Rosa Maria Vicari

A BDI approach to infer student's emotions in an intelligent learning environment

In this article we describe the use of mental states approach, more specifically the belief-desire-intention (BDI) model, to implement the process of affective diagnosis in an educational environment. We use the psychological OCC model, which is based on the cognitive theory of emotions and is possible to be implemented computationally, in order to infer the learners emotions from his actions in the system interface. In our work we profit from the reasoning capacity of the BDI model in order to infer the students appraisal (a cognitive evaluation of a person that elicits an emotion), which allows us to deduce students emotions. The system reasons about an emotion-generating situation and tries to infer the users emotion by using the OCC model. Besides, the BDI model is very adequate to infer and also model students affective states since the emotions have a dynamic nature.

AgentSpeak(XL): efficient intention selection in BDI agents via decision-theoretic task scheduling

This paper shows how to use a decision-theoretic task scheduler in order to automatically generate efficient intention selection functions for BDI agent-oriented programming languages. We concentrate here on the particular extensions to a known BDI language called AgentSpeak(L) and its interpreter which were necessary so that the integration with a task scheduler was possible. The proposed language, called AgentSpeak(XL), has several other features which increase its usability; some of these are indicated briefly in this paper. We assess the extended language and its interpreter by means of a factory plant scenario where there is one mobile robot that is in charge of packing and storing items, besides other administrative and security tasks. This case study and its simulation results show that, in comparison to AgentSpeak(L), AgentSpeak(XL) provides much easier and efficient implementation of applications that require quantitative reasoning, or require specific control over intentions (e.g., for giving priority to certain tasks once they become intended).

A multi-agent intelligent environment for medical knowledge

AMPLIA is a multi-agent intelligent learning environment designed to support training of diagnostic reasoning and modelling of domains with complex and uncertain knowledge. AMPLIA focuses on the medical area. It is a system that deals with uncertainty under the Bayesian network approach, where learner-modelling tasks will consist of creating a Bayesian network for a problem the system will present. The construction of a network involves qualitative and quantitative aspects. The qualitative part concerns the network topology, that is, causal relations among the domain variables. After it is ready, the quantitative part is specified. It is composed of the distribution of conditional probability of the variables represented. A negotiation process (managed by an intelligent MediatorAgent) will treat the differences of topology and probability distribution between the model the learner built and the one built-in in the system. That negotiation process occurs between the agents that represent the expert knowledge domain (DomainAgent) and the agent that represents the learner knowledge (LearnerAgent).

A genetic algorithm approach for group formation in collaborative learning considering multiple student characteristics

Considering that group formation is one of the key processes in collaborative learning, the aim of this paper is to propose a method based on a genetic algorithm approach for achieving inter-homogeneous and intra-heterogeneous groups. The main feature of such a method is that it allows for the consideration of as many student characteristics as may be desired, translating the grouping problem into one of multi-objective optimization. In order to validate our approach, an experiment was designed with 135 college freshmen considering three characteristics: an estimate of student knowledge levels, an estimate of student communicative skills, and an estimate of student leadership skills. Results of such an experiment allowed for the validation, not only from the computational point of view by measuring the algorithmic performance, but also from the pedagogical point of view by measuring student outcomes, and comparing them with two traditional group formation strategies: random and self-organized.

Proposta Brasileira de Metadados para Objetos de Aprendizagem Baseados em Agentes (OBAA)

This paper presents the Agent Based Learning Objects - OBAA standard proposal. The main goal of the research was to establish a standardized specification of the technical and functional requirements of learning objects that should allow the interoperability of the contents between Web and Digital TV environment, supporting accessibility and pedagogical issues. In this proposal it has been explored the convergence among the multiagent systems, LO and ubiquitous computing technologies, allowing the authoring, storage and recovery of LO in varied contexts and through different digital platforms. The result of this research was the definition of the OBAA proposal containing the requirements, specifications and architectures that will compose the Brazilian standard for the management, transmission, storage, search, editing and use of LO that can be distributed and used in an integrated manner within the Web platforms, mobile devices and Digital TV.

MILOS: Infraestrutura de Agentes para Suporte a Objetos de Aprendizagem OBAA

Este artigo discute a colaboracao entre estudantes na internet e a troca de conhecimento por meio desse canal de comunicacao. Propoe uma metodologia que visa potencializar as relacoes entre os usuarios de uma rede educacional situada num contexto especifico. Tal metodo tem como fundamento as teorias do contexto e a analise de redes sociais (ARS), para promover um mapeamento das redes estudadas.Refletir sobre curriculo escolar formal e comunidades de aprendizagem como metafora das TIC dinamizam os caminhos empiricos, construcoes criticas e aprofundamento da difusao do conhecimento como parte do processo de humanizacao/ tecnologizacao do homem. Oriundos de processos e movimentos contemporâneos, a consolidacao de ambientes computacionais nas escolas potencializa a construcao do conhecimento e a socializacao de praticas pedagogicas inovadoras. Esta investigacao assume as situacoes especificas curriculares, procura descobrir o que existe de mais essencial e caracteristico, partindo do conhecimento de curriculo e suas bases teoricas tradicionais, para a construcao da discussao sobre um curriculo em rede associada a instrumentalizacao das comunidades de aprendizagem.O sistema Moodle constitui-se atualmente numa das mais importantes ferramentas de apoio a cursos na Web. Apesar disto, seu modelo apresenta algumas deficiencias para uma estruturacao hierarquica e compartilhamento de materiais digitais entre disciplinas e turmas do seu ambiente virtual. Este artigo apresenta um estudo sobre a arquitetura central do Moodle, propondo a definicao de um novo nucleo, visando o aprimoramento destas caracteristicas.Estudo descritivo, qualitativo, com estudantes da 3a serie de Graduacao em Enfermagem de uma Universidade Publica de Sao Paulo, SP. Os participantes construiram Mapas Conceituais, por meio do software Cmap Tools®. Os dados foram coletados em um Grupo Focal e todos os sujeitos indicaram que o uso do software facilita e garante a organizacao, visualizacao e correlacao dos dados, porem houve dificuldades iniciais relacionadas ao manejo das ferramentas. Conclui-se, que o software Cmap Tools® favoreceu a construcao dos MC por seus recursos de formatacao, porem estrategias de orientacao deveriam ser implantadas. Como resultado, desenvolveu-se um manual para o uso do software Cmap Tool® em video Podcasting.Ha poucas iniciativas com respeito aos ambientes de virtuais para a divulgacao de materiais curriculares sobre modelagem matematica. Esses ambientes oferecem acesso as praticas pedagogicas em modelagem. Este trabalho apresenta um sistema Web para hospedar atividades de modelagem e materiais multimidia para descrever o desenvolvimento do ambiente de modelagem em sala de aula e apoiar outros professores na implementacao em suas praticas pedagogicas.A composicao e sequenciamento de Objetos de Aprendizagem sao discutidas neste trabalho a partir da representacao da estrutura conceitual de um dominio em termos das suas relacoes de dependencia. A composicao de Objetos de Aprendizagem e modelada a partir da estrutura narrativa de um discurso considerando-se os aspetos formais dos planos do conteudo e de expressao. O aspecto formal do conteudo da composicao e dado pelas pelos conceitos e seus relacionamentos e forma da expressao corresponde aos tipos de signos definidos pelo LOM. A estrutura da composicao obtida independe do tipo de midia utilizado e o modelo adequa-se as propostas de composicao adaptativas tanto do ponto de vista do meio como das disponibilidades de conexao.

Brazilian Proposal for Agent-Based Learning Objects Metadata Standard - OBAA

This paper presents the Agent Based Learning Objects - OBAA standard proposal. The main goal of the research was to establish a standardized specification of the technical and functional requirements of interoperable learning objects. In our context, interoperability regards the operation of the content inside Web, Digital TV and mobile environments, supporting accessibility and pedagogical issues. In this proposal it has been explored the convergence among the multi-agent systems, learning object and ubiquitous computing technologies, allowing the authoring, storage and recovery of learning object in varied contexts and through different digital platforms. The result of this research was the definition of the OBAA proposal containing the requirements, specifications and architectures that will compose the Brazilian standard for the management, transmission, storage, search, editing and use of interoperable learning object.

Multi-Agent Based Pedagogical Games

MCOE (Multi-agent Co-operative Environment) is a game modelled using a multi-agent system architecture composed of a society of agents which work to achieve a common goal: to assist a student to fight against pollution resulting from foreign elements (polluters) and to maintain the equilibrium of the environment [GIR98]. The system has two kinds of agents: reactive (designed and implemented using the object-oriented approach) and cognitive (designed with a mental state approach using the agent model proposed by Mora et al. in [MOR 98]). The agent model used allows us to both formally define the cognitive agent and to execute them to verify the accuracy of the model. The elements of the tutoring agent architecture are: the tutor mental states, the knowledge about what tool to use with each specific foreign elements, the knowledge about energy levels of scenario elements, the rules to help it to decide what action should be taken according to changes of the students’ mental states; and sensors for receiving data about the environment.

Intelligent Learning Objects: An Agent Based Approach of Learning Objects

Many researchers on Intelligent Learning Environments have proposed the use of Artificial Intelligence through architectures based on agents’ societies. Teaching systems based on Multi-Agent architectures make possible to support the development of more interactive and adaptable systems. At the same time many people have been working to produce metadata specification towards a construction of Learning Objects in order to improve efficiency efficacy and reusability of learning content based on Object Oriented design paradigm. This paper proposes an agent based approach to produce more intelligent learning objects according to FIPA agent architecture reference model and LOM/IEEE 1484 learning object specification learning objects

Rumo ao Uso de Metadados Educacionais em Sistemas de Recomendação

Este artigo discute a colaboracao entre estudantes na internet e a troca de conhecimento por meio desse canal de comunicacao. Propoe uma metodologia que visa potencializar as relacoes entre os usuarios de uma rede educacional situada num contexto especifico. Tal metodo tem como fundamento as teorias do contexto e a analise de redes sociais (ARS), para promover um mapeamento das redes estudadas.Refletir sobre curriculo escolar formal e comunidades de aprendizagem como metafora das TIC dinamizam os caminhos empiricos, construcoes criticas e aprofundamento da difusao do conhecimento como parte do processo de humanizacao/ tecnologizacao do homem. Oriundos de processos e movimentos contemporâneos, a consolidacao de ambientes computacionais nas escolas potencializa a construcao do conhecimento e a socializacao de praticas pedagogicas inovadoras. Esta investigacao assume as situacoes especificas curriculares, procura descobrir o que existe de mais essencial e caracteristico, partindo do conhecimento de curriculo e suas bases teoricas tradicionais, para a construcao da discussao sobre um curriculo em rede associada a instrumentalizacao das comunidades de aprendizagem.O sistema Moodle constitui-se atualmente numa das mais importantes ferramentas de apoio a cursos na Web. Apesar disto, seu modelo apresenta algumas deficiencias para uma estruturacao hierarquica e compartilhamento de materiais digitais entre disciplinas e turmas do seu ambiente virtual. Este artigo apresenta um estudo sobre a arquitetura central do Moodle, propondo a definicao de um novo nucleo, visando o aprimoramento destas caracteristicas.Estudo descritivo, qualitativo, com estudantes da 3a serie de Graduacao em Enfermagem de uma Universidade Publica de Sao Paulo, SP. Os participantes construiram Mapas Conceituais, por meio do software Cmap Tools®. Os dados foram coletados em um Grupo Focal e todos os sujeitos indicaram que o uso do software facilita e garante a organizacao, visualizacao e correlacao dos dados, porem houve dificuldades iniciais relacionadas ao manejo das ferramentas. Conclui-se, que o software Cmap Tools® favoreceu a construcao dos MC por seus recursos de formatacao, porem estrategias de orientacao deveriam ser implantadas. Como resultado, desenvolveu-se um manual para o uso do software Cmap Tool® em video Podcasting.Ha poucas iniciativas com respeito aos ambientes de virtuais para a divulgacao de materiais curriculares sobre modelagem matematica. Esses ambientes oferecem acesso as praticas pedagogicas em modelagem. Este trabalho apresenta um sistema Web para hospedar atividades de modelagem e materiais multimidia para descrever o desenvolvimento do ambiente de modelagem em sala de aula e apoiar outros professores na implementacao em suas praticas pedagogicas.A composicao e sequenciamento de Objetos de Aprendizagem sao discutidas neste trabalho a partir da representacao da estrutura conceitual de um dominio em termos das suas relacoes de dependencia. A composicao de Objetos de Aprendizagem e modelada a partir da estrutura narrativa de um discurso considerando-se os aspetos formais dos planos do conteudo e de expressao. O aspecto formal do conteudo da composicao e dado pelas pelos conceitos e seus relacionamentos e forma da expressao corresponde aos tipos de signos definidos pelo LOM. A estrutura da composicao obtida independe do tipo de midia utilizado e o modelo adequa-se as propostas de composicao adaptativas tanto do ponto de vista do meio como das disponibilidades de conexao.