Post on 21-Apr-2015
Projeto OBAA
Objetos de Aprendizagem Multimidia e Multiplataforma
Suportados por Agentes
Grupo UFRGS e UNISINOS
Projeto OBAAResultados Esperados x Alcançados
Arquitetura de agente que implementa os fundamentos propostos e um conjunto de recursos para a construção de agentes compatíveis com esta arquitetura.
Abordagem onde Objetos de Aprendizagem (OA) são construídos através de arquiteturas de agentes.
Modelagem de uma sociedade multiagente que suporta o funcionamento da abordagem proposta, incluindo o processo de comunicação entre os agentes
Objetivos concluídos:
Arquitetura multiagenteprojetada para Autoria,
Gerência, Busca eDisponibilização de OAs
Projeto OBAAResultados Esperados x Alcançados
Criação de OA compatíveis com a web e com o padrão de TV digital
Plataforma multiagente de suporte para OA, com funcionalidades para plataformas de web semântica e TV Digital
A implementação de ambientes de aprendizagem mais adaptáveis a partir da construção de material educacional que possa ser utilizado em um largo espectro de domínios com a habilidade de auto-adaptação através de agentes
Objetivos Concluídos:
O Padrão OBAA de Metadados define as informações de OAs
multimidia para suportar operação multiplataforma
A arquitetura multiagenteproposta pode usar estas
informações para suportar a interoperabilidade
e a auto-adaptação
Projeto OBAA - Relatórios
RT-OBAA-01 - Proposta de padrão de metadados para OA multimidia e multiplataforma Padrão OBAA
RT-OBAA-02 - Relatório técnico do grupo de áudio e vídeo: análise das plataformas de Web, TV Digital e dispositivos
móveis, incluindo padrões de metadados dos conteúdos usados nestas plataformas
arquitetura e implementação de plataforma de testes de interoperabilidade de OAs nas três plataformas
resultados dos testes preliminares de interoperação
Projeto OBAA - Relatórios
RT-OBAA-03 - Relatório técnico do grupo pedagógico: referenciais pedagógicos para definir os requisitos dos OAs especificação dos requisitos pedagógicos e de acessibilidade
dos OAs com base nestes referenciais análise do estado da arte nos padrões de metadados de OAs descrição e análise dos experimentos conduzidos para validar
os requisitos em OAs multiplataforma
RT-OBAA-04 – Relatório técnico do grupo de agentes: análise de viabilidade técnica do uso de ontologias e agentes
para suporte a OAs apresentação de uma arquitetura concreta de agentes, baseada
na plataforma JADE, para suporte a OAs estudo de caso com interação com IMS Moodle
Projeto OBAA - Relatórios
RT-OBAA-05 – Relatório técnico do grupo de agentes: análise de requisitos de arquitetura de agentes para suporte a
autoria de OAs e de apoio pedagógico do uso de OAs proposta de arquitetura abstrata de agentes para suportar estes
requisitos
RT-OBAA-06 – Relatório técnico do grupo de agentes: apresentação das características das ferramentas de autoria
atuais para OAs descrição dos processos de implantação, teste e análise
comparativa de ferramentas de autoria de OAs
O Padrão OBAA
Padrão Aberto e Flexível Compatível com IEEE-LOM e com Dublin, a
base é o padrão IEEE-LOM Compatível com a Web Semântica: sintaxe
XML e semântica dos metadados definida através de ontologia OWL
Enfoque em questões educacionais brasileiras
Interoperabilidade do OA nas plataformas Web, TV Digital e dispositivos móveis
Requisitos do Padrão OBAA
Interoperabilidade multiplataforma e funcionalidade para uma ampla gama de aplicações garantidas por requisitos de: Adaptabilidade Compatibilidade Acessibilidade Independência Tecnológica
Requisitos do Padrão OBAA
Adaptabilidade: a mesma descrição de um OA pode ser usada de forma interoperável, adaptando-se às características de cada plataforma.
Compatibilidade com os padrões existentes: o padrão deve manter a compatibilidade com o atual panorama de padrões internacionais.
Requisitos do Padrão OBAA
Acessibilidade: o padrão deve possibilitar o acesso aos OA por todos os cidadãos, inclusive aqueles com necessidades especiais.
Independência Tecnológica: o padrão deve ser flexível e capaz de suportar as inovações tecnológicas, permitindo extensões sem perder a compatibilidade com o conteúdo já desenvolvido.
Flexibilidade de Aplicações do Padrão OBAA O padrão OBAA especifica um conjunto de
metadados que permitem a catalogação de OAs Os metadados propostos não foram especificados
para limitar o desenvolvimento de objetos à determinadas tecnologias, mas sim para especificar uma ampla gama de funcionalidades possibilitando a interoperabilidade
Uma aplicação não precisa usar todos os metadados especificados no padrão, mas apenas aqueles necessários para seus fins
Flexibilidade de Aplicações do Padrão OBAA Através do conceito de perfis de metadados já
estão previstas as funcionalidades necessárias para as principais aplicações
Novos perfis podem ser incorporados com a evolução do padrão
Compatibilidade com padrões atuais definidos perfis de metadados para OAs que são: Compatíveis com Dublin-Core Compatíveis com IEEE-LOM
Flexibilidade de Aplicações do Padrão OBAA
Novas aplicações definidos perfis de metadados para OAs que:
Suportam conteúdos Multimidia e Multiplataforma Suportam conteúdos que atendem requisitos educacionais
brasileiros Suportam conteúdos que atendem requisitos de
acessibilidade
Especificação dos Metadados OBAA
A especificação dos metadados partiu de padrões internacionalmente reconhecidos para a descrição de conteúdos educacionais como IEEE-LOM e o IMS
Foram utilizados como base padrões amplamente adotados para catalogação de arquivos multimídia e em TV Digital, como o TV-Anytime e o MPEG-7, além das características do Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD)
Informações sobre as capacidades dos dispositivos móveis (celulares) homologados no Brasil (TELECO, 2008) também foram levadas em conta na elaboração do padrão de metadados.
Estrutura dos Metadados OBAA
Os metadados OBAA são uma extensão dos metadados IEEE-LOM
Foram estendidos os grupos 4 e 5 do padrão IEEE-LOM que contém, respectivamente, os metadados técnicos e educacionais
Foram adicionados dois novos grupos de metadados para acessibilidade e informações de segmentação multimídia
Estrutura dos Metadados OBAA Metadados técnicos multiplataforma:
Extensão do grupo 4 de metadados técnicos do IEEE-LOM.
Metadados educacionais brasileiros: Extensão do grupo 5 de metadados educacionais do IEEE-LOM.
Metadados de acessibilidade: Novo grupo 10 de metadados de acessibilidade adaptados do
padrão IMS AccessForAll
Metadados de segmentação: Novo grupo 11 de metadados com informações de segmentação
de conteúdos multimídia, adaptados do padrão MPEG-7
Ontologia OWL dos Metadados OBAA Especificação de Ontologia OWL (Web Ontology
Language) para modelar as propriedades semânticas dos metadados OBAA
Sintaxe RDF-XML especificada para os metadados OBAA
OWL foi escolhida para definição de semântica e sintaxe porque:
permite grande flexibilidade de utilização proporciona rigor na especificação e independência de
hardware ou sofware por ser baseada em Lógica Descritiva e
é padronizada pelo W3C (World Wide Web Consortium) e, como consequência, é adotada pela comunidade científica.
é a linguagem definida pelo W3C para especificação de ontologias compatíveis com a iniciativa da Web Semântica.
Testes realizados no Projeto OBAA
Foi desenvolvido um plataforma de testes OBAA para Web, TV-Digital e móveis
Foram desenvolvidos protótipos de interface de objetos OBAA para Moodle
Foram desenvolvidos os agentes para estes protótipos
Estágio Atual do Projeto OBAA
Estamos adotando o padrão OBAA no projeto GT-FEB da RNP
Estamos testando a compatibilidade do Padrão e desenvolvendo uma ferramenta para a sua compatibilização automática
Estamos desenvolvendo uma ferramenta de autoria de metadados de OAs OBAA no contexto do ensino médio de matemática
Projeto OBAAProposta Infraestrutura MILOS
MILOS Multiagent Infrastructure for Learning Object Support
Proposta de infraestrutura de suporte a OAs que implementa as arquiteturas de agentes analisadas e especificadas nos projetos OBAA e GT-FED/RNP
Premissas da Infraestrutura MILOS Os padrões de metadados estão se tornando cada vez
mais complexos Há uma necessidade contínua de abranger mais
aplicações e domínios: IEEE-LOM: 9 grupos e mais de 70 elementos de metadados Dublin Core não-qualificado é simples, mas o modelo qualificado
(DCAM – DC Abstract Model) é mais complexo Além disso existe uma quantidade crescente de padrões derivados
do DCMI para diferentes tipos de aplicações (educacionais, médicas, etc.)
Padrões IMS em contínua evolução: a base de metadados é o IEEE-LOM, mas existem vários padrões adicionais: IMS-LD, IMS-AccessForAll, IMS-CP e outros
Cenário similar em padrões de metadados para multimidia
Premissas da Infraestrutura MILOS Esperar que uma pessoa domine todas estas
tecnologias não é razoável A utilização de equipes de especialistas não é
prática: há uma falta de especialistas pela novidade das
tecnologias a curva de aprendizado é difícil e demorada Necessidade de grande disponibilidade e capacidade de
atendimento para não se tornar um gargalo/ponto de falha do sistema
Necessitam ser permanentes dada a modificação constante das tecnologias
Premissas da Infraestrutura MILOS A solução é incorporar no sistema de suporte o
conhecimento de como: gerar conteúdos e especificar seus metadados de forma a
suportar requisitos de acessibilidade, de educação, multimidia e multiplaforma
adaptar e distribuir os OAs diretamente para os diferentes tipos de plataformas
auxiliar os professores, alunos, designers de OAs, administradores, usuários do sistema em geral, a localizar, catalogar, armazenar e gerenciar os OAs com base nos seus conhecimentos profissionais e de aplicação sem exigir conhecimento técnico sobre OAs
Resumindo, os usuários do sistema devem apenas dizer o que deve ser feito com os OAs e não entrar em detalhes de como isto será feito
Solução Adotada pela Infraestrutura MILOS
Fato fundamental: OAs são essencialmente formas de representação de conhecimentos aptas a serem distribuídas em sistemas de aprendizagem
Para tanto é necessário considerar desde o início técnicas e tecnologias capazes de tratar os OAs como representações de conhecimento
Atualmente a solução ideal para este tipo de situação é dada pela combinação de duas tecnologias recentes:
Engenharia de Ontologias Engenharia de Software Orientada a Agentes (AOSE
– Agent Oriented Software Engineering)
Solução Adotada pela Infraestrutura MILOS A Engenharia de Ontologias permite especificar de
forma rigorosa e padronizada as propriedades do domínio, mas não oferecem ou implementam os elementos ativos de um sistema Ontologias são formas padronizadas de se especificar
conhecimentos compartilhados
A AOSE permitem projetar e desenvolver sistemas baseados em agentes que implementam aplicações concretas baseadas nas ontologias Agentes de software inteligentes suportam mecanismos de
inferência capazes de manipular diferentes tipos de representações de conhecimento
Ontologias e Agentes na Infraestrutura MILOS
Ontologias especificam: Características e formatos dos metadados de OAs Classificação e organização de domínios de aprendizagem Propriedades específicas de aplicações educacionais
Agentes implementam funcionalidades de: Gerenciamento de informações (metadados) sobre OAs Autoria de metadados e conteúdos de OAs Mecanismos de busca de OAs baseado nos metadados Interoperação com repositórios de OAs, catálogos de
bibliotecas digitais e outros serviços de diretórios
Ontologia OWL dos Metadados OBAA
Middleware FIPA/JADE
JENA Framework + DIG Interface
Arquitetura da Infraestrutura MILOS
AutoriaApoio
PedagógicoBusca
FederadaGerência
OAs
SistemasMultiagente
MILOS
InterfaceWeb
InterfaceSQL
InterfaceLDAP
InterfaceRepositório OA
Facilidadesde Interface
MILOS
InterfaceAVA
Ontologias deDomínios de Ensino ...
Ontologias deAplicação ...
Infraestrutura MILOSSistema de Busca Federada
Librarian Agent
Z39.50
Cadastromanual
BibliotecaDigital
OAI-PMH
InterfaceWeb
Repositóriode OAs
Finder Agent
Outros Agentes ...
FIPA-QueryProtocol
Consultamanual
InterfaceWeb/AVA
Cataloger Agent
Servidor OpenLDAP
Servidor ApacheDS
LDAP
LDAP
DiretórioLocal Interface
SQLInterface
SQL
OntologiaOWL OBAA
Infraestrutura MILOSSistema de Apoio Pedagógico
Agente BuscaInteligente
InterfaceWeb/AVA
Finder Agent
FIPA-QueryProtocol
InterfaceWeb/AVA
Agente ApoioPedagógico
AgenteModelo do
Aluno
Base de Perfis de Alunos
Ontologias deDomínios de Ensino
Ontologia OWL OBAA
...
Ontologias deAplicação ...
InterfaceAVA/SQL
Usuários
Base de Estratégias
Pedagógicas
SuporteAcessibilidade
SuporteMultiplataforma
ConteúdosMultimídia
Estratégiasde Ensino
Domínio deEnsino
Infraestrutura MILOSSistema de Autoria
Web
Agente Editor Conteúdos OA
Agente Editor Metadados OA
Base de OAs
InterfaceSQL
TV Digital
Móveis
Navegação de Conteúdos
Agentes WizardsEdição
...
Ontologias deDomínios de Ensino
Ontologia OWL OBAA
...
Ontologias deAplicação ...
Agentes Adaptação
Multiplataforma
InterfaceSQL
InterfaceSQL
Usuários
InterfaceWeb
InterfaceWeb ...
DataCarousel+TS
Infraestrutura MILOSSistema de Gerência de OAs
Agente Publicador
Web
Base de OAs
Agente Publicador TV Digital
Agente Publicador
Móveis
Repositóriode OA p/Web
Servidor deObjetos do
DataCarousel
Servidorconteúdos
móveis
Servidor deconteúdos TSde TV Digital
Plataforma EAD / AVA
IMS-CPSCORM
Agentes Empacotadores de Conteúdo
...
Agente Interface de
GerênciaInterfaceWeb
OntologiaOWL OBAA
Projeto OBAAAnálise Crítica A proposta de padronização para objetos de
aprendizagem interoperáveis na Web, TV-Digital e Dispositivos móveis, apresentada neste documento, toma uma posição em prol da abertura tecnológica, visando à maior adoção e desenvolvimento futuro do padrão OBAA.
Para contemplar as particularidades das três plataformas (Web, TV-Digital e Dispositivos móveis) — heterogênas entre si, em um único padrão que as compatibilize — é necessário lidar com os requisitos e complexidades de todas elas.
Projeto OBAAAnálise Crítica Promover essa compatibilização atribuindo o
máximo possível de liberdade para o desenvolvedor de conteúdo educacional resultou em um amplo conjunto de metadados (nem sempre obrigatórios) e recomendações técnicas.
Espera-se que essa decisão de concepção permita uma ampla aceitação do padrão OBAA pela comunidade da Educação e também que a mesma auxilie a evolução do padrão para atender às demandas da Educação no Brasil
Projeto OBAAAnálise Crítica Não obstante, a operacionalização desta concepção
passa pelo aplicação inovadora das tecnologias de Engenharia de Ontologia e de Engenharia de Software de Agentes
Esta é uma oportunidade única para o Brasil para se posicionar na vanguarda do desenvolvimento tecnológico e científico na aplicação de Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC) na área de Educação
Projeto OBAA
Obrigado pela Atenção.