Agendamento de Atividades e Tarefas Apoiado por Sistemas Multiagente em Ambientes Virtuais de Aprendizagem

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1 Agendamento de Atividades e Tarefas Apoiado por Sistemas Multiagente em Ambientes Virtuais de Aprendizagem Márcia da C. Pimenta 1, José Francisco M. Netto 1 1 Programa de Pós-Graduação em Informática (PPGI) Universidade Federal do Amazonas (UFAM) Av. Gen. Rodrigo Octávio Jordão Ramos, 3000 CEP: Manaus AM - Brasil. Telefone: (92) mcpufam@gmail.com, jnetto@dcc.ufam.edu.br Abstract. The use of virtual environments for learning courses used in the distance, is increasingly present in Education. This article discusses the problem concerning the monitoring of agendas, namely the control and visualization of the environment, and proposes a schedule for this support based on Multiagent Systems. The objective of the system multiagente is the monitoring, of the activities and tasks, of the participants and mediators. Each user's environment, has an agent called clone, which will complete the schedule of activities, with the responsibility to keep its owner informed about the activities scheduled by the mediator, making their daily tasks simpler and more visible within the environment. Resumo. A utilização de ambientes virtuais de aprendizagem usados em cursos à distância, está cada vez mais presente na Educação. Este artigo discute o problema referente ao acompanhamento de agendas, isto é, ao controle e visualização dos compromissos no ambiente e, propõe um apoio para este agendamento baseado em Sistemas Multiagente. O objetivo do Sistema Multiagente é a monitoração das atividades e tarefas dos participantes e mediadores. Cada usuário do ambiente possui um agente denominado clone, que irá realizar o agendamento das atividades, tendo como responsabilidade manter seu proprietário informado sobre as atividades agendadas pelo mediador, tornando suas tarefas diárias mais simples e visíveis dentro do ambiente. Palavras-chave: agente, ambiente virtual de aprendizagem, sistemas multiagente.

2 1. Introdução Nas últimas décadas, a educação a distância tomou um novo impulso com a integração de tecnologias tradicionais de comunicação como o rádio e a televisão associados aos materiais impressos enviados pelo correio, o que favoreceu a disseminação e a democratização do acesso à educação em diferentes níveis, permitindo atender a uma grande massa de alunos. Diante dos recursos disponíveis na Internet e da necessidade de ambientes educacionais que suportem adequadamente as atividades dos mediadores e aprendizes, a Internet se apresenta como um dos recursos capazes de atender parte das expectativas dos pesquisadores da área de Educação a Distância (EaD). No sentido de desenvolver facilidades para aprendizes e mediadores, uma diversidade de ambientes tem sido desenvolvida utilizando os recursos disponíveis na Internet. No contexto das instituições de ensino, aprendizes e mediadores têm percebido, através da disponibilização de notas de aula, listas de exercícios e trabalhos na Internet, as vantagens de incorporar tais recursos ao processo de ensino-aprendizagem, seja ele presencial ou a distância. Nesse artigo adotamos o paradigma de agentes. Agentes representam um novo paradigma para desenvolvimento de aplicações de software, de tal forma que sua utilização tem acontecido nos mais variados tipos de aplicações, como por exemplo: aplicações na área médica, indústria, entretenimento, educação, dentre muitas outras áreas do conhecimento. Para um melhor entendimento de nossa proposta, criamos um cenário para servir de exemplo. Consideremos um grupo de alunos participantes de um curso a distância, o qual utiliza nestas aulas, um ambiente virtual de aprendizagem (AVA). Existem professores e tutores monitorando o grupo e interagindo neste ambiente. Alguns problemas normalmente encontrados dizem respeito ao acompanhamento de agendas quanto ao controle e visualização dos compromissos. O participante e o próprio mediador não acessam a agenda com a freqüência desejada para visualizar as datas das atividades de seu grupo ou, simplesmente, esquecem de algum compromisso nela contido. Além disso, podemos contar algumas vezes com problemas como: imprevistos, disponibilidade, prioridades e etc, por parte dos membros do curso, o que gera conflitos de horário e/ou data para agendar as atividades. Podemos verificar ainda que um usuário pode desejar acessar as informações sobre os compromissos que possui em outros cursos dentro do ambiente. Poderíamos citar uma solução mais simples para ser utilizada como resolução deste problema, como por exemplo: um mecanismo de envio de ou Short Message Service (SMS), porém o uso do não poderia trazer um agendamento simultâneo de uma determinada tarefa e o envio de SMS envolveria um custo muito alto até que, por exemplo, todos os participantes entrassem em consenso para uma determinada atividade, o que também não seria viável. Dessa forma, o recurso Agenda poderá realizar o monitoramento simultâneo a todos os seus cursos, recuperando as informações de seus compromissos e disponibilizando-as através de uma visão integrada, sem a necessidade de o usuário acessar cada um dos cursos para buscar as informações desejadas.

3 A adoção do paradigma de Sistemas Multiagente para solução de problemas de agendamento de reuniões é respaldado por vários trabalhos, entre eles [Sánchez 2002]. Problemas de agendamento envolvem muitas pessoas, cada uma com sua própria agenda, interesses e restrições e, além disso, requer alocar recursos limitados (ex.: salas de reuniões) tornando natural a adoção desse paradigma. A proposta é, dentro de um AVA, implementar um Sistema Multiagente que verifique a agenda do(s) curso(s). Estes agentes possuirão responsabilidades de manter os participantes informados sobre as atividades agendadas pelo mediador para o grupo, dentro do curso proposto no ambiente; sendo assim, os agentes farão o monitoramento destas atividades, verificando e comunicando o agendamento para os integrantes do curso. Como artigos correlatos que embasam esta pesquisa podemos citar: Modelo baseado em agentes para acompanhamento do processo de aprendizagem em ambientes virtuais [Brito et al 2005], e O Uso de Agentes de Software para Notificações no Ambiente Virtual de Aprendizagem Moodle [Silva et al 2008] que discutem novas facilidades que têm sido incorporadas nos ambientes virtuais de aprendizagem e propõe um modelo baseado em agentes, desenvolvido para atender estes cursos à distância. Deste artigo absorvemos conceitos e abordagens que servirão de base teórica para a proposta. Assim estão sendo investigados diversos ambientes virtuais de aprendizagem apoiados por agentes e sistemas correlatos. Além desta seção de Introdução, este artigo está estruturado da seguinte forma: a seção 2 discute a ontologia, sobre a qual se baseia o sistema a ser proposto; a seção 3 apresenta a proposta de um sistema de agentes para execução de estratégias de agendamento; e, finalizando o trabalho, é apresentada a seção 4 de Conclusões. 2. Ontologia Em um Mundo em que os atores estão distribuídos e são intrinsecamente heterogêneos, como é a Internet, é necessária uma concordância sobre os significados dos termos empregados nas mensagens trocadas. Ontologias são empregadas basicamente para prover este significado comum. Segundo [Netto 2006], Ontologia é um conceito apropriado pela comunidade de Informática que tem origem na Filosofia, onde significa o estudo da natureza do ser, realidade e substância. A Figura 1 sintetiza o contexto das estratégias tratadas nesta proposta, considerando os diversos elementos envolvidos. Esse contexto é baseado nos principais elementos identificados por [Netto 2006]: agentes, tarefas, clone e pessoas, descritos a seguir. A ontologia de [Netto 2006] já foi aplicada com o objetivo de apoiar o projeto de ambientes virtuais de aprendizagem de xadrez (AVAX) e suas ferramentas, fornecendo informações concretas sobre os objetos ou estruturas que devem ser refletidas no projeto desses softwares. A proposta deste artigo está baseada na ontologia de [Netto 2006], que trabalha com um tipo especial de agente denominado clone. Para cada usuário do ambiente, há um agente denominado clone que substitui o seu proprietário em determinadas tarefas. O clone

4 aprende com seu proprietário e, também, procura solucionar problemas para seu proprietário, conforme podemos verificar na Figura 1. Figura 1: Diagrama de conceitos e relacionamentos que descreve a ontologia do AVAX [Netto 2006] 3. Um sistema de agentes para execução de estratégias de agendamento Apesar da grande utilidade das ferramentas dos ambientes virtuais de aprendizagem (AVA), não há normalmente nesses sistemas uma forma de auxílio na configuração e/ou manutenção de suas informações, o que faz com que, muitas vezes, o usuário fique confuso entre tantas opções, podendo até mesmo gerar um certo desinteresse. Além disso, entre opções e alternativas o usuário não consegue saber o que já realizou, o que falta realizar e qual a melhor forma de se aproveitar todos os recursos do sistema para seu crescimento pessoal. A proposta descrita neste artigo favorecerá uma abordagem para a solução do problema do acompanhamento da agenda, que, resumidamente, diz respeito ao controle e visualização dos compromissos. Na nossa experiência em EaD, constatamos que o participante e o próprio mediador não acessam a agenda com a freqüência desejada para visualizar as datas das atividades de seu grupo ou, simplesmente, esquecem de algum compromisso nela contido. Isto pode gerar problemas pedagógicos e até mesmo acadêmicos, como por exemplo, a falta de uma nota, pelo fato do aprendiz não ter visualizado a tempo a atividade que precisava executar. O modelo proposto incorpora características pró-ativas ao ambiente de aprendizagem, tornando-o mais interessante e atrativo ao estudante. Entre essas características pró-ativas, encontram-se: notificações e avisos personalizados de acordo com as atividades desempenhadas pelo estudante e com as estratégias de acompanhamento definidas pelos mediadores. Além disso, o agente clone toma para si responsabilidades

5 dentro do ambiente que, até então, seriam ações somente executadas pelo próprio usuário, minimizando assim seu esforço. Inserido neste contexto adotamos o conceito de agentes que, segundo Russel e Norvig, agente é tudo o que pode ser considerado capaz de perceber seu ambiente por meio de sensores e de agir sobre esse ambiente por intermédio de atuadores. [Russel e Norvig 2004]. Ainda neste contexto, agentes são sistemas computacionais capazes de ações autônomas em algum ambiente, a fim de alcançarem seus objetivos de projeto. [Wooldridge 2002]. Neste artigo propomos um sistema multiagente que gerenciará agendas dentro de um AVA. Essas atividades monitoradas pelos agentes de agendamento podem ser, por exemplo, reuniões no chat, encontros presenciais, provas, trabalhos, etc. Antes de agendar um novo compromisso, referente a um determinado curso, o agente verifica em sua agenda, por meio de consultas aos demais agentes, a existência ou não, de incompatibilidades ou conflitos de horários e datas de cada curso. Durante a pesquisa identificou-se um conjunto de Casos de Uso, que deve ser modelado e projetado para tais agentes, conforme pode ser observado na Figura 2: Figura 2: Diagrama de caso de uso das funcionalidades do clone Em nossa abordagem, um agente denominado clone auxilia usuários e as substitui em determinadas tarefas dentro do AVA. Os clones possuem informações sobre seus proprietários e os representam em certas situações. Os agentes trocam mensagens solicitando que outros agentes disponibilizem algum serviço da agenda ou informando alguma atividade. Há, portanto, uma negociação entre agentes para que uma tarefa seja agendada. Quando os agentes decidem realizar uma tarefa em conjunto, eles geram um contrato, definindo o que cada agente deve realizar ou qual objetivo devem atingir. As mensagens trocadas entre os agentes são registradas em um banco de dados, o que permite posteriormente que o usuário tenha acesso aos procedimentos adotados pelo clone,

6 mantendo-o desta forma atualizado das atividades que o mesmo realizou possibilitando eventuais ajustes. seguir: Para uma melhor compreensão, os Casos de Uso serão mais bem detalhados a Verificar Agendamento: Possui a responsabilidade de manter o participante informado sobre as atividades agendadas pelo mediador para o grupo e sobre seus próprios agendamentos. Essas atividades podem ser, por exemplo, reuniões no chat, encontros presenciais, provas, trabalhos, etc. Realizar Agendamento: Possui a responsabilidade de efetivamente criar um novo agendamento, após verificar se o mesmo ainda não existe e também se há compatibilidade. Comunicar Agendamento: Possui a responsabilidade de manter os participantes e os mediadores informados sobre as atividades que estarão sendo agendadas no ambiente. Ele pode avisar a um determinado participante sobre as tarefas e alertar o mediador sobre o cumprimento das mesmas, pelos participantes do grupo. Excluir Agendamento: Possui a responsabilidade de excluir um determinado agendamento. 4. Considerações Finais Discutimos aqui o problema crescente das estratégias de agendamento e a necessidade de automatizar parte dessa gerência em um AVA. Apresentamos um modelo que acrescenta uma camada multiagente a um AVA, baseados em [Netto 2006], utilizando o clone, para a monitoração e suporte aos participantes e mediadores dos cursos desse ambiente, tornando suas atividades diárias mais simples, diminuindo o trabalho manual da utilização das ferramentas pelos usuários e, assim, liberando-os para o objetivo maior que é manter o aprendiz informado sobre as tarefas pendentes, os prazos, a necessidade de ver novas informações postadas no ambiente. A plataforma multiagente nesse ambiente tornará sua utilização mais simples e dinâmica. No caso do mediador, haverá uma melhora significativa no que diz respeito ao controle de seus cursos, deixando que a própria plataforma multiagente trabalhe por ele nas atividades do dia-a-dia, mantendo-o sempre informado da atual situação de seus grupos, liberando-o para sua função principal que é auxiliar na aprendizagem dos participantes de cada grupo. Com relação ao aprendiz, ele se tornará mais integrado ao ambiente, pois a plataforma multiagente permitirá um acompanhamento mais direto e contínuo de seus cursos, atividades e compromissos diários. Os aprendizes estarão mais informados sobre o acompanhamento das atividades agendadas no ambiente. O controle das funções e ferramentas se tornará uma atividade mais simples e dinâmica, já que o sistema passará a trabalhar pelo aprendiz, uma vez que cada participante passa a ter um conjunto de agentes que por sua vez, estarão 24 horas por dia no ar monitorando as atividades do ambiente a fim de mantê-lo informado de tudo que acontece em seu grupo de trabalho.

7 Este artigo apresentou um estudo que está sendo realizado com o objetivo de experimentar o uso deste sistema multiagente, no contexto de uma comunidade de virtual aprendizagem, visando criar condições para que seus usuários sintam-se mais seguros ao participarem das atividades propostas no AVA. Como próxima etapa do projeto, pretendese desenvolver protótipos trabalhando na plataforma Moodle ( Portanto, faz-se necessário estender o estudo desta tecnologia, a fim de criar estes agentes com características apropriadas aos ambientes virtuais de aprendizagem, utilizados na educação a distância. 5. Referências bibliográficas BRITO, Silvana R.; SILVA, Aleksandra, FAVERO, Elói; Modelo Baseado em Agentes para Acompanhamento do Processo de Aprendizagem em Ambientes Virtuais. Anais do Simpósio Mineiro de Sistemas de Informação; Minas Gerais - MG : Sociedade Brasileira de Computação, Outubro de NETTO, José Francisco de Magalhães. Uma Arquitetura para Ambientes Virtuais de Convivência: uma Proposta Baseada em Sistemas Multiagente. Tese de Doutorado, Universidade Federal do Espírito Santo. Vitória, RUSSEL, Stuart; NORVIG, Peter: Inteligência Artificial. Editora Campus, São Paulo, SÁNCHEZ, Miguel Angel; ALONSO, Álvaro Rayón. Development of a Personal Agenda and a Distributed Meeting Scheduler Based on JADE Agents, Disponível em: < Acesso em: Janeiro SILVA, A. S. ; Gonçalves, A. N. A. ; SILVA, C. N. ; BRITO, S. R.. O Uso de Agentes de Software para Notificações no Ambiente Virtual de Aprendizagem Moodle. II MoodleMoot, Universidade Mackenzie, São Paulo, WOOLDRIDGE, Michael. An Introduction to Multiagent Systems. Editora Wiley:England, 2002.