Pat: Um Agente Pedagógico Animado para Interagir Afetivamente com o Aluno

1. Pat: Um Agente Pedagógico Animado para Interagir Afetivamente com o Aluno Patrícia A. Jaques – pjaques@inf.ufrgs.br Rosa M. Vicari - rosa@inf.ufrgs.br

2. Sumário • Contextualização do Problema e Motivação • Trabalho Proposto: Agente Pedagógico Afetivo • Etapas de Concepção do Agente Proposto • Inferência das Emoções • Táticas Pedagógicas Afetivas • Arquitetura Interna do Agente • Validação • Implementação • Conclusões e Trabalhos Futuros

3. Contextualização do Problema e Motivação

4. Computação Afetiva • Dicotomia entre razão e emoção: • afetividade pouco estudada. • Importância da afetividade em algumas atividades cognitivas: LeDoux, Damasio, Goleman • Surgimento da Computação Afetiva • Computação Afetiva: • “computação que está relacionada a, que surge de ou deliberadamente influencia as emoções” [PICARD, 97].

5. Afetividade e Aprendizagem • Goleman: • Os distúrbios emocionais afetam a vida mental. • Coles e Izard: • Emoções negativas prejudicam a aprendizagem; • Emoções positivas contribuem à aprendizagem. • O professor pode promover novos estados emocionais no aluno (que serão mantidos pelo aluno) através de cuidadoso suporte e ajuda. • Piaget: • É incontestável o papel acelerador ou pertubador da afetividade na aprendizagem • A afetividade motiva a atividade intelectual. • Não há mecanismo cognitivo sem elemento afetivo. • Vygotsky: • Motivação é a razão da ação. • Afeto não pode ser separado da cognição. • Perezhivanie: • “como uma criança torna-se consciente de, interpreta, e emocionalmente relaciona-se com um certo evento”.

6. Computação Afetiva em Tutores • Dicotomia entre razão e emoção: • afetividade pouco estudada. • Importância da afetividade em algumas atividades cognitivas: LeDoux, Damasio, Goleman • Surgimento da Computação Afetiva • Computação Afetiva: • “computação que está relacionada a, que surge de ou deliberadamente influencia as emoções” [PICARD, 97].

7. Motivação • Desenvolver um agente pedagógico artificial: • responsável por motivar o aluno e promover um estado de espírito mais positivo no aluno mais apropriado para um melhor aprendizado. • Esse agente será inserido em um ambiente inteligente de aprendizagem: MACES.

8. Agentes Pedagógicos Animados • Os agentes pedagógicosque utilizam a tecnologia de multimídia para oferecer ao usuário um personagem animado com características semelhantes àquelas dos seres vivos e inteligentes. • A comunicação possui uma natureza mais antropomórfica e social. • Eles devem que ser credíveis (Loyal and Bates); • Eles devem possuir empatia (Hayes-Roth) (Cooper).

9. Adele

10. Trabalho Proposto

11. Trabalho Proposto • Proposta: • Desenvolver um agente pedagógico animado que mostre táticas afetivas as quais tenham como objetivo promover um estado de espírito positivo no aluno que é melhor para a aprendizagem, bem como motivar e encorajar o aluno no seu aprendizado. • Táticas baseadas no domínio para motivar e encorajar o aluno; • Comportamentos emocionais e mensagens de encorajamento que (1) promovam no aluno emoções mais positivas que são mais apropridas a aprendizagem, assim como (2) motivam e encorajam o aluno. • Agente Mediador

12. Concepção (1) Inferência das Emoções do Aluno (2) Táticas Pedagógicas Afetivas (3) Arquitetura Interna do Agente (4) Implementação (5) Validação (1) Inferência das Emoções do Aluno

13. (1) Quais mecanismos utilizar? Comportamento Observável Condutividade da Pele Ritmo Cardíaco Temperatura Eletromiograma Ocular Gestos/ Expressões Faciais Linguagem (texto, diálogo) Acústico Respiração

14. Fundamentos Psicológicos • Como inferir as emoções do aluno? • Pesquisa de Campo: observação com alunos em classe • Modelo Psicológico Existente

15. appraisal Aconteceu Irá acontecer Desejável Indesejável Objetivos da Pessoa Conseqüência do evento Esperança Medo Valência Negativa Valência Positiva Modelo OCC • Baseado na abordagem cognitivista das emoções: • Emoções são disparadas e diferenciadas por uma avaliação subjetiva de uma pessoa (appraisal) do significado de uma situação, evento ou objeto (Scherer). • Emoções requerem processos cognitivos para gerar ou recuperar preferências ou significados. • Modelo OCC • Modelo de classificação de 22 emoções que descreve os processos cognitivos de avaliação que disparam uma emoção. • Exemplo: • Livro Continente 1 (Trilogia Tempo e o Vento) de Erico Verissimo • Emoção: Medo – Cunhada de Ana Terra Evento do Mundo

16. Quais emoções inferir? • Alegria/Tristeza • Satisfação/Frustração • Gratidão/Raiva • Vergonha De acordo com o Modelo OCC

17. Alegria e Tristeza no modelo OCC

18. Passos do Reconhecimento • É necessário definir: • Eventos que podem acontecer; • Objetivos do aluno; • Desejabilidade do evento de acordo com os objetivos do aluno.

19. Eventos em MACES A maneira como as pessoas percebem coisas que acontecem [ORT 88].

20. Próximo Passo: Definir os Objetivos do Aluno • Pesquisa de Campo • Fundamentar em estudos existentes

21. Que objetivos o aluno tem? • De acordo com Ames (1990), alunos podem ter: • Objetivos orientados ao Desempenho (Performance): • Performance é importante; • Querem mostrar que possui habilidades. • Objetivos orientados à Aprendizagem (Mastery): • Desenvolver novas habilidades; • Tentar entender o seu trabalho; • Aperfeiçoar o seu nível de competência; • Aprender novas coisas.

22. Como determinar os objetivos do aluno? • Nós iremos aplicar o questionário: • Motivated Strategies for Learning Questionnaires (MSLQ) • É um instrumento de “self-report” que permite determinar a orientação motivacional do aluno e as estratégias que ele usa. • 8 questões. • Ele será aplicado na primeira vez que o aluno acessar o sistema.

23. Próxima etapa: Desejabilidade dos eventos

24. Concepção (1) Inferência das Emoções do Aluno (2) Táticas Pedagógicas Afetivas (3) Arquitetura Interna do Agente (4) Implementação (5) Validação (2) Táticas Pedagógicas Afetivas

25. Táticas Pedagógicas Afetivas

26. PB = Physical behaviour VB = Verbal behaviour Táticas Pedagógica Afetivas

27. Base de Dados de Comportamentos Emotivos

28. Concepção (1) Inferência das Emoções do Aluno (2) Táticas Pedagógicas Afetivas (3) Arquitetura Interna do Agente (4) Implementação (5) Validação (3) Arquitetura Interna do Agente

29. Mind = X-BDI Comunicação X-BDI e Java via sockets Interface do sistema com o aluno e comunicação com os outros agentes = Java + FIPA-ACL Dissertação Everton Bocca = JavaScript + Java + DataBase HSQLDB Arquitetura Interna do Agente Mediador

30. Concepção (1) Inferência das Emoções do Aluno (2) Táticas Pedagógicas Afetivas (3) Arquitetura Interna do Agente (4) Implementação (5) Validação (4) Implementação

31. Glasses Haircut Indicates intellectualism Not so long: indicates neutrality and equilibrium Clothes Jeans pants and coulored t-shirt: informal and close to the student Colors Blue and yellow: indicate sapience and they are attractive colors Aparência de PAT (Pedagogical and Affective Tutor) • Microsoft Agent • Microsoft Speech API • Sintetizador de voz • Dissertação de Bocca

32. Concepção (1) Inferência das Emoções do Aluno (2) Táticas Pedagógicas Afetivas (3) Arquitetura Interna do Agente (4) Implementação (5) Validação (5) Validação

33. (5) Validação do Protótipo • Justificação da afetividade nos sistemas computacionais de aprendizagem : • Até o momento, nós utilizamos as teorias pedagógicas para justificar a necessidade do tratamento da afetividade nos sistemas educacionais. • Nos baseamos na Media Equation (Reeves and Nass, 1996) que diz que pessoas reagem socialmente a computadores, para justificar que um agente animado pode exercer esse papel que professores possuem em vida real. • Validação: • Sistemas MACES não se encontra totalmente implementado. • Para validar a aparência do persongaem: questionário para profissionais da informática na educação. • Validação das táticas afetivas: demonstração das táticas afetivas e questionário para profissionais da informática na educação. • Sábio, sintetizador de voz, comportamento e fala ao mesmo tempo. • Trabalho Futuro: • Vamos fazer a comparação do mesmo sistema com e sem agente afetivo, para mostrar a necessidade da afetividade nos sistemas de aprendizagem.

34. Trabalhos Futuros (1/2) • Ambiente MACES: • Finalizar implementação de MACES e integrar Agente Mediador nele. • Resolução de conflitos entre Agente Mediador e Agente de Diagnóstico na escolha das táticas pedagógicas afetivas e de Desempenho. • Validação mais completa da tese. • Reconhecimento das emoções na interação aluno-aluno.

35. Trabalhos Futuros (2/2) • Implementação do Agente Mediador independente de Sistema Operacional. • Flash • Falas: gravações, resolve problema de falta de entonação. • Inserção do Agente Mediador em um jogo educacional. • Implementação de outras emoções do modelo OCC. • Em BDI • Inserção de sensores fisiológicos nos ajudarão a determinar com maior precisão as emoções e as suas intensidades. • Extensão do BDI para incluir estados mentais afetivos tais como emoções, traços de personalidade e humor.

36. Obrigada pela atenção!

37. Intensidade das Emoções Alunos orientados ao desempenho desejam mais fortemente tirar uma nota alta. • Alegria/Tristeza • Desejabilidade do evento • Satisfação/Frustração • Desejabilidade do evento • Esforço • Grau de realização do evento • Gratidão/Raiva • Desejabilidade do Evento • Variáveis Globais: • Não expectativa do evento Modelo Esforço: Bercht Aluno gostaria de obter ótima nota e obteve apenas uma nota razoável. Aluno orientado a performance que sempre tira uma nota média, tirar uma nota excelente é um evento não esperado

38. Emoções do aluno orientado a Aprendizagem

39. Emoções do aluno orientado ao Desempenho

40. Táticas Pedagógicas em MACES • As táticas pedagógicas podem ser [Bercht]: • Táticas Afetivas: • Promovem ações que tem como objetivo adequar o sistema educacional ao estado afetivo do aluno. • Táticas baseadas no domínio • Comportamentos emotivos animados • Agente Mediador • Táticas de Competência e Desempenho: • Promovem ações que dão suporte ao aluno na aprendizagem de conceitos e em relação ao domínio [Bercht]. • Agente de Diagnóstico • Conflitos