Inteligência Artificial nas escolas: estudo aponta ferramentas que serão usadas até 2030

Levantamento do SESI e do SENAI mostra tendências de uso das tecnologias educacionais baseadas em Inteligência Artificial, que permitem, por exemplo, identificar conhecimento e emoções de alunos e sugerir, de forma autônoma, melhor estratégia de aprendizado
SESI e SENAI são pioneiros no uso de tecnologias educacionais, como realidade aumentada

A educação deve sofrer forte impacto da inteligência artificial nos próximos anos. Estudo do Serviço Social da Indústria (SESI) e do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (SENAI) aponta as tendências de uso das tecnologias educacionais baseadas em IA nas escolas até 2030. Uma das apostas é a expansão do uso de sistemas tutores inteligentes para ensino personalizado. A ferramenta identifica se o aluno adquiriu conhecimento sobre o tema ensinado e se está cansado ou feliz por ter conseguido resolver um problema. A partir disso, é capaz de decidir, de forma autônoma, qual a melhor estratégia pedagógica para ser utilizada em cada momento. 

O estudo “Tendências em Inteligência Artificial na Educação” foi elaborado pela professora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRS) Rosa Maria Vicari a pedido do SESI e do SENAI. Ela analisou bases de patentes nos Estados Unidos, na União Europeia, no Canadá e no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (Inpi) no Brasil. Além disso, consultou bases internacionais de artigos científicos e documentos apresentados em congressos. 

Como complemento desse estudo, o SESI e o SENAI reuniram, em um painel, especialistas brasileiros em inteligência artificial para avaliar a difusão dessas tecnologias nas escolas do país, entre os quais pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP), da Universidade Federal Fluminense (UFF) e da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Grande Sul (PUC-RS), além de empresas do setor. A previsão é que, até 2030, quatro das tecnologias listadas no estudo estarão difundidas em até 50% das escolas públicas e privadas do Brasil, e uma delas, computação em nuvem, deve estar presente em até 70% das instituições de ensino. 

O estudo e o painel de especialistas foram realizados para orientar as iniciativas do SESI e do SENAI nesse campo. “O aprendizado mediado por tecnologias é a tendência da educação. O uso de recursos baseados em inteligência artificial enriquece a prática pedagógica, assim como ajuda a manter o interesse do estudante, pois está aderente à linguagem da nova geração”, avalia o diretor-geral do SENAI e diretor-superintendente do SESI, Rafael Lucchesi. “Além disso, diante da quarta revolução industrial, saber lidar com tecnologias será essencial para a prática de qualquer profissão no futuro”.

O SESI já utiliza em suas escolas sistemas de tutores inteligentes para ensino personalizado. O SENAI possui plataforma que oferece orientação profissional por meio de inteligência artificial. A ferramenta analisa 92 características socioemocionais para traçar o perfil do usuário e indicar as profissões da indústria mais adequadas. As duas instituições também são pioneiras no uso de tecnologias educacionais, como realidade aumentada e óculos de realidade mista.

Algumas ferramentas de Inteligência Artificial:

PRESENÇA FORTE – O trabalho “Tendências em Inteligência Artificial na Educação” aponta a forte presença da inteligência artificial em sistemas utilizados na área. “O levantamento realizado constatou que parte significativa da produção científica atual em inteligência artificial está relacionada com o tema educação, o que indica forte presença da IA nos sistemas educacionais e, consequentemente, um grande impacto nos processos de ensino-aprendizagem no curto e no médio prazo”, conclui o documento elaborado pela professora Rosa Vicari. 

De acordo com o estudo, até 2020, a tendência é o uso cada mais vez mais recorrente de recursos como processamento de língua natural (PLN), no qual um computador é capaz de entender e interpretar a linguagem humana. Com a evolução, a tecnologia permitiria, por exemplo, a um professor na Alemanha dar aula em alemão a estudantes brasileiros sem conhecimento da língua germânica. “Na educação, o PLN vai contribuir cada vez mais para o intercâmbio entre alunos de nacionalidades diferentes e para a transmissão em tempo real de aulas em línguas distintas, as quais serão traduzidas para os estudantes”, cita o material. 

O levantamento também prevê que a robótica educacional estará mais presente nos currículos das escolas de ensino fundamental e médio em função da diminuição dos custos. As escolas SESI são pioneiras na introdução da robótica no currículo escolar. Além disso, o SESI é a instituição responsável no Brasil pela operação oficial do Torneio de Robótica da FIRST LEGO League, programa internacional que  fortalece a capacidade de inovação e raciocínio lógico por meio de uma experiência criativa, na qual os competidores são desafiados a investigar problemas e buscar soluções inovadoras para situações da vida real, bem como programar robôs autônomos para cumprir missões específicas.

O SESI é a instituição responsável no Brasil pela operação oficial do Torneio de Robótica da FIRST LEGO League, programa internacional que fortalece a capacidade de inovação e raciocínio lógico

Outra aposta é o uso do chamado learning analytics, a interpretação de ampla gama de dados produzidos por estudantes. Com isso, será possível avaliar o progresso acadêmico, prever o desempenho e detectar possíveis problemas no aprendizado. “Por meio do estudo do que ocorreu no passado com um grande número de alunos durante a realização de um curso, é possível detectar os pontos de maior dificuldade de compreensão do conteúdo ou mesmo a tendência para o abandono”, explica o documento. 

Já entre 2020 e 2030, a previsão é a utilização, nas escolas, da criatividade computacional, atualmente ligada à produção artística por meio de programação com uso de modelos matemáticos e da ótica. “Nos sistemas de ensino-aprendizagem, espera-se que as aplicações da criatividade computacional permitam, entre outras coisas, a geração de exemplos e exercícios criativos para enriquecer os conteúdos educacionais de forma online”, afirma a professora. No longo prazo, os sistemas poderão até reconhecer e avaliar atividades criativas realizadas pelo alunos. 

A médio prazo, ela prevê ainda o contínuo desenvolvimento de ferramentas que consigam avaliar emoções dos estudantes e tomar decisões a partir da análise. O estudo aponta a utilização, nesse período, de óculos inteligentes, que mostram informações e interpretam comandos de voz, e de fones de ouvido capazes de traduzir conversas entre pessoas com línguas diferentes. A previsão é também a evolução dos chamados jogos sérios, técnica que utiliza características típicas dos games como pontuações, premiações e níveis de dificuldade para manter o interesse do aluno. 

COMPUTAÇÃO EM NUVEM – No Brasil, a projeção dos especialistas reunidos pelo SESI e SENAI é que a computação em nuvem, para acesso a um conjunto compartilhado de dados e conteúdos, deve ter a difusão mais rápida. Até 2020, de 11% a 30% das instituições de ensino já devem utilizá-la. Até 2027, o uso estará difundido em cerca de 31% a 50% das escolas e de 51% a 70% das instituições a utilizarão por volta de 2030. 

As outras tecnologias que deverão ser utilizadas por 31% a 50% das instituições de educação brasileiras até 2030 são: os sistemas tutores inteligentes para ensino personalizado com processamento de língua natural; as plataformas para aprendizagem colaborativa; os recursos de learning analytics, e os ecossistemas de educação –que permitem a integração de componentes típicos de ensino personalizado com a comunicação em  fóruns e chats, por exemplo, entre alunos que estejam utilizando o sistema.

Óculos inteligentes já são realidade em salas de aula do SENAI

Os especialistas em IA também apontam ações para estimular o uso dessas tecnologias pelas instituições educacionais no Brasil. Entre as sugestões estão: oferecer linhas de financiamento; capacitar professores e outros envolvidos; melhorar a infraestrutura das escolas; implementar projetos-piloto em todos os níveis de ensino; desenvolver políticas de apoio à inovação tecnológica para desenvolvimento de produtos e serviços adequados ao mercado brasileiro; fomentar linhas de pesquisa sobre psicologia humana voltada ao processo de educação, entre outras medidas.

Conheça as tecnologias educacionais com uso de inteligência arficial que devem ser mais difundidas:
 

PERÍODO ATÉ 2020

Plataformas LMS para  aprendizagem colaborativa

As plataformas LMS tendem a ser personalizadas para melhor atender aos alunos nos processos de integração em ambientes virtuais como, por exemplo, na resolução colaborativa de problemas.

Ensino personalizado e Sistemas afetivos/emocionais

Desafios, conteúdo e avaliações serão cada vez mais aplicados de acordo com o grau de conhecimento e o estado afetivo de cada aluno. Podem gerar também emoções e modular a fala para melhorar a comunicação com os estudantes. Livros didáticos serão customizados de acordo com o perfil do estudante (smartbooks).

Sistemas tutores inteligentes

Serão cada vez mais capazes de decidir, de forma autônoma, qual a melhor estratégia pedagógica para ser utilizada com o aluno em cada momento.

Jogos sérios

Inclusão de características típicas dos jogos, como pontuações e premiações, para manter o interesse do aluno no conteúdo.

Learning analytics

Permite realizar predições a partir de uma grande quantidade de dados, como a tendência ao abandono em cursos. Serão cada vez mais utilizados para melhorar o processo e as ferramentas de aprendizagem.

Robótica inteligente educacional

Uso de robôs inteligentes pré-programados pelos estudantes.

Visão computacional

Uso de sistemas que obtêm informação de imagens ou dados multidimensionais. Deve ser usada na robótica e em sistemas tutores inteligentes.

Processamento de língua natural

Compreensão pelo computador da linguagem humana e tradução simultânea de voz e texto em tempo real.

Cursos online semipresenciais

Tendem a ser menores e utilizados de forma mista, ou seja, os alunos poderão optar por realizar alguns módulos por meio da plataforma e atividades práticas de forma presencial.

PERÍODO DE 2020 A 2030

Fones de ouvido “tradutores”

Permitirão a comunicação e colaboração entre pessoas que não falam a mesma língua por meio da tradução automática em tempo real. Essa tecnologia ampliará a troca de conhecimentos entre estudantes de vários países, que interagirão cada um deles no seu idioma natural.

Óculos inteligentes

Incorporarão cada vez mais funcionalidades, integrando informações em um pequeno display e interpretando comandos de voz.

Jogos sérios envolvendo inteligência artificial, realidades aumentada e mista

As tecnologias serão mais acessíveis do ponto de vista econômico e mais utilizadas na educação.

Criatividade computacional

Ligada à produção artística por meio de programação com uso de modelos matemáticos e da ótica. Já impacta o ensino de artes e música e deverá ser usada em várias áreas da educação.

Ética computacional

Assistentes pessoais poderão atuar com personalidades que mais se adequem a cada aluno, buscando incentivar princípios éticos.

Ecossistemas educacionais 

Ampla convergência das tecnologias educacionais, que vão integrar sistemas educacionais (ITS, LMS, MOOCS) e robótica educacional por meio da total conexão entre eles e com diversos dispositivos e aplicativos de acordo com as estratégias pedagógicas para melhorar o aprendizado de cada aluno.

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