JAPELAS

O JAPELAS - Japonese Polite Expressions Learning Assisting System (YIN; OGATA; YANO, 2005) dedica-se a facilitar o aprendizado de expressões de tratamento, baseando-se nas situações sociais aonde é empregado. Para isso, ele faz uso de handhelds nos quais é armazenado um dicionário de expressões em que os usuários podem adicionar as expressões e compartilhá-las com os demais usuários. O JAPELAS pode, inclusive, citar exemplos de uso da expressão na vida diária. A utilização de tal ferramenta é necessária devido à grande dificuldade que os estrangeiros têm em aprender as expressões formais japonesas, por elas variarem devido ao contexto social, como distância, formalidade, etc.

O JAPELAS apóia as teorias pedagógicas do aprendizado por demanda, bem como a aprendizagem autêntica. Ele permite o aprendizado colaborativo entre os estudantes, tanto na sala de aula, quando um usuário está cara a cara com outro, bem como fora da sala, utilizando em seu cotidiano.

O JAPELAS possui os seguintes modelos: (1) Modelo do Estudante (Learner model): Ele armazena o perfil do estudante, como: nome, idade, sexo, escolaridade, amigos, familiares, etc. Esses dados são informados pelo próprio estudante. Além disso, ele pode detectar a compreensão dos estudantes durante o uso e acumular informações de outros alunos com quem o estudante tiver se encontrado. (2) Modelo do Ambiente (Environmental model): Esse modelo contém os dados sobre as salas de uma determinada área. A sala é detectada pelo gerenciador de localização que utiliza etiquetas RFID e GPS. A localização é utilizada para determinar a formalidade da conversa. (3) Modelo educacional (Educational model): Esse modelo gerencia as expressões como materiais de aprendizagem. O professor introduz as expressões básicas e tanto o professor como os alunos podem acrescentar ou alterar suas expressões durante a utilização do sistema. (4) Comunicação por infravermelho: O infravermelho não requer nenhuma infra-estrutura, nem configurações, possibilitando a comunicação direta entre dois usuários e a troca de informações com outros usuários de forma síncrona. Além disso, o IR simplifica a designação do alvo da comunicação, apenas necessitando apontar para a pessoa. (5) Gerenciador de Localização (Location manager): Com os RFIDs e o GPS, detectando a localização do estudante. O primeiro é utilizado em salas, em casa, etc., sendo colocados nas portas de entrada das salas. Já o GPS é usado fora desses ambientes. (6) Expressão Recomenda (Polite expression recommender): Esse módulo

prevê regras adequadas para a expressão na situação. Na Figura 6 é exibida a arquitetura do sistema.

Figura 6 - Configuração do JAPELAS. Fonte: YIN; OGATA; YANO, 2005

Dessa forma o JAPELAS, dependendo da localização (consciente de localização) e do nível de familiaridade entre usuários (contexto social), informa ao mesmo qual a expressão mais adequada para a situação.

O código da aplicação não é disponível para modificações pelo usuário.

3.2.2. ACUEM-PBL

Resumidamente, o ACUEM-PBL (SANTANA et al., 2008) possui o Portfólio Reflexivo Eletrônico contendo: gerenciadores de usuários, grupos de usuários e documentos armazenados. No entanto, devido à grande variedade de dispositivos é necessária a adaptação do conteúdo para que sejam visualizados por estes. Para isso, é utilizado um servidor de intermediário (Adaptation Proxy) que possui três servidores de adaptação, um para cada tipo de conteúdo, como: MultimediaAdapter, que adapta imagens; LanguageTranslator, que converte linguagens de marcação; e NavigationAdapter, que organiza a apresentação do conteúdo, exibindo primeiramente os tópicos mais relevantes. A Figura 7 ilustra a arquitetura centralizada para adaptação de conteúdo no ACUEM-PBL.

Figura 7 - Arquitetura do ACUEM-PBL. Fonte: SANTANA et al., 2008

No Adaptation Proxy possui uma política de adaptação que é composta pelas regras de adaptação e perfis que indicam as condições que devem ser atendidas para que as ações correspondentes a uma determinada adaptação sejam executadas.

Os perfis descrevem o ambiente de computação ubíqua (Consciência do Dispositivo ou ICT System Awareness) informando, por exemplo: características e capacidades dos dispositivos de acesso; dados pessoais e preferências dos usuários; condições da rede de comunicação; e características dos conteúdos requisitados.

Isso possibilita que os diferentes conteúdos sejam adaptados e acessados por vários dispositivos ubíquos, considerando as particularidades dos usuários e das redes de acesso.

O código da aplicação também não é disponível.

3.2.3. GlobalEdu

O GlobalEdu (BARBOSA et al., 2008) é uma infra-estrutura para suporte a processos educacionais direcionado à educação ubíqua. O sistema é composto de Módulos Educacionais e de um Agente Pedagógico, que acompanha o aprendiz, assistindo o processo educacional, independente do dispositivo de acesso. O modelo possibilita a interação do aprendiz com os recursos e o ambiente ao seu redor, de forma contínua, através da percepção da sua mobilidade e de seu contexto.

Esses aspectos são providos através do uso de informações do perfil do aprendiz, de objetos de aprendizagem e de elementos de contexto como instrumentos de apoio à educação.

Figura 8 – Arquitetura do GlobalEdu. Fonte: BARBOSA et al., 2008

A CA (Camada de Aplicação) contém o Agente Pedagógico (AP) que auxilia o aprendiz no ambiente ubíquo, tendo como objetivo servir de interface entre o aprendiz e o ambiente.

O AP possui consciência do contexto e com o auxílio dos Módulos Educacionais (ME), apresenta ao aprendiz informações de acordo com suas necessidades e o local em que ele está, relacionando contexto e recursos conforme seus objetivos e interesses.

O ME Gerencia Perfil manipula o perfil do aprendiz, gerando e fornecendo essa informação aos demais módulos da arquitetura. Informações referentes ao estilo de aprendizagem do aprendiz, suas atividades e seu histórico no ambiente são usadas para compor o perfil.

O ME Gerencia Contexto controla informações do contexto de interesse do aprendiz e da adaptação dos recursos que ele está manipulando, gerenciando aspectos de contexto social (Social Context ou User Context) e físico (Consciência de Localização - Spatial Awareness) do aprendiz.

Os Módulos de Suporte são responsáveis pelos elementos que auxiliam a execução do AP e dos Módulos Educacionais. Os Módulos de Suporte são os seguintes: Acesso (registra e controla o acesso do aprendiz no GlobalEdu, podendo gerar seu histórico de mobilidade), Persistência (armazena o estado do AP e dos demais dados sobre o aprendiz) e Comunicação (abstrai os elementos do ambiente e o sistema de execução).

3.2.4. PeLeP

O PeLeP - Pervasive Learning Profile (LEVIS et al., 2007) é dedicado ao gerenciamento de perfis de aprendizes em um ambiente ubíquo de ensino e aprendizagem. O modelo administra os perfis automaticamente, inferindo informações através do histórico do aprendiz.

Ele foi concebido para ser conectado a um sistema ubíquo que forneça determinadas informações de Tracking, que consiste no histórico do aprendiz gerado durante a utilização do sistema por um período de tempo. As informações normalmente são fornecidas por um sistema de localização. A Figura 9 mostra a arquitetura do PeLeP (localizado em diversos servidores espalhados nos locais, em salas de uma faculdade, por exemplo) e sua integração com o sistema ubíquo.

Figura 9 - Arquitetura do PeLeP. Fonte: LEVIS et al., 2007

A organização das informações recebidas no tracking é realizada pelo módulo Filtro de Tracking. Este módulo filtra os dados, organizando-os para as operações posteriores do PeLeP. O módulo Normalização de Dados padroniza os dados numéricos para os cálculos de Fatores de Certeza (FC). Esses cálculos servem de suporte para determinar as alterações automáticas nos perfis dos aprendizes.

Ele é compatível com o sistema GlobalEdu. No perfil do aprendiz são armazenadas diversas categorias de informação. São elas: Identificação, objetivos, Preferências, Segurança, Competências, Relacionamentos e Agenda. Na Figura 10 são exibidas as informações contidas em cada categoria no perfil do aprendiz.

Figura 10 - Perfil do aprendiz no PeLeP. Fonte: LEVIS et al., 2007

Dessa forma, o PeLeP obtém os dados sobre localização (Consciência de Localização) e perfil do aluno (Consciência do Contexto do Usuário) e o altera automaticamente.

O software não é livre e existe suporte ao uso de dispositivos móveis.

3.2.5. MoCA

MoCA - Mobile Collaboration Architecture (VITERBO et al., 2006) é uma arquitetura que oferece suporte ao desenvolvimento de aplicações distribuídas sensíveis ao contexto que envolvem dispositivos móveis interconectados através de redes wireless LAN (Local Area Network) infra-estruturadas. Os serviços disponibilizados pela MoCA provêem meios para coletar, armazenar e processar informações de contexto obtidas dos dispositivos móveis em uma rede sem fio. Além disso, MoCA integra um conjunto de API’s para o desenvolvimento de aplicações que interagem com esses serviços como consumidores de informações de contexto.

Na sua forma mais geral, uma aplicação desenvolvida com base na MoCA é composta por um servidor da aplicação, normalmente executado na rede fixa, e os clientes da aplicação, que são executados em dispositivos móveis. O servidor da aplicação é também um cliente dos serviços MoCA, ou seja, um consumidor de informações de contexto. Ele registra serviço no DS (Discovery Service), informando seu endereço e características do serviço, e poderá ser

localizado pelos clientes da aplicação. A arquitetura típica de uma aplicação MoCA que adota o modelo cliente/servidor é mostrada na Figura 11.

Figura 11 - A arquitetura típica de uma aplicação cliente/servidor MoCA. Fonte: VITERBO et al., 2006

No dispositivo móvel é executado também o Monitor, serviço responsável por coletar e divulgar as informações de contexto do dispositivo e da rede. Dentre as informações coletadas estão: a qualidade da conexão sem-fio, a carga da bateria, o uso da CPU, a memória livre, o ponto de acesso corrente (AP), e uma lista de todos os pontos de acesso dentro do alcance do dispositivo e a respectiva potência dos sinais recebidos. Tais informações são enviadas periodicamente para o serviço de informação de contexto, o CIS (Context Information Service), identificado através do serviço CS (Configuration Service), que disponibiliza informações sobre qual servidor CIS é responsável por coletar dados do dispositivo e qual deve ser a periodicidade do envio de dados.

O CIS recebe, armazena e processa as informações de contexto enviadas pelas instâncias do monitor em execução nos diversos dispositivos móveis. Essas informações podem ser consultadas pelas aplicações interessadas de forma síncrona ou assíncrona. Através de consultas síncronas, aplicações podem solicitar informações atualizadas sobre o contexto de um determinado dispositivo. Através de consultas assíncronas, aplicações podem registrar interesse em estados específicos. As informações disponibilizadas pelo CIS podem ser utilizadas para derivar informações de contexto de mais alto nível por outro serviço.

3.2.6. MICA

O MICA - Multimodal Interagent Communication Architecture (KADOUS; SAMMUT, 2004) é uma camada de middleware para computação pervasiva que permite o compartilhamento de informação entre usuários, enquanto interage com o usuário atendendo as suas preferências de aprendizado e a interação através de vários dispositivos.

É baseado na idéia de um quadro-negro (blackboard): uma memória compartilhada global que age como forma de comunicação e armazenamento.

Faz uso de uma API simples e que permite ser utilizada em PDAs e telefones móveis. Foi utilizada para implementar alguns sistemas, dentre eles um aplicativo que aprende as preferências de e-mail do usuário.

O projeto do MICA tinha como meta possibilitar que:

 Sejam construídas aplicações de tal modo que as interfaces para a aplicação e a aplicação estejam claramente separadas, apoiando a interação de vários modos;

 Que operem em ambientes heterogêneos, em particular, em dispositivos móveis e de baixo poder computacional. Significam, também, que deve apoiar linguagens de programação de baixo nível como C;

 Os usuários possam utilizar vários tipos de dispositivos (PDAs, etc.) e modos (áudio, vídeo, etc.) para produzirem e contribuírem entre si;

 Sejam utilizadas as preferências e padrões de aprendizagem do usuário.

 Se utilize uma abstração simples para que os desenvolvedores aprendam e utilizem mais rapidamente;

 Se apóie a segurança e medidas de privacidade; e,

 Aja um mecanismo de comunicação interpessoal que permita que as ferramentas de comunicação de uma pessoa se comuniquem entre si.

Existem três entidades no design do MICA: O quadro-negro (blackboard) que é o centro da aplicação, onde todas as interações entre agentes fluem; Agentes são as entidades que desejam acessar e contribuir com informação através do blackboard, onde podem ler, escrever e examinar objetos. Quando um objeto novo de interesse para o agente é escrito no blackboard, o agente é informado de sua adição; Objetos MICA que são a unidade básica de informação. São os dados que os agentes leram e escrevem no blackboard.

Na Figura 12 é exibido como as entidades se conectam ao blackboard. As setas representam fluxos de solicitações. Os agentes e o blackboard não se comunicam diretamente, mas sim através de uma camada de transporte.

Figura 12 – Modelo de comunicação do MICA. Fonte: KADOUS; SAMMUT, 2004

Na visão do sistema os blackboard não só serão usados como servidores globais para que sistemas semelhantes sejam usados em computação pervasiva, como também para que cada indivíduo tenha seu próprio blackboard atendendo a comunicações entre diversos dispositivos e através de vários métodos.

O MICA usa o conceito de um quadro-negro de fórum representando um espaço compartilhado que também pode ter serviços associados a outros, sendo um ponto de reunião.

O blackboard pessoal de cada usuário pode ser levado com eles inclusive em máquinas de sua residência. Seriam embutidos em espaços físicos para reconhecer salas, nesse ambiente.

Esses, também, se conectariam dentro da Internet, do mesmo modo como um servidor de rede. Esse design é mostrado na Figura 13.

Figura 13 - Arquitetura Interblackboard Agent. Fonte: KADOUS; SAMMUT, 2004

Para apoiar comunicação entre os blackboards, agentes de Interblackboard (IBA) são usados.

Quando IBAs estão conectados, uma política de espelhamento é construída, bem como uma política de segurança

Se um dado é escrito em um blackboard e se estiver incluído na política de espelhamento, o IBA também escreverá isto no blackboard do companheiro. A política de espelhamento interage de perto com a política de segurança para assegurar que a privacidade de usuários não é violada.

O código não é disponibilizado para alterações e melhorias.