Uma arquitetura multiagentes para sistema educacional baseado na web semântica

Abstract

Nas últimas duas décadas, diversos sistemas de ensino para Web foram desenvolvidos e amplamente utilizados. Com o surgimento da Web Semântica, a qual integra os conceitos da Web e da área de Inteligência Artificial, foi possível conceber novos sistemas de ensino, os Sistemas de Ensino Baseados na Web Semântica (Semantic Web-based Educational Systems - SWBES). Os SWBES são caracterizados por representar o conteúdo e o conhecimento na forma de ontologias e contar com agentes inteligentes que permitem às máquinas entenderem o conteúdo publicado na Web. Neste trabalho são apresentados e discutidos os padrões arquiteturais utilizados para desenvolvimento dos sistemas baseados na Web Semântica, em especial os sistemas educacionais. Como resultado do estudo é proposta uma arquitetura para os SWBES. As arquiteturas dos SWBES que utilizam a abordagem multiagente, normalmente, são concebidas de forma empírica, ou seja, apenas com a experiência do seu desenvolvedor. Neste trabalho, para a concepção do modelo multiagentes adotado na arquitetura do SWBES, foi utilizada uma metodologia de desenvolvimento de sistemas multiagentes, o framework Tropos. São apresentadas as fases do framework Tropos para o projeto de um modelo multiagentes utilizado na arquitetura de um SWBES. Utilizando a arquitetura desenvolvida foi implementado um SWBES. Para estudo de caso dessa arquitetura, foi realizada uma implementação de um Sistema de Ensino de Rochas Carbonáticas. Para esse sistema foram definidas três ontologias: ontologia de Domínio de Rochas Carbonáticas, ontologia de Perfil e ontologia de Material de Aprendizagem. Os comportamentos dos agentes e as interações entre eles são detalhadas. Finalmente, é apresentado um estudo de casos da utilização do sistema no ensino do curso de Rochas Carbonáticas

In the past two decades, several Web educational systems were designed and widely used. With the appearing of the Semantic Web, which integrates Web and Artificial Intelligence area concepts, it was possible to conceive new educational concepts, the Educational Systems Based on the Semantic Web (Semantic Web-based Educational Systems - SWBES). The SWBES represent the content and the knowledge in the form of ontology and count on intelligent agents that allow machines understand the content published on the web. In this work, architectural standards used to develop new systems based on the Semantic Web will be presented and discussed, especially the educational ones. As a result of this study, it is proposed the architecture for the SWBES. The architecture for the SWBES that use multi-agent approach generally is conceived empirically, that is, only with its developer experience. In this work, for the conception of the multi-agents model adopted in the architecture of the SWBES, a methodology of multi-agents systems development was used, the Tropos framework. The phases of Tropos framework for the project of a multi-agent model used in the architecture of SWBES are presented. A SWBES was implemented by using the architecture that was developed. For the study case of this architecture, it was held an implementation of the Educational System of Carbonate Rock. For this system, three ontologies were defined: Domain Ontology of Carbonate Rocks, Profile Ontology and Learning Material Ontology. The behavior of agents and interaction among them are detailed