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Inteligencia artificial en el aula: mejoran la capacidad de los tutores virtuales

Investigadores de la Facultad de Matemática Astronomía y Física de la UNC mejoraron la capacidad de un sistema online de tutorías –donde las preguntas son respondidas automáticamente– para que pudiera comprender mejor las consultas realizadas por los estudiantes. Lo lograron a través de un conjunto de algoritmos que incorporan información contextual para interpretar acabadamente las indagaciones. Es un aporte para fomentar y dinamizar la enseñanza de programación en escuelas argentinas. [30.03.2016]

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Inteligencia artificial en el aula: mejoran la capacidad de los tutores virtuales

Alumnos de jardín de infantes programan robots utilizando la plataforma UNC++duino, en la Tecnoteca de Villa María.

Pablo Carrizo
Por Pablo Carrizo
Redacción UNCiencia
Prosecretaría de Comunicación Institucional
pcarrizo@comunicacion.unc.edu.ar

Distintos especialistas coinciden en una hipótesis: la profunda revolución tecnológica que atraviesa la sociedad tiene magnitudes aún desconocidas, que determinan numerosos aspectos de la vida social y laboral de las personas.

Teléfonos inteligentes, libros electrónicos, videojuegos, supercomputadoras, GPS, internet, email, comercio electrónico y redes sociales. El desarrollo de los servicios y herramientas que miles de usuarios aprovechan a diario está fundamentado en una disciplina: ciencias de la computación. Por ello cobra profunda relevancia la generación de herramientas que ayuden a incorporar su aprendizaje en el sistema educativo argentino.

En esa línea se inscribe el uso de tutores y asistentes virtuales automatizados. Se trata de sistemas educativos inteligentes, que no requieren la intervención de una persona y sirven para dinamizar procesos de aprendizaje no presenciales.

Consisten en una interfaz online, con un formato sencillo y entretenido, donde los alumnos pueden escribir preguntas y obtener respuestas automáticas, que van desde horarios y requisitos para la presentación de un trabajo hasta explicaciones más complejas, todo en tiempo real. Como están disponibles durante las 24 horas de cada día de la semana, posibilitan que los estudiantes tengan un acceso permanente.

Debido a sus grandes potencialidades, este tipo de instrumentos se utilizan cada vez con mayor frecuencia en diferentes niveles de la enseñanza formal y no formal. Su empleo se enmarca dentro de un proceso de incorporación de herramientas tecnológicas en el ámbito educativo, a partir de la sanción en 2006 de la Ley de Educación Nacional.

En este contexto, un equipo de investigadores con sede en la Facultad de Matemática, Astronomía y Física (Famaf) de la UNC, generó una serie de algoritmos para optimizar estos tutores y asistentes virtuales. Un algoritmo es una secuencia de instrucciones que permite solucionar un problema específico. En este caso, el aporte de los científicos apuntó a que estos “instructores inteligentes” pudieran comprender mejor las preguntas que les formulaban los alumnos.

¿Cómo lo lograron? Incorporando expresiones referenciales para mejorar su capacidad de inferencia. Luciana Benotti, directora del proyecto, lo explica: “Un agente inteligente realiza continuamente operaciones de inferencia, que transforman información implícita en explícita. Con estos algoritmos, logramos enriquecer la información contextual que tienen en cuenta estos tutores virtuales para que pudieran identificar con mayor claridad lo aprendido por los estudiantes y guiaran mejor su aprendizaje”.

Para el desarrollo de los algoritmos utilizaron metodologías estandarizadas de ingeniería de software y se realizaron evaluaciones experimentales en más de 30 escuelas de la provincia de Córdoba. De esa manera, se validaron empíricamente los instrumentos creados en entornos educativos reales de nivel medio. 

Inteligencia artificial para dinamizar la enseñanza

El trabajo de los investigadores de Famaf se enmarca en una línea dirigida a profundizar la enseñanza de programación en las aulas. Los desarrollos producidos forman parte de un convenio de colaboración entre la UNC y la Fundación Dr. Manuel Sadosky, que tiene como propósito promover articulaciones entre el sistema científico-tecnológico y la estructura productiva, en el ámbito de la informática y las telecomunicaciones.

 “La creación de estos agentes inteligentes se inscribe en una labor de extensión e investigación que venimos abordando desde hace años. El trabajo surge como respuesta a una solicitud de la Fundación Sadosky, una institución público-privada dependiente del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación productiva (Mincyt) de la Nación”, detalla Benotti.

Sucede que el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación productiva (Mincyt) de la Nación, a través de la Fundación Dr. Manuel Sadosky, ha desplegado un conjunto de estrategias que apuntan a incorporar la enseñanza y el aprendizaje de la programación durante la escolaridad obligatoria. Una de las experiencias que vertebró ese propósito ha sido la iniciativa llamada “Program.ar”.

Los objetivos principales de “Program.ar” se basan en la necesidad de aportar conocimientos estratégicos que ayuden a despertar la vocación científica sobre ciencias de la computación, fortalecer la formación de ciudadanos, generar empleo y posicionar mejor a la Argentina en la industria del software.

Comprender la tecnología más allá del uso de los dispositivos

Marcos Gómez, integrante del equipo de investigación, reflexiona sobre la búsqueda integral del proyecto: “Entre otras cosas, intenta romper algunos estereotipos que existen sobre el estudio de las ciencias de la computación. En general, se piensa que estudiar computación es muy difícil y solo puede ser realizado por personas superinteligentes. Nuestra idea es acercarle a los jóvenes una mirada diferente sobre la computación, que les permita imaginarse como protagonistas”.

“La computación es reducida muchas veces a un conjunto de técnicas vinculadas al uso de la computadora. Intentamos mostrar que es mucho más que eso, ya que se trata de una disciplina que exige desarrollar capacidad de abstracción y fomenta la búsqueda de soluciones a problemas específicos. Además, atraviesa todo nuestro presente y atravesará nuestro futuro de un modo determinante”, especifica Gómez.

Sobre las transformaciones que implica el uso de las tecnologías, los investigadores coinciden en que, más allá del crecimiento de la utilización de dispositivos por parte de grandes franjas de la población, existe un importante desconocimiento sobre cómo funcionan y qué implica su uso cotidiano.

“Cada vez hay un uso más temprano y más fluido de instrumentos tecnológicos, pero eso no significa que el usuario pueda reconocer lo que está pasando. Muchas veces, piensa que las cosas funcionan mágicamente. En ese sentido, es fundamental promover el conocimiento sobre los mecanismos de la tecnología, porque eso permite generar usuarios activos, conscientes y capaces de reconocer lo que hay detrás del uso. De alguna manera, comprender eso permite tener mayor libertad de elección”, completa Gómez.

Por su parte, Benotti concluye: “Las tecnologías, en sí mismas, no dominan nuestros actos. Pero, quienes desarrollan tecnologías pueden dominar o determinar nuestras acciones. Se trata de un modo de ejercer poder. En definitiva, conocer sobre programación y computación es una manera de acceder a mayor autonomía. En ese sentido, se torna una necesidad estratégica incorporar conocimientos sistemáticos sobre programación en las aulas”.

Sobre el proyecto de investigación
Título: Agentes inteligentes con aplicaciones en educación.
Directora: Dra. Luciana Benotti.
Integrantes: Dr. Fernando Schapachnik, Lic. Marcos Gómez, Lic. Ivana Altamirano, Boris Godin, Santiago Avalos Ambroggio, Nicolás Bertoa.
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