustrado no LISP TUTOR para o qual nós temos criado um especial livro de textos. O projeto SCHOLAR foi anteriormente um exemplo de um projeto do qual a meta foi comunicação da informação. O projeto SCHOLAR foi anteriormente um exemplo de um projeto do qual a meta foi comunicação da informação. (Funcionamento semelhante ao Hipertexto). (Funcionamento semelhante ao Hipertexto).

14 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho14 QUALITATIVE PROCESS MODELS Uma terceira categoria de módulo especialista cujo conhecimento está abaixo de nossa habilidade para mentalmente simular razão sobre processo dinâmico. Uma terceira categoria de módulo especialista cujo conhecimento está abaixo de nossa habilidade para mentalmente simular razão sobre processo dinâmico. Como notado anteriormente este é um importante componente da habilidade para empenhar dificuldade de comportamento envolve argumentação por estrutura casual dos dispositivos para achar dificuldade em potencial. Como notado anteriormente este é um importante componente da habilidade para empenhar dificuldade de comportamento envolve argumentação por estrutura casual dos dispositivos para achar dificuldade em potencial. Modelos de razão qualitativos estão relativamente no estado imaturo comparado com o esquema e regras baseadas no formalismo da inteligência artificial. Modelos de razão qualitativos estão relativamente no estado imaturo comparado com o esquema e regras baseadas no formalismo da inteligência artificial. Um número notável de esforço de pesquisa. Um número notável de esforço de pesquisa.

15 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho15 BASIC RESEARCH ISSUES Embora, certamente, tenha sido dramático o progresso de como construir um module especialista sistema de tutoramento, nós necessitamos de uma grande porção de pesquisa básica, antes que a construção dos módulos especialistas possa progredir com um empreendimento de engenharia. Embora, certamente, tenha sido dramático o progresso de como construir um module especialista sistema de tutoramento, nós necessitamos de uma grande porção de pesquisa básica, antes que a construção dos módulos especialistas possa progredir com um empreendimento de engenharia. Como nós vimos no trabalho dos sistemas especialistas há uma limitação real usando o trabalho da inteligência artificial, como tem progredido sem a preocupação da fidelidade cognitiva. Como nós vimos no trabalho dos sistemas especialistas há uma limitação real usando o trabalho da inteligência artificial, como tem progredido sem a preocupação da fidelidade cognitiva. Nós ainda precisamos afundar nossa compreensão nos processos cognitivos e como eles podem ser modelados. Nós ainda precisamos afundar nossa compreensão nos processos cognitivos e como eles podem ser modelados.

16 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho16 NEAR-TERM GOALS É relativamente pequena a atividade que está ocorrendo em inteligência tutorial, no sentido de adquirir bastante conhecimento básico para construir,sistemas de inteligência tutorial. É relativamente pequena a atividade que está ocorrendo em inteligência tutorial, no sentido de adquirir bastante conhecimento básico para construir,sistemas de inteligência tutorial. Na opinião do autor a única área em se pode desenvolver bons modelos cognitivos, como parte dos tutores inteligentes é a de sistemas de regras básicas para tratar algoritmicamente os domínios. Na opinião do autor a única área em se pode desenvolver bons modelos cognitivos, como parte dos tutores inteligentes é a de sistemas de regras básicas para tratar algoritmicamente os domínios.

17 17/08/06 O Módulo Especialista José Cláudio de Almeida Filho17 NEAR-TERM GOALS Estes domínios incluem matemática de escola de nível superior ou colégio júnior, ciências básicas, como física, eletricidade básica e eletrônica, engenharia e estatística, introdução á programação e uso de pacotes como o LOTUS 1-2-3. Estes domínios incluem matemática de escola de nível superior ou colégio júnior, ciências básicas, como física, eletricidade básica e eletrônica, engenharia e estatística, introdução á programação e uso de pacotes como o LOTUS 1-2-3. Não significa dizer que o desenvolvimento nestes domínios será barato, sendo certamente necessário utilizar centenas de horas de análise e codificação do módulo especialista na construção de um tutor completo. Não significa dizer que o desenvolvimento nestes domínios será barato, sendo certamente necessário utilizar centenas de horas de análise e codificação do módulo especialista na construção de um tutor completo. Outra área que pode ter desenvolvimento a curso prazo é o uso de módulos especialistas fora da estante desenvolvidos em caixas pretas., ou desenvolvido fora do conhecimento da engenharia tradicional ou inteligência artificial. Outra área que pode ter desenvolvimento a curso prazo é o uso de módulos especialistas fora da estante desenvolvidos em caixas pretas., ou desenvolvido fora do conhecimento da engenharia tradicional ou inteligência artificial.