EDUCAÇÃO AMBIENTAL SUPORTADA POR UM AMBIENTE DE ENSINO INTELIGENTE UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS - UFAL DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO MESTRADO EM MODELAGEM COMPUTACIONAL DO CONHECIMENTO Prof. DR. Evandro de Barros Costa Prof. DR. Frederico Luiz Gonçalves de Freitas ALLAN GOMES DOS SANTOS rraav5@yahoo.com.br mcc007.allangomes.CJB.NET MACEIÓ/2004.

Roteiro OBJETIVO PROPOSTAS FATORES MOTIVADORES DO TRABALHO CONCEPÇÃO DO MULTI-ECOLÓGICO USO DE SMA NO PROJETO DE SOFTWARE EDUCACIONAL ESTRUTURA DO AMBIENTE ARQUITETURA DO SISTEMA CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Objetivo ( Interface Gráfica )

Propostas Proposta do Artigo: Proposta do Seminário: Apresentar o “Multi-Ecológico”, um ambiente de aprendizagem inteligente que simula um lago, com plantas, diferentes tipos de peixes e pequenos animais. Proposta do Seminário: Mostrar o projeto “Multi-Ecológico”, que nos permite criar um ambiente para investigar aspectos relacionados com as técnicas de IA (Sistemas Multiagentes) e suas implicações sob o ponto de vista pedagógico.

Fatores Motivadores do Trabalho Experiência anteriores em desenvolvimento de software educacionais. Busca da melhoria da qualidade do software educacional e ampliação de suas potencialidades técnicas e pedagógicas. Maior interação entre o aluno tutor artificial ( computador ) Arquitetura Monolítica => Arquitetura Modular ( Estrutura única ) ( Conhecimento e Forma de Manipulá-lo separados ) Novos paradigmas de programação Paradigmas de Agentes para pesquisar os aspectos dinâmicos da interação entre o tutor artificial e o aluno. Novas possibilidades de investigação fossem disponibilizadas aos pesquisadores da AIED

Arquitetura Clássica

Concepção do sistema Multi-Ecológico Baseado em agentes: Agentes reativos: são todos aqueles que sofrem as ações dos elementos poluidores e reagem conforme foram modelados. agentes cognitivos ( interno e externo): são aqueles que se utilizam de estratégias para agirem e possuem um conhecimento do ambiente. O sistema utiliza uma arquitetura de IAD, composta por uma sociedade de agentes que trabalham para atingir um objetivo comum. Servindo se da biblioteca DJGPP, rodando em uma arquitetura de 32 bits, utilizando C/C++ para plataforma Intel 80386 ou supeior, servindo-se do ambiente DOS

Distribuição de Objetos

USO DE SMA NO PROJETO DE SOFTWARE EDUCACIONAL O uso da técnica de IA no desenvolvimento de software educacional estão presente em diferentes grupos de pesquisa. PAT ( Practical Algebra Tutor) - Koedinger e Anderson 1995 Ensino da Linguagem SQL - Mitrovic, 1998 Ensino de orientação a objetos - Azevedo e Tavares, 1998 A abordagem de novas metodologias com múltiplos domínios, através do uso de agentes, possibilita: o desenvolvimento de diferentes raciocínio e a integração de várias ações para alcançar um determinado objetivo comum um novo comportamento do usuário Uma sociedade de agentes para aprender e ensinar pode ser a solução para a construção de ambiente de ensino e aprendizagem se os agentes trabalham de uma maneira inteligente e autonôma para alcançar seus objetivos um exemplo é o uso de diferentes estratégias para obter a solução para um problema específico

O PROJETO MULTI-ECOLÓGICO (ESTRUTURA DO AMBIENTE VERSÃO O Multi-Ecológico é uma versão ampliada e revisada de um projeto interdisciplinar denominado Eco-Lógico. FATORES DECISIVOS PARA USO SMA Ambiente que permite resolução de um problema onde o conhecimento está distribuídos nos seus participantes Características lúdicas (interface gráfica) FUNCIONAMENTO Configuração inicial do jogo ( elementos que irão causar poluição no lago e personagem) Desafio do aluno é manter o equilíbrio e combater a ação dos elementos poluidores através das ferramentas que cada personagem possui Período duração do jogo é de 10 minutos (acordo planejamento)

Elementos Externos

Personagens e Suas Ferramentas

Estrutura do Ambiente ELEMENTOS (Agentes do cenário): Peixes: três grupos A, B e C, onde o peixe C se alimenta de A, o peixe A se alimenta de microorganismo e o peixe B se alimenta de plantas. O número de peixes nadando é indicador que o sistema está sob controle e o ecossistema mantém em equilíbrio Plantas e Microorganismos: o número destes elementos que habitam a água demonstram situação de equilíbrio. Seguem um modelo de reprodução (quando ambiente em equilíbrio) ou sofrem os efeitos dos diferentes poluentes. Ecologista e aluno: o agente ecologista controla efeitos causados usando as ferramentas de seus personagens; se o aluno não age o ecologista também não age e espera a ação do aluno; a interferência do ecologista ocorre sempre no sentido de auxiliar o aluno, mas sempre a partir da tomada de decisão que ele fez; o jogo é atualizado a cada ação do aluno ou após 30 segundos; as possíveis ações que o aluno pode obter mudam de acordo com o personagem que ele seleciona. Ecômetro: instrumento visual que monitora as condições do ambiente, isto através de cores: Verde (em equilíbrio o ambiente), Amarelo ( sinal de alerta o ambiente) e Vermelho ( ambiente em total desequilíbrio).

Estrutura do Ambiente ( Continuação ) Objetivos do processo de simulação: Representar os resultados positivos e negativos das ações do aluno e do Ecologista Resultado torna-se menos importante ao se observar a importância no estado cognitivo do aluno Fornece um “Feedback” de informações incluindo todas as ações e decisões do aluno e do ecologista Auxilia na conscientização e educação da necessidade do homem preservar o seu planeta e seu meio A interface utiliza ilustrações e uma linguagem simples para reduzir o custo cognitivo que pode acontecer em aplicações multimídia A análise de estratégias e suas consequências e as mudanças na maneira de selecionar e adotar a estratégia (todas elas previamente definidas) fazem o ambiente trabalhar de diferentes maneiras para fornecer a interação entre o tutor artificial e o aluno.

Figura 1: A interface do sistema

Figura 2: Distribuição dos agentes no ambiente Aluno 1 Agente personagem 1 Agente personagem 2 Ecologista (Agente Tutor) Elementos do cenário Aluno 2 Ambiente

ARQUITETURA DO SISTEMA O ambiente é uma sociedade heterogênea fechada, baseada em um controle distribuído entre seus diferentes tipos de agentes; Agentes reativos: são aqueles que sofrem as ações dos elementos poluidores e reagem conforme foram modelados; Agentes cognitivos: são aqueles que se utilizam de estratégias para agirem e possuem um conhecimento do ambiente. Estes se baseam em objetivos, tendo como principal a manutenção do equilíbrio ecológico; Esta divisão entre agentes cognitivos e reativos se dá mais por razões didáticas; A comunicação entre os agentes cognitivos e reativos é baseada na troca de mensagens, executada através de um protocolo simples: remetente / receptor (endereço) / mensagem (ações que serão executadas); O sistema trabalha com tipos de agentes cognitivos ( aluno e Ecologista) Ecologista não antecipa estratégias que serão usadas, mas deve trabalhar em cooperação mútua com o aluno; Ecologista (agente tutor) é inserido no ambiente usando seu conhecimento e habilidade de controle da poluição através da ativação das ferramentas do seu personagem, recebendo informação do ambiente através de sensores; a arquitetura do agente Ecologista existem planos de ação, crenças e intenções modeladas de acordo com um critério específico: planos de ação: informação coletadas de especialistas crenças: conhecimento acerca do ambiente (estado mental do agente) intenções: ações executadas

CONSIDERAÇÕES FINAIS O projeto do Multi-Ecológico permitiu criar um ambiente para investigar aspectos relacionados com as técnicas de IA (SMA) e suas aplicações sob o ponto de vista pedagógico; O projeto em comparação com outros ambientes apresenta aspectos inovadores tanto na sua concepção, modelagem (uso de sistemas multiagentes) e forma de interação com o aluno; e O projeto e sua implementação envolveram um grande número de pessoas de diferentes áreas e trabalhando de forma inter e multidisciplinar.

PROJETO MULTI-ECOLÓGICO INSTALAÇÃO PROJETO MULTI-ECOLÓGICO www.inf.pucrs.br/~giraffa/lucia.html SEMINÁRIO www.mcc007allangomes.cjb.net

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GIRAFFA, Lucia M; NUNES, Maria A; VICCARI, Rosa M. Educação Ambiental suportada por um ambiente de Ensino Inteligente.Rio Grande do Sul: PUCRS,1998. FRIGO, Luciana; POZZEBON, Eliana;BITTENCOURT, Guilherme. O papel dos agentes inteligentes nos sistemas tutores inteligentes. Santa Catarina: UFSC, 2004. HUBNER, Joni; SICHMAN, Jaime; BECERRA, Jorge. Aplicação da arquitetura de objetos distribuídos em sistemas Multi-Agentes. São Paulo: USP. Agentes Inteligentes de software, Mineo. COSTA, Marcelo T. Inteligência Artificial no ensino> Capitulo II.

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