Trabalho docente mediado por tecnologia de inteligência artificial
Teaching work mediated by artificial intelligence technology
DOI:10.34117/bjdv6n7-816Recebimento dos originais: 27/06/2020 Aceitação para publicação: 30/07/2020
Alecson Milton Almeida dos Santos
Mestre em Educação pela Universidade de Santa Cruz do Sul
Professor no Instituto Federal Farroupilha – Campus de São Vicente do Sul
Coordenador do Projeto de Pesquisa: INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL POTENCIALIZANDO SUPORTE REMOTO DE HARDWARE
Endereço: Bento Gonçalves, 585 - Centro, Cacequi – RS, Brasil E-mail: [email protected]
Fernanda Mendes Furlan
Mestre em Educação pela Universidade de Santa Cruz do Sul
Professora no Instituto Federal Farroupilha – Campus de São Vicente do Sul Endereço: Rua : Brasil, 712 - Centro, São Vicente do Sul – RS, Brasil
E-mail: [email protected]
Gleison Antonio Pires da Silva
Técnico integrado pelo Instituto Federal Farroupilha
Instituição: Instituto Federal Farroupilha – Campus de São Vicente do Sul
Bolsita do Projeto de Pesquisa: INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL POTENCIALIZANDO SUPORTE REMOTE DE HARDWARE
Endereço: Assentamento Nova Esperança, S/nº- Interior, Campão do Cipó – RS, Brasil E-mail: [email protected]
Eduarda do Amaral dos Santos
Bacharelando em Direito pela Universidade da URI Instituição: URI – Campus de Santiago
Endereço: João Batista Genro, nº 99 - Centro, Cacequi – RS, Brasil E-mail: [email protected]
Alefi Reginato da Rosa
Tecnólogo de Análise e Desenvolvimento de Sistemas do Instituto Federal Farroupilha Instituição: Instituto Federal Farroupilha – Campus de São Vicente do Sul
Endereço: Felipe Camarão, 329 - Vila Cândido, Cacequi – RS, Brasil E-mail: [email protected]
RESUMO
Este trabalho de pesquisa apresenta o estudo de um Sistema Especialista. A ferramenta IBM Watson Assistant será analisada como alternativa para a execução do conjunto de regras de produção que compõe a base de conhecimento de hardware (parte física do computador). A área de execução da pesquisa como estudo de caso consiste na possibilidade de resolução da parte física quanto sua montagem preventiva e corretiva. Será desenvolvido um sistema de uma aplicação que utiliza técnicas de inteligência artificial para potencializar o suporte remoto de hardware contribuindo com
o processo de consolidação do aprendizado em sala de aula, a partir das possibilidades de falhas em periféricos ou equipamentos físicos estudados na prática do currículo integrado em manutenção e suporte em informática. Este protótipo está sendo desenvolvido utilizando-se de um programa projetado para simular conversar com discentes com o propósito deste encontrar outra forma de aprendizagem. O estudo tem por objetivo construir uma ferramenta para contribuir com a comunidade escolar que poderá obter suporte a distância ao acessar nossa plataforma, visando sua utilidade neste momento em que devemos evitar aglomerações, devido às consequências da pandemia da Covid19. Utilizaremos como instrumentos de investigação, o questionário da google, para levantar dados a respeito da qualidade do sistema desenvolvido em prol das contribuições do conserto de computador e comparar com a versão anterior do projeto que executa as técnicas no Expert Sinta, utilizando uma abordagem qualitativa e quantitativa.
Palavras-chave: Aprendizagem, Inteligência Artificial, Hardware, Sistema Especialista, Trabalho
Docente.
ABSTRACT
This research work presents the study of an Expert System. The IBM Watson Assistant tool will be analyzed as an alternative for the execution of the set of production rules that make up the hardware knowledge base (physical part of the computer). The research execution area as a case study consists of the possibility of solving the physical part regarding its preventive and corrective assembly. An application system that uses artificial intelligence techniques to enhance remote hardware support will be developed, contributing to the process of consolidating learning in the classroom, based on the possibilities of failures in peripherals or physical equipment studied in the practice of the integrated curriculum. maintenance and IT support. This prototype is being developed using a program designed to simulate talking to students with the purpose of finding another way of learning. The study aims to build a tool to contribute to the school community that can obtain remote support when accessing our platform, aiming at its usefulness at this time when we must avoid agglomerations, due to the consequences of the Covid pandemic19. We will use as a research tool, the google questionnaire, to gather data about the quality of the system developed for the contributions of the computer repair and compare it with the previous version of the project that performs the techniques in Expert Sinta, using a qualitative and quantitative.
Keywords: Learning, Artificial Intelligence, Hardware, Specialist System, Teaching Work.
1 INTRODUÇÃO
Os microcomputadores estão cada vez mais presentes no cotidiano familiar, haja visto, a importância deste equipamento, quanto a sua utilização, para facilitar e potencializar o ensino-aprendizagem em escolas e a praticidade de execução de atividades no trabalho.
A relação entre as tecnologias digitais e a educação parece ser indissociáveis e contempla alguns dilemas que permeiam nossas reflexões a partir de nossa experiência em trabalhos docentes presenciais e que devido a pandemia do COVID 19, nos proporcionou uma nova prática docente potencializado pelo uso incansável das tecnologias de informação e comunicação.
Notamos, no decorrer de nossa prática profissional no ensino público federal, que a tarefa do educador é árdua, mas muito necessária para mediar o processo de construção do conhecimento, mas
que precisa ser repensada quanto suas metodologias e acima de tudo na incorporação das ferramentas pedagógicas.
Aprendemos de forma isolada o conteúdo de disciplinas que nos eram passadas no período de nossa formação acadêmica e agora como trabalhar de forma integrada? As tecnologias digitais de uso de uma década atrás não se imprimem nos dias atuais e o que fazer para acompanhar tanta evolução tecnológica?
Araújo et al. (2020), aduz que para se introduzir as TICs na prática pedagógica, os professores devem ter a compreensão ampla acerca dessa tecnologia. Tem-se ainda a necessidade do professor se capacitar devido o advento da Sociedade da Informação. O início da formação do docente tem que mostrar-lhe uma antevisão do mundo no aspecto da prática profissional e habituando-o ao redor da realidade escolar.
No meio de muitas incertezas, apontamos para as capacitações, reuniões, discussões, cursos e palestras sobre os mais diferentes temas educacionais como uma possibilidade de aprendizagem na formação continuada, o que nos credencia para contribuir com o aprendente, que esta com mais facilidade no acesso à informação, descartando o aprendizado no método tradicional.
Para Thompson (2018), desde sua invenção, durante o século XX, os computadores têm se mostrado cada vez mais presentes, e necessários na vida da população, pois transformam a rotina diária e profissional de grande parte da humanidade.
De encontro a isto, Moura (2007) defende que a tecnologia tem ocupado de forma pertinente cada vez mais lugares na sociedade, nas grandes empresas e também na vida pessoal da população, por meio de fontes de trabalho, apoio, ferramentas educacionais e até mesmo no entretenimento.
Se, de uma forma, fica quase impossível perceber o mundo atual sem a presença de tecnologias de informação e comunicação, por outro lado, reconhecemos e notamos que este relacionamento precisa ser tratado com muita atenção, visto que é um dos principais fatores do sucesso e da adoção desta tecnologia (MOURA, 2007).
Os estudantes dos dias atuais têm diferentes experiências de usos de recursos tecnológicos em espaços não escolares e os professores não podem ignorar essa realidade.
Ao invés de apostar no duvidoso discurso de uma suposta “escola inovadora”, como divagam burocratas estranhos à sala de aula, a proposta pedagógica parte da realidade docente e indica caminhos para superar as primeiras dificuldades (SANTOS, 2017).
Nessa direção, a inserção de tecnologias no trabalho docente é essencial para dinamizar o saber com a utilização de tecnologias midiáticas provocando ações/reações de todos os atores da educação. A tecnologia de informação faz parte do dia-a-dia das pessoas em suas inúmeras atividades. Moura (2007) aduz que nos anos 70, nos Estados Unidos, e nos anos 80, no Brasil, vimos um
verdadeiro estouro do uso de microcomputadores pessoais, o que possibilitou que essa tecnologia saísse do ambiente fechado e muitas vezes exclusivo dos centros de processamento de dados. A partir daí as aplicações de tecnologia da informação (TI) passaram a incorporar não só o ambiente de trabalho, como também os aspectos ligados a serviços e mais tarde educação (MOURA 2007, p.19). Esta afirmação ainda é perceptível nos dias atuais, para compreendermos basta uma análise dos dados coletados através da Pesquisa Nacional Por Amostra De Domicílios Contínua – PNADC. Realizada pelo Instituto Brasileiro De Geografia e Estatística - IBGE (2016), que nos afirma que, brasileiros online somam 64,7% de toda a população do país, dos quais, 64,3% utilizam de computadores para realizar o acesso à internet. Contudo, sabe-se que máquinas não são de plena confiabilidade. Para tanto, cabe a especialistas no assunto, que realizem a manutenção quando problemas são apresentados pelos dispositivos.
Segundo França Filho, Antunes e Couto (2020), em meio à atual crise do sistema capitalista, agora agravada por conta da crise sanitária mundial trazida à tona pela pandemia da Covid-19, uma das implicações no âmbito educacional é o aumento vertiginoso da pressão no setor público e privado pela implantação da Educação à distância (EaD) tanto nos níveis de educação básica como no ensino superior.
Santana et al. (2020), é capaz de nos assegurar que as tecnologias de informação e comunicação (TICs) são capazes de proporcionar aos seus usuários um contato subjetivo e simbólico com o simulacro das coisas e pessoas.
Para a aplicação de determinadas tecnologias mediadoras, contudo, é necessário o uso de microcomputadores para que diversas tarefas se tornem possíveis, tais como edição de vídeo aulas, acesso a fóruns, busca e preparação de materiais que serão disponibilizados para os discentes, com ênfase nos alunos secundaristas, que estão prestes a enfrentarem o Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) e demais vestibulares.
A PNADC (2018) que trata de todas as fontes de rendimento, entretanto, demonstrou que a renda de cerca de 60% dos trabalhadores brasileiros – correspondente a 54 milhões de trabalhadores empregados com carteira assinada ou na informalidade – foi inferior a R$ 954,00, o que corresponde a um salário mínimo no ano de 2018.
Neste sentido, torna-se perceptível que grande parcela da população não possui condição financeira para arcar com o custo de reparos em suas máquinas. O que se torna preocupante neste período de isolamento social em que estamos inseridos, que não permite também o atendimento presencial de especialistas em hardware.
Ainda neste contexto, o diagnóstico do hardware, hoje, é um dos principais problemas devido os diferentes tipos de computadores existentes.
Partindo deste pressuposto, desenvolveu-se uma ferramenta capaz de auxiliar os usuários leigos e inclusive entusiastas da área de tecnologia, a realizarem a manutenção de seus microcomputadores de forma barata, ou até mesmo gratuita, sem que haja necessidade de sair de casa. Realizou-se o desenvolvimento deste sistema utilizando Inteligência Artificial (IA), através da plataforma IBM Watson Assistant.
Como bem nos afirma Souza (2018), o constante avanço das tecnologias computacionais e estudos acerca da IA, propiciou o desenvolvimento de máquinas capazes de realizar tarefas até então exclusivamente humanas, como atendimento de clientes, que tem se tornado cada vez mais comum que seja realizado por bots1.
Neste contexto, o objetivo deste artigo é mostrar a construção de ferramentas para contribuir com a comunidade que poderá obter suporte a distância ao acessar nossa plataforma, visando sua utilidade neste momento em que devemos evitar aglomerações, devido às consequências da pandemia da Covid19 e relatar o desenvolvimento de um chatbot2 para auxiliar o usuário na manutenção preventiva e corretiva do hardware.
2 MATERIAL E MÉTODOS
O projeto, vem a fim de solucionar as lacunas da relação, PROFISSIONAL/ESTUDANTE que neste momento encontra-se totalmente comprometida devido ao isolamento e distanciamento social, que afeta ambas as partes. O usuário, que neste período se vê totalmente dependente das ferramentas tecnológicas e que muitas vezes, entretanto, pode não ser capaz de solucionar os problemas que estas tendem a apresentar, como falhas no sistema, defeitos de fabricação e também os ocasionados por má utilização.
Ainda nesta conjuntura, o profissional também se vê afetado, pois não pode fornecer o suporte necessário ao cliente, o que comprova a necessidade da execução do sistema desenvolvido. Para que a execução deste projeto fosse bem-sucedida seu desenvolvimento foi segmentado em etapas, são elas:
1
São programas criados com a finalidade de realizar determinada operação repetidamente. 2
Figura 1: Etapas de execução do projeto
Fonte: Autor
Após a conclusão das etapas um (1), dois (2) e três (3) desenvolveu-se a Base de Conhecimento do Sistema composto por regras e variáveis. Para tanto, foram criadas regras de produção, sendo elas 21 (vinte e uma) relacionadas a problemas que tendem a ser apresentados pelo Software e 22 (vinte e duas) pelo Hardware, também foram construídas as variáveis, que podem ser definidas como sentenças que devem ser verdadeiras para que o sistema possa compreender qual problema está sendo apresentado e qual a solução para o mesmo.
Para o desenvolvimento do primeiro protótipo utilizou-se de um software que utiliza regras do tipo SE – ENTÃO, observe a estrutura na imagem abaixo.
Figura 2: Estrutura de uma Regra do tipo SE – Então no Shell Expert SINTA
Fonte: Autor
A plataforma utilizada é disponibilizada gratuitamente pela Universidade Federal do Ceará (UFC), e é denominada Shell Expert SINTA. Spirlandelli et al. (2011) a define como “uma ferramenta computacional que utiliza técnicas de Inteligência Artificial para geração automática de sistemas
especialistas, tendo como objetivo simplificar o trabalho de implementação de sistemas especialistas”. Observe a seguir.
Figura 3 - Tela Inicial do Shell Expert SINT
Fonte – Autor
Entretanto, como esta ferramenta não é mais utilizada pelos desenvolvedores, não possui interface amigável de uso remoto dificultando a interação do usuário, e principalmente, só pode ser executada através de um microcomputador, surge a necessidade de buscar por novas ferramentas capazes de cumprir a mesma função de forma igual ou superior a do sistema utilizado anteriormente.
Como resultado de um projeto de pesquisa no Programa Institucional De Bolsas De Iniciação Científica e Tecnológica, nos anos de 2019 e 2020, foi desenvolvido um sistema utilizando esta ferramenta (Shell Expert SINTA), e na etapa de aplicação da ferramenta questionário aos discentes do eixo informação e comunicação não foi possível coletar dados, sobre os apontamentos dos discentes, quanto a utilização da tecnologia aplicada por conta da suspensão das aulas no mês de março do corrente ano em decorrência do Covid19.
Dessa forma, sentiu-se a necessidade de realizar a busca de novas ferramentas, que permitissem que fosse atingido um maior público alvo, visando a acessibilidade através de diferentes plataformas, facilitando o suporte remoto.
Partindo deste pressuposto, utilizou-se da ferramenta disponibilizada pela IBM (International Business Machines), Watson assistant, que possui visual moderno, ferramentas de uso mais completo e complexo, além de permitir sua implementação em redes sociais, como Facebook e Whatsapp, o que admite que um número ainda maior de usuários sejam contemplados com o acesso à ferramenta.
De acordo com Mazon (2018), esta aplicação “trata-se de uma API para desenvolvimento
de TI consiga desenvolver e ensinar conteúdo ao bot." De acordo com Shynia (2018) tal plataforma possuí três fundamentos principais que podem ser definidos como:
Os três pilares do Assistant, isso porque sem eles, não tem como ter um chatbot. São eles: Intenção (ou Intent): considerado como propósito, objetivo. Você deve analisar a frase dos usuários com o objetivo de entender "Qual é o propósito dele ao fazer esta pergunta?". Aqui é onde você agrupa exemplos de frases a fim de poder analisar uma frase, não pelas palavras chaves, mas pelo contexto. Entidade (ou Entity): considerado como complemento da informação. É usado para diferenciar uma frase da outra. Diálogo (ou Dialog): é neste ponto onde você cria toda a árvore decisão do Assistant. Você une a intenção com a entidade (se houver) e cria-se todo o fluxo de diálogo.
Figura 4 - Tela Inicial do IBM Watson Assistant
Fonte – Autor
Nesta ferramenta, as regras do tipo SE – ENTÃO transformam-se em nós de diálogo, para que o seu uso flua como uma conversa amigável, o torna a experiência do usuário mais imersiva. Observe a figura de número 4.
Figura 5: Estrutura de um nó de diálogo na IBM Watson Assistant
Fonte: Autor
Pode-se dizer que uma das vantagens de se utilizar o IBM Watson Assistant é o seu painel de análise, que fornece um resumo das últimas mensagens enviadas pelos usuários e o número total de conversações.
Tal funcionalidade pode ser utilizada para realizar uma síntese dos problemas mais enfrentados pelos usuários, promovendo assim, uma busca por diferentes maneiras de prevenir que estas falhas possam voltar a ocorrer.
Do mesmo modo é capaz auxiliar na identificação de novos problemas, que podem não estar incluídos na base de conhecimento, promovendo o ensino de uma manutenção corretiva e preventiva no hardware. Isto garante que o sistema permaneça constantemente atualizado, com novos nós de diálogo, problemas, soluções e intenções sendo acrescentados constantemente. Observe a imagem abaixo.
Figura 6 - Painel de Análise da ferramenta
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O sistema desenvolvido utilizando a plataforma IBM Watson Assistant demonstrou-se mais útil no suporte remoto de hardware em relação ao construído através da plataforma Shell Expert SINTA.
Do mesmo modo, o protótipo supre as lacunas do desenvolvido anteriormente, devido a suas constantes atualizações e suporte como também pela possibilidade de utilizá-lo até mesmo através de redes sociais, como o Whatsapp e Facebook.
A associação é realizada a partir da implementação da API a uma página na rede social, onde o usuário pode contatá-la, recebendo a resposta diretamente do chatbot, simulando uma conversa casual. Observe abaixo.
Figura 7 - Visualização Prévia do Assistente
Fonte - Autor
O chatbot também fornece ao usuário diferentes possibilidades de problemas através de opções que podem ser selecionadas a partir de texto ou clique.
Vale ressaltar que outra vantagem da utilização desta plataforma é a possibilidade de inserção de mídia interativa, tal como, imagens, áudio e vídeos, para usuários que não possuem entendimento de determinados termos técnicos possam realizar uma busca dentro do próprio sistema. Esta funcionalidade também permite o seu uso no trabalho docente em salas de aula nas disciplinas de informática básica, organização e arquitetura de computadores, hardware e fundamentos da computação, nos níveis técnico (integrado e subsequente) e superior, proporcionando aos discentes uma nova oportunidade de aprendizagem. Como demonstra a imagem abaixo.
Figura 8 - Exemplo de Mídia Interativa Inserida no Sistema
Fonte - Autor
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O desafio na execução desse projeto é motivado pela possibilidade de contribuir com educandos na reformulação de um novo aprender mediados por tecnologias de inteligência artificial. Entendemos que o projeto de inserir tecnologias com base em sistemas especialistas com o propósito de contribuir com o discente no aprendizado do conteúdo em sala de aula não se esgota.
Dessa forma, confiamos que se faz necessário expandir os estudos que possibilitem declives para a busca de instrumentos eficazes para a comunidade escolar.
Nesse sentido, compreendemos a necessidade de trabalhos de pesquisa que possam dar continuidade na investigação dos assuntos abordados.
As pesquisas realizadas em torno das ferramentas possibilitam encontrar uma plataforma que se demonstrou-se intuitiva e de fácil utilização, simplificando diferentes comandos e menus em uma conversa casual, tornando-a compreensível a todos os usuários, independentemente de sua atuação ou não na área de tecnologia de informação.
Quanto a aplicação da base de conhecimento no IBM Watson Assistant trouxe resultados satisfatórios, dado o fato do desenvolvimento de uma ferramenta gratuita utilizando Inteligência Artificial.
O sistema desenvolvido demonstrou-se de grande utilidade se aliado ao processo de ensino-aprendizagem, dado o fato de que ele pode ser utilizado para dinamizar a construção do conhecimento no ensino de diversas disciplinas, como as citadas anteriormente, que são grandes aliadas do mundo acadêmico em geral, pois a informática permite que inúmeras atividades possam ser realizadas remotamente.
Visto isso, percebe-se que a ferramenta supre demandas neste período de isolamento social, pois pode auxiliar educadores e educandos a realizarem os reparos de possíveis problemas que sua
máquina tende a apresentar, o permitindo seguir com suas atividades normalmente, sem que haja a necessidade de se expor aos riscos da Covid19.
A usabilidade deste projeto pretende garantir que usuários de baixa renda e sem conhecimento na área de tecnologia de informação e comunicação consigam realizar buscas acerca de problemas relacionados ao hardware de sua máquina utilizando o chatbot.
Nossa busca nos permite reconhecer que há limites impostos pela comunidade escolar atual no sentido de fortalecer o engajamento de ações continuadas e permanentes de relação entre as tecnologias digitais, aprendizagem e o trabalho docente.
Entretanto, confiamos na possibilidade de alteração do atual cenário educacional. Tal mudança se fundamenta no aumento de ações dialógicas entre os atores da educação na busca do processo construtivo e colaborativo, fazendo certamente com que as tecnologias digitais inseridas de regras de inteligência artificial possam ser elementos de grande valia nesse processo de afirmação do saber.
Por fim, a construção de ferramentas para contribuir com a comunidade que poderá obter suporte a distância, visando sua utilidade neste momento em que devemos evitar aglomerações, devido às consequências da pandemia é necessário.
E a aprendizagem compreendidas pelo sistema educacional de existir apenas na sala de aula, sendo os alunos forçados a aprender na mesma velocidade, no mesmo local e da mesma maneira pode ser ajudado pela inclusão da inteligência artificial a quebrar esse paradigma na comunidade escolar.
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