Inteligência Artificial na Educação

#ParaTodosVerem: A imagem apresenta fotografia de um computador notebook. No canto inferior, há um teclado iluminado por luz de neon vermelha. No canto superior, há uma tela com códigos de programação em tons de azul e rosa.

Por Jambu Freitas Foto Rahul Pandit (Pexels)

O desenvolvimento de uma tecnologia que se aproxime da inteligência humana foi uma temática que dominou o imaginário das sociedades ocidentais a partir da segunda metade do século XX, sendo amplamente explorada na cultura pop como nos livros 2001: Uma Odisseia no Espaço e Neuromancer, e nos filmes Blade Runner e Matrix. Já no século XXI, o campo da Inteligência Artificial é uma realidade e movimenta um mercado bilionário que cresce exponencialmente, com diversas empresas, organizações e projetos que codificam sistemas para que “pensem” de maneira semelhante ao ser humano e que possam ser aplicados em contextos diversos.

A Inteligência Artificial já é utilizada por grandes corporações como o Google, a Amazon, a Microsoft e a Apple, que desenvolveram assistentes virtuais que se integram aos seus respectivos dispositivos para responder a perguntas, realizar tarefas, enviar mensagens e outras funções ativadas por comando de voz ou por escrito. Com base nesse tipo de tecnologia, pesquisadores da Computação, ao redor do mundo, pensam nas possibilidades de integrar esse tipo de ferramenta com a educação, a fim de facilitar as atividades diárias realizadas por alunos e educadores. Na Universidade Federal do Pará (UFPA), Silvério Sirotheau dedica-se a um projeto que visa unir Inteligência Artificial e Educação.

O cientista da Computação programou uma Inteligência Artificial capaz de realizar a análise automática de respostas discursivas, curtas e longas, produzidas em língua portuguesa brasileira. As pesquisas que envolvem a análise automática de texto já apresentam um arcabouço significativo de produções focadas na língua inglesa e demonstram como a aplicação dessa ferramenta pode ser promissora para professores ao otimizar o tempo gasto na correção de respostas escritas por extenso. Esse tipo de análise é mais complexa do que a avaliação de respostas objetivas, dada a sua característica qualitativa e, por isso, necessita de um algoritmo igualmente complexo, capaz de avaliar a composição léxica, sintática e semântica, bem como a coerência das respostas produzidas.

“Minha motivação partiu da importância da língua portuguesa como um dos idiomas mais falados no mundo, sendo essencial promover o aprofundamento e avanço nos estudos sobre a análise automática de texto nessa língua. Ao fazer isso, é possível explorar e adaptar os métodos já estabelecidos na literatura em língua inglesa, ajustando-os às nuances e peculiaridades do português. Portanto a melhoria e o avanço dos estudos nesse tema específico na língua portuguesa são fundamentais para preencher uma lacuna existente e para garantir que as melhores práticas estejam acessíveis e aplicáveis a um público mais amplo que utiliza o português como língua de comunicação e expressão”, afirma o pesquisador.

Desenvolvimento do Algoritmo

O processo de programação da Inteligência Artificial desenvolvida por Silvério foi realizado com base em etapas estruturantes, que garantem a eficiência do funcionamento do algoritmo e a precisão dos resultados almejados. O produto teve como base técnicas de aprendizagem que seguem a arquitetura pipeline, isto é, organizada e executada por meio de uma série de etapas sequenciais, que segue cinco passos: Preparação de Corpus; Pré-Processamento; Coleta de Tributos; Modelo Preditivo e Avaliação. Os processos sofreram variações em suas condições para a análise distinta de respostas curtas, com a média de quatro linhas de extensão; e respostas longas, com mais de um parágrafo, também classificadas pelo autor como redações. Para medir a precisão das máquinas, o autor se utilizou do Kappa Quadrático, uma medida estatística que compara a concordância entre dois avaliadores. No caso da pesquisa, são realizadas comparações de concordância entre a avaliação do algoritmo e a avaliação de um corretor humano, e a de dois corretores humanos distintos.

Para a análise de respostas curtas, o corpus utilizado foram respostas de questões de Biologia, Filosofia e Geografia retiradas de processos seletivos da UFPA e de um curso on-line também realizado pela instituição. Esse experimento foi aplicado de duas formas, uma seguindo somente a análise de dimensão de conteúdo, proposta por outros autores da área; e outra com a análise da dimensão de conteúdo e das dimensões léxicas e sintáticas, proposta por Silvério. No experimento que utilizou somente atributos de conteúdo, foi concluído que a comparação entre a avaliação das respostas de Filosofia, Biologia e Geografia realizadas pelo algoritmo apresentou resultados quase idênticos aos da avaliação de um corretor humano. Já no experimento que incluiu as dimensões léxicas, sintáticas e semânticas, a comparação das avaliações entre algoritmo e avaliador humano apresentou conclusões bem próximas.

O terceiro teste foi realizado para medir a avaliação automática da Inteligência Artificial em redações. Para isso, foi utilizado um corpus com mil redações sobre o tema “A atual crise político-social do Brasil e ações políticas para seu enfrentamento”, uma avaliação realizada pelo Centro de Processos Seletivos (CEPS) da UFPA. Nesse experimento, foram analisadas as quatro dimensões linguísticas, o campo léxico, o sintático, o semântico e a coerência das redações. Essa aplicação apresentou uma precisão quase idêntica entre a avaliação do algoritmo e a avaliação de um corretor humano, mostrando-se superior à comparação da avaliação entre dois corretores humanos.

A Inteligência Artificial desenvolvida por Sirotheau apresenta um grande potencial na avaliação de respostas curtas, mas se destaca na avaliação de textos mais longos, as redações, com a possibilidade de oferecer um retorno ao aluno por meio das conclusões obtidas pelo algoritmo. Assim, a avaliação automática pode auxiliar no processo de educação e melhorar o aprendizado dos estudantes, com aplicações nas salas de aula ou em maior escala, como no Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM). Com essa produção, Silvério espera incentivar as pesquisas que unem a Inteligência Artificial à Educação e planeja aumentar a base de dados do programa, bem como implementá-lo em um ambiente virtual de ensino para que seja utilizado pela comunidade.

“A língua portuguesa é considerada complexa devido a uma série de características e particularidades que a distinguem de outros idiomas. A aplicação da Inteligência Artificial na língua portuguesa envolve várias tarefas e desafios, como escassez de recursos e dados comparados aos de idiomas mais falados, como o inglês, por isso este tipo de pesquisa é essencial para avançar os conhecimentos e as tecnologias relacionadas à IA, incluindo o processamento de linguagem natural em português”.

Sobre a pesquisa: Avaliação Automática de Textos na Língua Portuguesa Baseada em Atributos Linguísticos em Quatro Dimensões foi defendida por Silvério Sirotheau Corrêa Neto, em 2020, no Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação (PPGCC) da Universidade Federal do Pará, Campus Guamá. A orientação foi do professor Eloi Luiz Favero.

Edição Edmê Gomes Beira do Rio edição 168