Sensibilidade ao Contexto

O termo sensibilidade, em inglês awareness, trata da capacidade de um sistema em perceber ou estar ciente da ocorrência de eventos, objetos ou padrões de sensores existentes ao redor. Já o termo contexto, de forma simples, se trata de tudo o que ocorre ao redor do usuário, e que influencia na forma com que ele interage com o ambiente físico e com as outras pessoas. A sensibilidade ao contexto consiste então da capacidade de um sistema computacional em estar ciente de contexto atual do usuário e, em consequência, reagir de forma proativa aos eventos que possam alterar seu contexto de atuação. Em uma situação normal do dia-a-dia, onde duas pessoas conversam, elas podem utilizar explicitamente informações sobre tudo que acontece ao seu redor (contexto) para melhorar a forma com que a interação entre elas ocorre. Este nível de interação não se aplica na interação entre humanos e computadores, uma vez que computadores não estão habilitados a explorar o contexto durante a interação com humanos. Desta forma, definir contexto no âmbito de sistemas computacionais se torna uma tarefa delicada, pois este precisa ser tratado em um nível de detalhamento que permita seu processamento interno no sistema computacional sendo desenvolvido.

A pesquisa na área de sensibilidade ao contexto apresenta divisões com relação às dimensões de contexto relevantes para análise pelo sistema computacional. Nessas dimensões, podemos identificar elementos mais objetivos, como espaço, tempo, temperatura, ou elementos mais subjetivos, como objetivos, intenções, emoções, interesses, atividades. Em nossas pesquisas, diversas dimensões de contexto são analisadas em conjunto, tendo em vista identificar a situação sendo vivenciada pelo usuário (situation-awareness). O tratamento da situação por meio do sensoriamento de dados de contexto considera, em geral, dimensões de contexto que permitam identificar: quem é o usuário; qual ação/atividade está sendo desempenhada pelo usuário; com que objetivo ele realiza esta ação; onde ele realiza a ação (local); de que forma ele realiza a ação (recursos disponíveis); e quando realiza a ação (tempo corrente).

Em nossa pesquisa, o conhecimento relativo à situação do usuário é aplicado aos sistemas de educação a distância (EAD), mais especificamente, aos sistemas adaptativos (SAs) de EAD. Nestes sistemas, a análise da situação corrente pode auxiliar na recomendação de objetos de aprendizagem mais adequados as condições atuais de acesso do aluno, além de servir como apoio à adaptação. Em um primeiro trabalho foi feito estudo exploratório sobre como se daria a passagem de um ambiente de EAD adaptativo a um ambiente de EAD adaptativo ao contexto do aluno [1]. Neste trabalho foi feita pesquisa inicial sobre a viabilidade de se modelar uma situação de aprendizagem de forma a construir um ambiente educacional adaptativo sensível ao contexto.

Na sequência de nossa pesquisa, um modelo de contexto inicial foi desenvolvido [2], com base no mapeamento do modelo de aprendizagem, no modelo do usuário e no modelo do contexto físico e tecnológico do ambiente. Para análise deste modelo inicial os primeiros cenários completos de exemplo foram definidos, mostrando os elementos de contexto relevantes e as adaptações resultantes. Nos trabalhos seguintes, [3] e [4], o conceito de situação foi formalizado por meio dos relacionamentos das ontologias que representavam o modelo do usuário, o modelo do ambiente educacional e o modelo do contexto físico. Formalizou-se também o conceito de evento, necessário para avaliação da mudança entre situações. Nestes trabalhos ainda foi proposta uma arquitetura de desenvolvimento, aplicada em extensão a um ambiente educacional previamente existente, chamado AdaptWeb (link para texto sobre o AdaptWeb).

Em nossa pesquisa, optamos por representar o modelo do contextual por meio de ontologias, mais especificamente, por meio de redes de ontologias, interligadas de forma a permitir inferência das situações educacionais configuradas. Atualmente, as redes de ontologias estão sendo vistas como um novo conceito na área de engenharia de ontologias, o qual tem sido grandemente aplicado em detrimento ao desenvolvimento personalizado de ontologias a partir do zero. De forma simples, o desenvolvimento de uma rede de ontologias é feito através da seleção de um conjunto de ontologias interligadas por meio da identificação dos diferentes relacionamentos existentes entre elas. A rede de ontologias de contexto definida em nossa pesquisa é detalhada em [5] e [6], onde ficam claros os elementos contextuais necessários para determinação da situação, assim como as fontes utilizadas na definição do vocabulário. Nestes trabalhos é também proposta uma ontologia para representação e inferência de situação. Esta ontologia explicita o conceito de situação, necessário na definição das regras de inferência (construídas em SWRL).

Após termos desenvolvido o modelo de contexto e as situações de aprendizado, testes e simulações foram realizados no ambiente AdaptWeb. Neste ponto, as funcionalidades da arquitetura desenvolvida foram descritas com maiores detalhes, descrevendo detalhes de monitoramento dos eventos e os elementos contextuais relevantes em cada situação. A descrição final do modelo de hipótese, com a arquitetura final do sistema e testes realizados, foi apresentada nos trabalhos [7] e [8].

 

[1] PERNAS, A. M., GASPARINI, I., PALAZZO M. de Oliveira, J., PIMENTA, M. S. Um ambiente EAD adaptativo considerando o contexto do usuário. 1o Simpósio em Computação Ubíqua e Pervasiva (SBCUP), XXIX Congresso da Sociedade Brasileira de Computação (CSBC), Bento Gonçalves, Brasil, 2009. ISSN 2175-2761.

[2] PERNAS, A. M., GASPARINI, I., BOUZEGHOUB, A., PIMENTA, M. S., WIVES, L.K., PALAZZO M. de Oliveira, J. From an E-Learning to an U-Learning Environment. 2nd International Conference on Computer Supported Education (CSEDU), Valencia, Espanha, v. 1, p. 180-185, 2010. ISBN 978-989-674-024-5.

[3] PERNAS, A. M., WIVES, L.K. PALAZZO, M. de Oliveira J., BOUZEGHOUB, A. Modeling context Adapted Learning Scenarios in the AdaptWeb® Environment. In Proceedings of the IADIS International Conference Mobile Learning, Porto, Portugal, p. 165-172, 2010. ISBN 978-972-8924-98-0.

[4] PERNAS, A. M., PALAZZO, M. de Oliveira J., BOUZEGHOUB, A. Modeling Adaptive Situations According with Context and Learning Scenarios. 10th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies – ICALT 2010. Sousse, Tunisia, 2010. DOI http://dx.doi.org/10.1109/ICALT.2010.126.

[5] PERNAS, A. M., DIAZ, A., MOTZ R., PALAZZO, M. de Oliveira, J. Situations and Ontology Networks to Define Adaptive Actions in E-Learning Systems. IADIS International Conference WWW/Internet, Rio de Janeiro, p. 237–244, 2011. ISBN: 978-989-8533-02-9.

[6] PERNAS, A. M., DIAZ, A., MOTZ R., PALAZZO, M. de Oliveira, J. Enriching adaptation in e-learning systems through a situation-aware ontology network. In Interactive Technology and Smart Education (ITSE), Emerald Journal, v. 9, p. 1-10, 2012. ISSN: 1741-5659.

[7] PERNAS, A.M., PALAZZO M de Oliveira, J. Enabling Situation-Aware Behavior in Web-Based Learning Systems. XXX International Conference of the Chilean Computer Science Society (SCCC), Curicó, Chile, 2011.

[8] GASPARINI, I. PERNAS, A. M., J. PIMENTA, M. S., PALAZZO M. de Oliveira, KEMCZINSKI, A., CAVALHEIRO, G. G. H. m-AdaptWeb®: An adaptive e-learning environment facing mobility. 4th International Conference on Computer Supported Education (CSEDU), Porto, Portugal, 2012.ISBN 978-989-8565-07-5.