Integração do Humor do Aluno no Ambiente Virtual de

Integração do Humor do Aluno no
Ambiente Virtual de Aprendizagem ROODA
por
Patricia Alejandra Behar
Magda Bercht
Magalí Teresinha Longhi
-------------------------------------------------------------Programa de Pós-Graduação em Informática na Educação
Centro Interdisciplinar de Novas Tecnologias na Educação
Paulo Gama, 110 - Predio 12105 - Anexo 1 Reitoria
Núcleo de Tecnologia Digital aplicada à Educação (NUTED) - 4 andar
90040-060 - Porto Alegre, RS, Brasil
Fone com: 3308 3901
Fax: 3316 3997
Contato: [email protected]
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Resumo
Este estudo busca incorporar dimensões afetivas no ambiente ROODA [BEH2005]. O
ROODA é um ambiente virtual de aprendizagem desenvolvido pelo NUTED
Núcleo de
Tecnologia Digital aplicada a Educação/UFRGS, e que foi selecionado como uma das plataformas
oficiais de Educação a Distância da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Especificamente,
este estudo visa o desenvolvimento e implementação de funcionalidades que considerem as
emoções do aluno, envolvidas em uma interação de ensino e aprendizagem. Para tanto, duas
formas de prover estas características são previstas: através de um agente animado com
comportamentos afetivos e da disponibilização de novas opções para o ambiente ROODA que
permitam ao professor a tomada de decisões para suas ações pedagógicas baseadas em
aspectos e fatores afetivos inferidos da interação com os alunos.
1. Introdução
A pesquisa da Inteligência Artificial aplicada na Educação tem se mostrado muito ativa,
mas, devido a atual visão sobre os processos de ensino e aprendizagem humana e ao advento de
novas tecnologias para implantação de salas de aulas e mundos virtuais, permitindo uma nova
interação social mediada por computadores, impõem-se novas abordagens para os sistemas e
ambientes virtuais de educação. A avaliação do processo de ensino e aprendizagem deve ir além
da verificação do atingimento dos objetivos em relação ao conteúdo, levando em consideração o
afeto e as emoções subjacentes do aluno em interação, visto elas interferem profundamente nos
processos mentais (memória, raciocínio, atenção, ...), o que pode auxiliar ou prejudicar a
aprendizagem (em Damásio [DAM2000], Bercht [BER2001], Piaget [PIA1989]).
Ao se tratar de sistemas que se relacionam com o homem, a essência da funcionalidade
da computação, está-se referindo a um mesmo sujeito, o sujeito que age e raciocina sobre o
mundo. Sendo assim, a saída para um sistema adaptativo e funcionalmente eficiente nas
interações humanas deve ser buscada na integração da emoção. Um outro fator fundamental à
aprendizagem é a motivação. A motivação é a razão da ação. É esta que impulsiona as
necessidades, interesses, desejos e atitudes particulares dos sujeitos.
Verifica-se que poucos sistemas computacionais de ensino e aprendizagem consideram as
emoções do aluno em interação, apesar da importância dos afetos na aprendizagem. Logo, este
projeto busca incorporar dimensões afetivas no ambiente ROODA [BEH2004a]. O ROODA é um
ambiente virtual de aprendizagem desenvolvido pelo NUTED
Núcleo de Tecnologia Digital
aplicada à Educação, da Faculdade de Educação e integrado ao CINTED Centro de Estudos
Interdisciplinares de Novas Tecnologias e que faz parte do projeto de EAD da Universidade
Federal do Rio Grande do Sul. Atualmente está sendo utilizado por mais de 20.000 usuários em
368 cursos de graduação da UFRGS.
Assim, trata-se de um trabalho de pesquisa a ser desenvolvido nos próximos anos e que
considera como hipótese central que é possível identificar as mudanças de estado de humor
durante as trocas efetivadas em ambientes virtuais de aprendizagem. Assim, aponta-se para
uma melhor estratégia de condução das ações pedagógicas, especialmente no que se refere
a um suporte afetivo mais adequado para o aprendizado. A partir dela, originam-se as
seguintes hipóteses específicas:
a) É possível identificar os estados de humor através de ferramentas de interação
síncrona/assíncrona do ambiente virtual de aprendizagem.
b) É possível construir um perfil dinâmico do estado de humor do aluno a partir das
diversas interações com colegas e professor no ambiente virtual.
c) É possível o uso de agentes pedagógicos afetivos e comunicativos para potencializar a
aprendizagem do conteúdo, auxiliar na tomada de decisão e no senso de organização
do aluno, formulando estratégias afetivas de aprendizagem personalizadas.
2. Objetivos
O objetivo geral deste projeto consiste na identificação dos principais estados de humor
envolvidos nas interações no ambiente virtual de aprendizagem ROODA. Logo, este projeto
apresenta subsídios teóricos para a integração de um agente pedagógico afetivo e comunicativo
no sistema ROODA. Entende-se que este permita considerar as dimensões afetivas dos alunos a
partir da identificação dos estados de humor durante a interação (ou não) nas ferramentas
síncronas/assíncronas do ambiente. Logo, o agente tem por função, além de promover emoções
positivas no aluno (no sentido de motivá-lo), subsidiar o professor/formador em sua atuação
2
pedagógica no que se refere aos estados de humor do aluno com relação a aprendizagem de um
conteúdo.
A partir do objetivo geral, decorrem outros objetivos mais específicos, quais sejam:
a) Distinguir quais estados de humor podem ser percebidos e são significativos na
interação do aluno no ambiente virtual de aprendizagem ROODA.
b) Determinar os mecanismos que devem ser usados para reconhecer os estados de
humor do aluno considerando sua interação no ambiente virtual de aprendizagem.
c) Avaliar os eventos e ferramentas do ambiente virtual de aprendizagem que provocam
mudanças no estado de humor do aluno.
d) Identificar ou propor um modelo de inferência dos estados de humor.
Estabelecer as táticas afetivas de aprendizagem e as ações que deverão ser empregadas
no ROODA.
A próxima seção apresenta uma revisão da literatura das áreas que norteiam o presente
projeto: o ambiente de aprendizagem ROODA, agentes pedagógicos animados e comunicativos,
computação afetiva e estados de humor e motivacional a serem aplicados em ambientes virtuais
de ensino e aprendizagem.
3. Fundamentação Teórica
3.1
O Ambiente Virtual ROODA
O ROODA (Rede cOOperativa De Aprendizagem) é um Ambiente Virtual de Aprendizagem
(AVA) disponível online na Web no endereço http://www.ead.ufrgs.br/rooda. Esta plataforma tem
como meta principal a mudança de paradigma educacional a partir da interação e cooperação dos
usuários em ambientes virtuais de aprendizagem, sendo por isso centrado no usuário e
valorizando o processo de cooperação.
Para Behar [BEH2005] o objetivo desta plataforma é oferecer possibilidades através de
recursos na Web, para que os usuários (professores, monitores e alunos) construam um trabalho
cooperativo, através de interações virtuais e sociais, transformando seu modo de pensar a partir da
convivência e da troca entre alunos e professores.
O ROODA faz parte de um projeto de pesquisa, em constante processo de construção.
Cabe destacar que muitas mudanças já ocorreram com o objetivo de acrescentar novas
funcionalidades e aperfeiçoar a sua performance. Este ambiente foi reconhecido institucionalmente
e passou a fazer parte, em 2004, do projeto de Educação à Distância da UFRGS, como uma das
plataformas oficiais de aprendizagem. Esta segue a filosofia de software livre, foi modelada em
UML e implementada com GNU/LINUX e em linguagem PHP.
Segundo Behar [BEH2005], o diferencial deste ambiente é a plataforma multi-cursos com a
área de trabalho centrada no aprendiz, ou seja, o usuário acessa todas as turmas em que
participa, evitando que tenha que se logar no ambiente cada vez que vai para um curso ou uma
turma diferente. Um outro aspecto é a possibilidade de interação social menos formal: a ferramenta
A2, por exemplo, propicia a troca de mensagens instantâneas entre os aprendizes. É importante
acrescentar, ainda, que o ROODA apresenta a possibilidade de compartilhamento de produções
coletivas, ou seja, o usuário cria uma produção e pode incluir colegas para a sua equipe de
trabalho. A partir disso, a produção aparece na área de trabalho de todos os membros e qualquer
alteração realizada por um, reflete para todos, entre outros aspectos a serem descritos a seguir.
3
3.1.1
A pedagogia do ROODA
É importante destacar os conceitos-chave que direcionaram o projeto pedagógico do
ambiente. A seguir, são apresentadas as proposições em que o ROODA se baseia:
a aprendizagem é considerada como uma mudança estrutural que ocorre na
convivência, no encontro entre os usuários;
a troca/interação se tornam indispensáveis para a construção de conhecimento;
a cooperação favorece o surgimento de conflitos sócio-cognitivos dentro de um grupo
(pensar no ponto de vista de outro, se perturbar, descentrar, se equilibrar e re-equilibrar);
o usuário deve possuir autonomia para experimentar suas escolhas, sendo um agente
ativo no processo de aprendizagem;
a liberdade de acesso a tudo, ou seja, toda a produção dentro do ambiente deve estar
aberta a todos, pois o conhecimento não é propriedade individual;
a avaliação deve ser realizada durante todo o processo de aprendizagem, com o
objetivo de acompanhar e orientar o aluno;
o estudante deve participar da sua avaliação como forma de tomar consciência da sua
aprendizagem;
não deve haver uma planificação dos objetivos a serem atingidos pelos alunos.
Conforme Behar [BEH2004a] ...cada um estabelece junto com o professor onde deseja e
pode chegar, de acordo com suas necessidades .
Como vantagens do ROODA, podem ser destacadas as seguintes características: (1) ser
centrado no usuário; (2) configuração do sistema e personalização da interface gráfica; (3) ser
concebido dentro de um paradigma interacionista-construtivista; (4) possibilidade de adaptação a
um modelo educacional mais de acordo com a metodologia de trabalho do professor; e (5)
disponibilizar uma consistente documentação para o usuário. Dentro da sua proposta de
institucionalização, o ambiente foi integrado ao Centro de Processamento de Dados (CPD) da
universidade. Assim, o login de entrada ao sistema é o mesmo que se utiliza no sistema UFRGS
(portal do servidor/aluno). Além disto, os professores que desejam ministrar as suas disciplinas a
distância, notificam o CPD através do portal da universidade e, automaticamente, quando entram
no ROODA, as terão visíveis na sua área de trabalho, junto com a lista dos alunos matriculados.
Com a intensa utilização do ROODA na UFRGS, novas demandas estão sendo definidas,
contribuindo para o seu constante aperfeiçoamento. Assim, propõe-se a inclusão de novas
funcionalidades, como detalhado no presente projeto.
3.1.2
Interface Gráfica
A Interface gráfica do ambiente busca oferecer uma agradável experiência estética, além
de permitir uma navegação intuitiva e rápida. Dessa forma, delinearam-se os modelos a serem
seguidos e os aspectos a serem inovados na sua produção gráfica, visando ampliar a interação
entre professores, monitores e alunos. Em relação a adaptabilidade, o ambiente pode ser montado
e customizado pelo professor a partir dos objetivos educacionais perseguidos.
Em relação ao design, os usuários encontram três temas a escolher de interface
disponíveis para uso. Todos os temas apresentam imagens, textos e botões exatamente nas
mesmas posições, facilitando o uso da interface e, também, seguem os critérios da classificação
proposta para o ambiente. De acordo com [BEH2004a] nos três temas buscou-se tratar todas as
imagens para que facilitassem o carregamento das mesmas, mesmo em conexões por banda
estreita. Este tipo de design tem como objetivo facilitar a navegação pelo ambiente, oferecendo
diversas formas de acesso às funcionalidades, proporcionando assim, a integração das mesmas.
4
3.1.3
Funcionalidades do ROODA
A partir das pesquisas realizadas com as versões anteriores do ROODA e com softwares
livres disponíveis na Internet, algumas funcionalidades contidas nas versões anteriores foram
reformuladas e novas funcionalidades foram desenvolvidas. Na versão atual em fase de teste na
UFRGS, tem-se um total de 21 funcionalidades, divididas entre funcionalidades gerais (11) e
específicas (11). Estas funcionalidades são descritas a seguir [BEH2005].
Funcionalidades Gerais
A2: lista os usuários conectados no momento e possibilita a comunicação síncrona entre
eles, onde apenas os colegas e professores das disciplinas e produções são listados.
Apresenta também a opção de salvar localmente uma das mensagens trocadas.
Compromissos: oportuniza a organização de compromissos acadêmicos e pessoais em
uma agenda através da adição, exclusão e edição dos mesmos. Para tanto, é
apresentada uma organização cronológica que pode ser visualizada por dia, semana,
mês ou ano, possibilitando o acesso ás atividades publicadas.
Configurações Pessoais: possibilita ao usuário configurar as outras funcionalidades de
acordo com suas preferências, o que altera o padrão do sistema e cria seu próprio
padrão.
Contatos: lista os dados pessoais dos outros usuários e possibilita o envio de
mensagens para os mesmos. Estes contatos são organizados nas abas Pessoais,
Disciplinas e Produções.
Dados Pessoais: informações sobre o usuário conforme formulário disponível no
ambiente em forma de crachá, onde cada usuário pode editar as suas informações.
Diário de Bordo: utilizado para acompanhamento dos registros do processo de
aprendizagem do aluno, com possibilidade de inserção de comentários pelo
aluno/professor, ou seja, quando o usuário envia sua mensagem pode configurá-la para
que fique visível somente para o professor ou para professor e colegas.
Disciplinas: acesso à página principal e às disciplinas das quais participa, mural geral e
lembretes.
Lembretes: anotações de uso pessoal, onde cada usuário tem acesso somente ao seu
lembrete, aparecendo a data e hora de envio.
Mural: apresenta dois tipos de murais: o mural geral, que apresenta recados rápidos; o
mural específico da disciplina, que disponibiliza mensagens enviadas pelo professor.
Produções: funcionalidade que oferece recursos disponibilizados pelo ambiente para a
construção coletiva de trabalhos, onde a produção pode ser um projeto, um trabalho
coletivo ou um grupo de estudos, visto que os sujeitos podem compartilhar arquivos e
idéias. Quando uma produção é criada, tem-se acesso ao Diário da Produção, que
possibilita o registro do processo de grupo.
Webfólio: o usuário pode publicar e organizar suas produções no formato de páginas
para a Web, a fim de possibilitar a socialização das mesmas. Os arquivos publicados
podem ser disponibilizados apenas aos professores ou a todos (professores e colegas),
sendo que esses podem postar comentários referentes aos trabalhos.
Funcionalidades Específicas
Gerência da Disciplina: ativa/registra dados da disciplina e habilita funcionalidades,
sendo que somente o professor tem acesso a essa funcionalidade.
5
Aulas: oportuniza a montagem das atividades/aulas pelo professor/monitor através da
publicação e/ou criação de páginas para Web, bem como o acesso às mesmas pelos
alunos
Exercícios: criação de exercícios objetivos e dissertativos pelo professor/monitor e a
resolução dos mesmos pelos alunos
Bate-Papo: comunicação síncrona em grupos e entre duas pessoas. Existe a
possibilidade de consulta a salas salvas no sistema.
Biblioteca: organização de materiais disponibilizados dentro da disciplina. O professor
pode selecionar os materiais da biblioteca de sua disciplina e também configurar para
que os alunos enviem materiais. Entretanto, para inserção de arquivos na biblioteca, é
necessário o preenchimento de um formulário com as informações que ficarão
disponíveis na funcionalidade.
Conceitos: registro dos conceitos/notas e comentários. Existe um link para editar a
tabela com as notas, onde o aluno encontra as informações disponibilizadas pelo
professor.
Enquête: realização de pesquisas de opinião com pergunta e respostas organizadas
pelo professor. É escolhida uma questão para debate seguidas de opções a serem
marcadas, podendo vinculada a um tópico de fórum e possuir um link para o mesmo.
Lista de Discussão: lista de endereços eletrônicos de alunos/professores de uma
mesma disciplina. Esta lista funciona por meio do ambiente, porém a mensagem é
enviada ao endereço de e-mail cadastrado, podendo ser respondida pelo próprio e-mail
ou pelo Rooda.
InterROODA: mecanismo de pesquisa para acompanhamento dos acessos e interações
entre os usuários, divide-se em Geral e Específica da disciplina.
ROODAExata: editor de fórmulas científicas, que contêm símbolos, fórmulas e alfabeto
grego e se encontra incorporada às funcionalidade Aulas, Exercícios, Bate-papo e
Fórum.
ETC: edtor de texto coletivo (em fase de teste e validação).
Esta plataforma apresenta uma importante particularidade, que é a integração das
funcionalidades, tendo como objetivo trabalhar os objetos de estudo de forma contextualizada
através de recursos oferecidos pelo sistema. Dessa forma, busca-se favorecer uma
hipertextualidade ao que é produzido/debatido dentro do ROODA, com links apontando para
diferentes espaços em que se está abordando um tema.
A partir desta breve apresentação do ambiente, mostrar-se-á a importância de incorporar
dimensões afetivas através de um agente pedagógico ao ROODA.
3.2
Agentes Pedagógicos
Agentes pedagógicos são, segundo Lewis Johnson [JOH2000], agentes1 que suportam
aprendizagem humana através da interação com alunos no contexto de ambientes de ensino e
aprendizagem.
Um agente pedagógico, quando responsável pelo planejamento, decisão e execução das
ações pedagógicas, é o sistema educacional propriamente dito, ou até se pode designá-lo como o
1
De acordo com Shoam [SHO1997], um agente de software é uma entidade que funciona
autônoma e continuamente em um ambiente particular sempre habitado por outros agentes e
processos. O termo autonomia não é muito exato e é usado no senso que o agente realiza suas
tarefas sem a constante intervenção de um humano.
6
kernel cognitivo de um Sistema Tutor Inteligente. Pode também ser o componente responsável
em apresentar ou exteriorizar as ações pedagógicas, decididas em colaboração com outros
agentes do ambiente.
Estes podem atuar como tutores virtuais, estudantes virtuais ou companheiros virtuais de
aprendizagem apresentando-se visíveis através de um personagem ou invisíveis, sendo somente
sua atuação observada. Adicionalmente, se estes agentes utilizam recursos multimídia para
apresentar ao usuário um personagem animado são então denominados agentes pedagógicos
animados.
Quando agentes pedagógicos animados estão inseridos em um ambiente virtual de
aprendizagem, ele pode comunicar-se de forma verbal e não verbal; pode demonstrar uma ação
enquanto fala; pode usar a contemplação, afirmação com a cabeça, expressões faciais, que
representam um retorno às declarações do aluno e dão características reais e humanas na
comunicação que se estabelece entre aluno e ambiente, uma vez que caracterizam componentes
naturais do diálogo humano. Assim, um agente pedagógico animado apresenta as vantagens de
aumentar a comunicação entre alunos e computadores, e incrementa a habilidade da máquina
para envolver e motivar o aluno enquanto permanece interagindo no ambiente, conforme Jaques
em [JAQ2004a].
A seguir são apresentados alguns exemplos de agentes pedagógicos animados bi e
tridimensionais.
3.2.1
Agentes Animados 2D
Os agentes animados 2D são personagens modelados graficamente em
2D que interagem com os usuários conforme o domínio de ambiente em que
estão inseridos. A seguir é feita uma apresentação breve dos agentes
pedagógicos animados 2D encontrados na literatura e em projetos em
andamento.
1. Vicent [PAI1998]: é um agente representado na forma de
personagem que tem por finalidade assistir o aluno quando
resolve exercícios auxiliando-o em caso de dificuldade
diagnosticada, produzindo segurança e motivando o aluno a
aprender. Ele provê interatividade e personalização ao sistema,
oferecendo aos alunos a idéia de um tutor amigo. Vincent tem uma
representação gráfica para cada atitude emocional (triste, feliz,
formado, assobiando, malabarismo, negação, relógio, projetando
filme e idéia) alterada conforme a interação e percepções que ele
tem do aluno.
2. Adele2: é um agente pedagógico com aparência de um personagem feminino animado
2D projetado para auxiliar estudantes de medicina e odontologia na resolução de
problemas aplicados em sistemas educacionais de medicina como o de Diagnóstico e
Simulação de UTI. Adele é a sigla de Agent for Distance Education Light Edition e foi
desenvolvido pelo Center for Advanced Research in Technology to Education (CARTE)
do Institute of Sistems Information (ISA) da USC (University of Southern California). Já
existe uma representação tridimensional o personagem Adele.
2
http://www.isi.edu/isd/ADE/ade-body.html
7
3. SmartEgg [SUR1999]: agente pedagógico animado representado na forma de cartoon
desenvolvido para interagir com estudantes no aprendizado de SQL (Strutured Query
Language) pela web num ambiente conhecido por SQL-Tutor.
4. Herman [LES1997a, LES1997b]: é um agente animado pedagógico
2D com aparência de inseto que voa, caminha, deita, se encolhe e
se expande num ambiente 3D conhecido por DESIGN-A-PLANT,
um ambiente de aprendizagem dirigido a crianças que tem por
domínio a botânica e fisiologia onde as mesmas podem plantar e
acompanhar o crescimento e sobrevivência de uma árvore
consideradas as condições ambientais.
3.2.2 Agentes Animados 3D
Agentes autônomos inteligentes e animados podem ser aplicados em diversas áreas do
conhecimento. Apesar de serem inicialmente criados para fins educacionais, às vezes sem corpo
físico , observa-se que a utilização deles em áreas como medicina, jogos e entretenimento estão
provocando novos desafios de pesquisa no que se referem ao comportamento, emoções, etc.
associadas a uma representação visual. Isto caracteriza uma interdisciplinaridade de ciências
atuando onde, por exemplo, as ciências humanas são combinadas a modelos computacionais que
por sua vez são descritos pelas diversas áreas da Ciência da Computação, em particular a
Inteligência Artificial e mais recentemente pela Computação Gráfica. Os agentes animados 3D são
personagens modelados graficamente em um espaço tridimensional e inseridos num mundo virtual
3D. A seguir é feita uma apresentação breve dos agentes animados 3D, alguns de caráter
pedagógico, outros para fins de entretenimento como jogos ou de pesquisa:
1. Steve3: é um agente pedagógico autônomo e animado,
inserido em um sistema de simulação 3D com habilidade de
gesticulação e comunicação verbal. Steve é sigla de (Soar
Training Expert for Virtual Environmet) construído para
auxiliar alunos em cursos de treinamento naval no reparo e
operação de equipamentos pelo Center for Advanced
Research in Technology to Education (CARTE) do Institute
of Sistems Information (ISA) da USC (University of Southern
California).
2. Cosmo [LES 1998]: é um agente pedagógico que habita um ambiente
de aprendizado 3D conhecido por INTERNET ADVISOR que simula
um mundo virtual de roteadores conectados demonstrando e
aconselhando a estudantes qual a melhor maneira de enviar pacotes
para um determinado destino via internet.
3. Projeto EyeCue [LES 1998]: utiliza um agente pedagógico animado,
com as mesmas características visuais do Cosmo, para explicar
como funciona um computador.
4. Projeto OZ4: permite aos participantes-usuário criar e apresentar histórias interativas. O
sistema oferece um módulo para simular o mundo virtual, vários personagens (um
deles é o usuário-particiante conhecido por interactor), teorias
3
http://www.isi.edu/isd/VET/vet-body.html
4
http://www-2.cs.cmu.edu/afs/cs.cmu.edu/project/oz/web/worlds.html
8
de apresentação e um gerenciador da história. A partir
deste sistema foram criados 3 micro-mundos infantis:
The Edge of Intention, Lyotard e The Playground. Nos
dois últimos o ambiente é descrito textualmente ao
participante-usuário que interage com ele digitando as
ações. Já, o micro-mundo The Edge of Intention (ou
The Woggles) é um ambiente computacional habitado
por criaturas elípticas chamadas Woggles. O
participante-usuário controla um dos Woggles enquanto
outros três, conhecidos por Wolf, Shrimp e Bear são controlados pelo computador.
Cada Woggle tem sua própria personalidade, exibe emoções, comportamento social
(seguir o líder, brigas, etc) e reage ao ambiente dinâmico em que estão inseridos.
5. Projeto Teatro Virtual5: faz parte do projeto de pesquisa em Sistemas Inteligentes
Adaptativos da Universidade de Stanford. Os usuários-participantes podem atuar como
elenco, equipe de produção ou técnica de uma companhia de teatro improvisada. Os
agentes inteligentes preenchem papéis não assumidos pelos usuários-participantes.
Como parte das pesquisas do Teatro Virtual, vários projetos foram implementados:
a) Animated Puppets: projeto baseado e adaptado do projeto OZ onde o
participante-usuário controla um woggle enquanto os outros woggles
usam a inteligência para reagir e se comportar no ambiente.
b) CyberCafé: é uma ambiente multiagente textual em que os agentes
interagem como personagens autônomos representados por avatares.
Dois participantes-usuários são os clientes do CyberCafé enquanto os
garçons e funcionários são controlados pelo computador.
c) The Forest Souvage: tem como objetivo de
estudo verificar como agentes podem visitar uma
ambiente virtual de domínios de conhecimento
diferentes e agir naturalmente neles. Os testes
do projeto estão dirigidos às MUD (Multi User
Dungeons
mundos de realidade virtual
baseados em texto também conhecidos por
RPG) e páginas web educacionais em que o
personagem chamado Merlyn age de forma
independente observando o ambiente e as ações do participanteusuário, comunicando-se com ele, sugerindo atividades, etc.
d) Tigrito: o agente é representado por um tigre e
o usuário pode intereagir com ele sendo um
avatar em forma de tigre ou por uma entidade
sem corpo físico . O trabalho está sendo
utilizado como mecanismo de aprendizado de
Inglês ou Espanhol como segunda língua.
e) Master/Servant Scenarios: é um projeto
que estuda como dois agentes
autônomos (Gregor e Otto) interagem um
com outro. Um é agente mestre e outro o
escravo que conhecem o ambiente em
5
http://www.ksl.stanford.edu/projects/cait/index.html
9
que vivem e seus papéis dentro dele (que podem mudar: o escravo ser
mestre e vice-versa). Os vários cenários testam seus comportamentos
e variações emocionais estimuladas pelo computador.
Logo, um agente pedagógico animado deve possuir similaridades com um agente humano,
apresentando características humanas como ter expressões faciais que representem estados
emocionais do agente, ter postura ou linguagem corporal que melhore a comunicação, tornando-a
o mais próximo do real possível, para criar empatia com o aluno, maior sintonia e credibilidade
(parecer mais real).
Agentes inteligentes (pedagógicos ou não) que possuem uma representação gráfica
personificada e que incorporam aspectos humanos como afetividade, cognição, sociabilidade e a
capacidade de reconhecer e reproduzir uma comunicação verbal e não-verbal são conhecidos na
literatura como Embodied Conversational Agents (ECA).
Definido por Cassel [CAS1999], um ECA é um agente essencialmente comunicativo que
imita o ser humano na forma de como usa o corpo, em que reage emocionalmente e em que
conduz diálogos. Na prática, um ECA percebe os objetos em seu ambiente através de sensores
(por ex.: visuais, táteis, auditivos, etc.); a ação a ser realizada é determinada a partir da estrutura
cognitiva gerada em função das percepções registradas. Já um Pedagogical Embodied
Conversational Agent (PECA) é um agente pedagógico comunicativo do tipo tutor virtual que
suporta processos personalizados de aprendizagem através da aplicação empírica de estratégias
pedagógicas [DOS2005]. Um PECA deve possuir expertise em um domínio de conhecimento e
compreender as necessidades do aluno para melhor direcioná-lo nos conceitos ou nas tarefas
mais complexas.
3.3
Computação Afetiva
O campo da Inteligência Artificial que pesquisa sobre emoção em computadores é
chamado de Computação Afetiva (Affective Computing). Picard [PIC1997], quem, cunhou tal termo,
define Computação Afetiva como a área que congrega as pesquisas da aplicabilidade da
afetividade em sistemas não-biológicos, ou seja, o uso das emoções em diferentes aspectos nos
sistemas computacionais, desde o controle até a personalização de interfaces, da simulação de
sistemas com emoções à representação de emoções, do estudo das emoções através de sistemas
até pesquisas que envolvem emoções nas interações Homem-Máquina. Nisto, salienta-se a
importância do desenvolvimento de agentes artificiais inteligentes apresentarem estratégias que
envolvem aspectos lúdicos, intelectuais, afetivos e sociais.
O campo pode ser dividido em dois ramos maiores de pesquisa. O primeiro estuda
mecanismos para reconhecer emoções humanas ou expressar emoções por máquinas na
interação homem-computador. O segundo ramo investiga a simulação de emoções em
máquinas (síntese de emoções) a fim de descobrir mais sobre as emoções humanas e também
construir robôs que pareçam mais reais.
Este projeto realiza a pesquisa no primeiro sub-ramo, pois está especialmente interessado
em reconhecer a afetividade dos alunos bem como em exibir emoções na interação presente entre
agente artificial e o estudante.
Para que o sistema possa se adaptar à afetividade do aluno, aquele deve reconhecer as
emoções do aluno. Por exemplo, quando o aluno encontra-se frustrado com sua performance, ele
provavelmente irá abandonar a tarefa que está sendo realizada. O sistema precisa saber quando o
aluno está frustrado a fim de encorajá-lo a continuar estudando e a realizar as suas atividades.
Assim, é necessário também que o sistema tenha, além da representação do desempenho e
conhecimento dos conteúdos por parte do aluno, uma representação que considere as emoções
que o aluno sente enquanto usa o ambiente educacional.
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Os sistemas educacionais podem apresentar capacidades que parecem expressar
emoções. Neste caso, na maioria das vezes, utiliza-se de agentes animados que apresentam
comportamentos e animações através de personagens.
Entretanto, um agente inteligente não se resume a um recurso de animação, pois é capaz de
potencializar interações do usuário com o próprio sistema e com o conteúdo em questão, criando
estratégias didáticas para que se estabeleçam novas relações. Dentro de uma proposta que
promova a interação entre usuário e sistema, cria-se uma situação de comunicação conforme
González [GON2004].
Um sistema educacional que pretenda se adaptar ao aluno deve se preocupar com a
comunicação afetiva. Esta comunicação está presente enquanto relacionada ou mediada por
computadores e realizada com ou sobre afeto. Envolve a capacitação de computadores em
reconhecer expressões (faciais, corpóreas ou de texto ou linguagem) emocionais, a comunicação
homem-homem mediada por computador (o caso do ambiente ROODA) e da expressão de
emoção pelo computador através de diferentes formas e mídias.
Identificar a afetividade subjacente nas trocas realizadas entre os alunos e/ou formador
de cursos pode ser feita através de análises textuais e da comunicação como um todo, para
disponibilizar ao formador subsídios da motivação, atenção dos alunos nos objetivos da
aprendizagem, bem como da colaboração que se está processando. Por exemplo, dada uma
tarefa que pretenda realizar um texto em colaboração com um grupo de alunos, verifica-se se os
termos utilizados em suas trocas de mensagens estão dentro do âmbito do conteúdo. O sistema
realiza esta análise e identifica quais alunos estão em ação de construção da solução da tarefa e
quais em ações diferentes. Estes subsídios constituem uma ferramenta ou uma funcionalidade
para a ação do formador/professor que pode solicitar que o sistema ao identificar, notifique os
alunos automaticamente ou somente o avise, deixando na sua decisão notificar os alunos.
Logo, este projeto busca desenvolver funcionalidades que promovam a comunicação
afetiva homem-homem, homem-máquina através de análises das comunicações realizadas pelos
participantes no ambiente (professor, formador e alunos).
3.4
Estados de Humor e Estados Motivacionais
Os estados de humor e motivacional são conceitos afetivos e muitas vezes confundidos com
emoções. A emoção é um episódio relativamente breve de resposta sincronizada na avaliação de
um evento interno ou externo. O humor é um estado afetivo de baixa intensidade, mas de longa
duração [SCH2005] [SLO2002] e nem sempre estimulado por eventos externos. Já a motivação é
todo e qualquer estado que direciona e gera força de vontade para que um objetivo seja atingido. A
força de vontade implica em um comportamento persistente, intenso e decidido. Os motivos
internos, ou seja, as necessidades, os pensamentos e as emoções determinam os processos
motivacionais internos; enquanto que os motivos externos, relacionados aos eventos do ambiente,
atraem ou repelem o indivíduo para a realização do objetivo caracterizam os processos
motivacionais externos [REE1997].
Bianchi-Berthouze e Lisetti [BIN2002] apresentam uma taxonomia da afetividade (não
completa, conforme as autoras) com a tentativa de diferenciar os estados afetivos. Na estrutura
hierárquica da figura abaixo, a afetividade é definida pela valência afetiva (prazer/desprazer) e grau
de intensidade (baixo, médio ou alto). Assim, tanto o humor quanto a emoção são estados afetivos
diferenciando-se, principalmente, no tempo de duração, na causa do estímulo (focado em) e no
agente causador (entidade).
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Modelo Hierárquico da Afetividade, Humor e Emoção (BIANCHI-BERTHOUZE e LISETTI,
2002)
4. Considerações Finais
As diferenças conceituais entre emoção e estado de humor são sutis para a maioria dos
autores que implementaram computacionalmente modelos de estado de humor. Estudos biológicos
e psicológicos que tratam das diferenças estão apenas começando. Sabe-se que as emoções são
disparadas através de eventos específicos, serve para propósitos específicos, são de curta
duração (porque são originadas de fatores neuroquímicos) e determinam o tipo de comportamento
ou a forma como o sujeito vai lidar com a emoção. Por outro lado, o estado de humor emerge de
processos, muitas vezes, desconhecidos ou de uma situação não específica; se manifesta em
função da maneira como o sujeito resolve suas tarefas, assuntos, problemas, etc.; é de longa
duração (porque são originadas de eventos mentais); e, afeta os processos de cognição
determinando indiretamente o comportamento do sujeito.
A importância do reconhecimento do estado de humor, além das emoções, no ensinoaprendizagem faz-se necessário porque é o afeto que vai determinar o real comportamento do
aluno nos processos de aprendizagem e auxiliar os formadores na compreensão de como devem
ser conduzidos os processos de ensino. Quando o aluno está em estado de humor positivo, ele é
mais sociável, mais cooperativo, mais criativo, mais persistente, mais eficiente na tomada de
decisões motivado para realizar suas tarefas, ou seja, está aberto. Por outro lado, em estado de
humor negativo, o aluno terá afetado negativamente seu processo de cognição, podendo
apresentar problemas na compreensão, memorização, julgamento, sociabilidade, cooperação,
descoberta de estratégias para tomar decisões e na perda da motivação para realizar suas tarefas
e, muitas vezes, na capacidade se superar seu próprio estado. Normalmente este aluno está
bloqueado para a aprendizagem.
O desafio é, então, inserir um agente afetivo no ambiente ROODA para auxiliar professores
e alunos no processo de ensino-aprendizagem.
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5.Questões ainda em aberto....
Qual mecanismo utilizado para reconhecer o humor do aluno?
Tem vários modelos que implementaram emoções e funcionam, alguns misturam emoções
com estado de humor. Tem que estudar cada um deles para saber qual se adapta .
Como reconhecer o humor do aluno?
Aplicando-se os modelos, o mais consistente (em relação ao humor) é o apresentado no item 2.4.
Mas tem que estudar a fundo ele.
Tecnologia computacional para implementação do humor do Aluno
Depende do que se vai decidir: o agente vai ser invisível? vai ser um avatar simples?, vai
ser um avatar animado? vai ser um APECA (animação 3D)
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