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.