Em direção a agentes pedagógicos com dimensões afetivas

O contexto desta tese é a Inteligência Artificial aplicada à Educação, especificamente a área dos Sistemas Tutores Inteligentes (STI). Apesar das características multidisciplinares e interdisciplinares, a preocupação maior do trabalho se dá quanto aos aspectos computacionais. A multidisciplinaridade está na relação entre os aspectos educacionais, filosóficos e psicológicos inerentes a toda construção de um software educacional, e a interdisciplinaridade acontece no relacionamento da IA com a Informática na Educação. Esta tese propõe o uso de aspectos afetivos como apoio à decisão de ação por parte de um STI. As nossas hipóteses fundamentais são: um sistema de ensino e aprendizagem computacional deve levar em consideração fatores afetivos tornando mais flexível a interação; e a arquitetura de um sistema computacional de interação em tempo real com agentes humanos deve prever explicitamente, em sua arquitetura básica, as crenças e o raciocínio afetivos. Para demonstrar essas idéias, foi definida uma arquitetura para apoiar um STI de modo a reconhecer alguns fatores afetivos, representativos de estratégias de ação de agentes humanos em interação com sistemas. Esse reconhecimento é realizado através de construções retiradas dos comportamentos observáveis do agente humano em contextos determinados. A arquitetura prevê um Sistema Multiagente para executar a percepção de fatores afetivos e da conduta do aluno em interação e de um agente pedagógico, representando o tutor. O agente tutor é modelado através de estados mentais e é responsável pelo raciocínio de alto nível. O modelo computacional de agentes de Móra [MÓR2000] foi utilizado para implementar o “kernel cognitivo” (termo cunhado por Móra e Giraffa [GIR99] que designa a parte responsável pela deliberação). O “kernel cognitivo” decide que ações tomar para um conjunto de características de uma avaliação pedagógica. A utilização de fatores afetivos e da avaliação cognitiva de situações emocionais permite a flexibilização das estratégias quanto à adaptabilidade a agentes humanos. Particularmente, foi adotado o enfoque cognitivo para análise de situações, baseado em teorias cognitivistas sobre emoções. O uso de tecnologia multiagente, no enfoque mentalístico, especificamente BDI (Belief, Desire, Intention) e da ferramenta X-BDI, permite a formalização e construção de um tutor atuante na avaliação pedagógica. A modelagem do aluno passa a ser constituída de aspectos qualitativos e quantitativos. Estudos de casos são apresentados, em situações que consideram os fatores afetivos e nas mesmas situações sem estas considerações. As decisões do tutor para agir são analisadas e confrontadas. Os resultados mostram um impacto positivo na adaptabilidade e ação pedagógica do tutor, sendo coerente com as teorias modernas [SAL97],[DAM2000] sobre as emoções que as consideram partes fundamentais para agir. A maior contribuição desta tese está na agregação de raciocínio sobre a afetividade envolvida em situações de ensino aprendizagem de agentes humanos e artificiais e avança dentro da perspectiva de pesquisa do grupo de IA da UFRGS, quanto ao desenvolvimento de Ambientes de Ensino e Aprendizagem modelados com tecnologia multiagente, com o uso da metáfora de estados mentais.

A influência das mudanças organizacionais nos sistemas de informação

Pouco esforço de pesquisa tem sido realizado no sentido de entender os avanços da tecnologia da informação (TI) como um fenômeno social, influenciado pelas mudanças organizacionais. Conseqüentemente, ainda não há uma resposta clara sobre que variáveis organizacionais e dos sistemas de informação relacionam-se e, o mais importante, porquê estes relacionamentos ocorrem. Esta pesquisa é uma tentativa de preencher parte deste espaço. Ao analisar 519 organizações que implantaram recentemente programas de mudança como Balanced Scoredcard, Reengenharia de Processos de Negócios, ISO 9000, Aprendizagem Organizacional, Gestão do Conhecimento, Gestão da Qualidade Total, entre outros, desenvolvem-se modelos de mensuração para investigar visões estratégicas dos programas de mudança, utilizações organizacionais da TI e características dos sistemas de informação, seguidos de um modelo de equações estruturais que apresenta o impacto das visões estratégias subjacentes aos programas de mudança nas características dos sistemas de informação. Análises fatoriais exploratórias, valendo-se de parte da amostra (N=200), acompanhadas de análises fatoriais confirmatórias usando equações estruturais com as respostas remanescentes, revelaram cinco variáveis latentes para visões estratégicas: desenvolvimento do planejamento, desenvolvimento do capital humano, redução de custos, qualidade dos produtos e serviços e imagem da organização; três variáveis latentes para utilizações organizacionais da TI, apoio à: interação, estruturação e direção da organização e, por fim, quatro variáveis latentes para características dos sistemas de informação, que são: escopo, acessibilidade, integração e foco em apoio à decisão. Resultados da análise do modelo causal usando equações estruturais mostram que (1) desenvolvimento do planejamento, desenvolvimento do capital humano, redução de custo e qualidade apresentam efeitos indiretos, positivos e significantes no escopo; (2) desenvolvimento do capital humano e redução de custos provocam efeitos indiretos, positivos e significantes na acessibilidade; (3) desenvolvimento do planejamento, desenvolvimento do capital humano, redução de custo e imagem da organização causam efeitos indiretos, positivos e significantes na integração e (4) desenvolvimento do planejamento, desenvolvimento do capital humano, imagem da organização e qualidade originam efeitos indiretos, positivos e significantes no foco em apoio à decisão dos sistemas de informação. Explicam-se tais efeitos indiretos demonstrando efeitos das estratégias de negócios nas utilizações organizacionais da TI, seguidos por efeitos diretos destas utilizações nas características dos sistemas de informação. Deste modo, ao examinar as relações estabelecidas com a variável apoio à interação, conclui-se que desenvolvimento de capital humano e redução de custo causam efeitos positivos e significantes nesta, e esta, por sua vez, significante e positivamente influencia escopo, acessibilidade e integração dos sistemas. Ao examinar as relações com apoio à estruturação, percebe-se que desenvolvimento do planejamento e imagem da organização provocam efeitos significantes e positivos em apoio à estruturação, enquanto que desenvolvimento do capital humano tem um significante porém negativo efeito, sendo que apoio à estruturação significante e positivamente influencia integração e foco. Finalmente, observando as relações com apoio à direção, tem-se desenvolvimento do planejamento e qualidade provocando efeitos positivos e significantes no apoio à direção, que por sua vez causa impactos positivos significantes em escopo e foco.

Medidas maximizadoras para sistemas dinâmicos fracamente hiperbólicos

Dado um sistema dinâmico g : M → M e uma função A : M → R, chamada de observável, uma medida invariante v que satisfaz ƒ Adv = sup{ RAdµ ; µ ´e invariante para g} é chamada uma medida maximizadora. Neste trabalho vamos analisar medidas maximizadoras em duas classes de sistemas dinãmicos que apresentam pontos fixos indiferentes: Na primeira classe analisada, unidimensional, o sistema dinâmico ƒ é dado por um mapa expansor de grau 2 definido em [0, 1], apresentando derivada maior que 1 em todos os pontos com exceção do ponto fixo 0, onde tem derivada 1. O observável A é dado por uma função α-Hölder em cada ramo injetor, monótona em uma pequena vizinhança de zero. Na segunda classe analisada, bidimensional, o sistema dinâmico B é um mapa bijetor definido em [0, 1)×[0, 1) com o auxílio de uma função ƒ da classe anterior, apresentando ponto fixo indiferente na origem. Trata-se de uma variante fracamente hiperbólica da Baker Map. O observável A agora é uma função α-Hölder, e obedece a uma condição semelhante à monotonicidade do caso unidimensional em um vizinhança de (0, 0). Em ambos os casos mostraremos que a medida maximizadora, se for única, será uma medida unicamente ergódica. O passo mais importante nesta direção, que constitui-se em um resultado de interesse próprio, e que tomará a maior parte de nosso tempo, será, nos dois casos, a obtenção e o estudo da regularidade de uma função a valores reais S, chamada de função de subação, que obedecerá a desigualdade S o g ≥ S + A − m. Em ambos os casos mostraremos que S existe e é α-Hölder-contínua.

Análise descritiva dos sistemas convectivos de escala meso-(alpha) através das imagens de satélite GOES-8

Na América do Sul há uma forte incidência de Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM), que na maioria das vezes, estão associados a desastres naturais. Estes causam impactos não só do ponto de vista meteorológico, mas também social e econômico. Neste trabalho analisa-se 49 Sistemas Convectivos de Meso-α, que atuam na América do Sul, durante os anos de 1999, 2000 e 2001. Com o auxílio de imagens do satélite GOES-8(canal IR, 10,4μm), identifica-se padrões comportamentais ao longo da vida dos SCM. Para a caracterização da evolução temporal e espacial, faz-se uma divisão da análise em duas partes: temporal e espacial. Na análise temporal, observam-se as variações rítmicas na intensificação da atividade convectiva. Na análise espacial, são observadas características como: tamanho e tempo de vida dos SCM e de seus respectivos núcleos distâncias entre os núcleos, trajetórias dos SCM entre outras características comportamentais dos núcleos convectivos que constituem o sistema. A análise dos dados mostra que mais da metade dos casos analisados sofrem dois tipos de variações na atividade convectiva, uma com período de 12 horas, e outra com menor periodicidade, 5,1 horas. Mostra-se que a evolução espacial dos SCM dá-se em média na direção das latitudes mais baixas, de forma discreta com o aparecimento de novos núcleos, na direção noroeste em relação ao núcleo antigo.