Ambiente na nuvem para criação e cocriação de comportamentos em robôs humanoides pessoais: aplicações em entretenimento e educação

• Processo: 17/14867-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Metodologia e Técnicas da Computação
• Pesquisador responsável: Flavio Shigeo Yamamoto
• Beneficiário: Lucas Gozzi Rodrigues Neto
• Vinculado ao auxílio: 16/00993-8 - Ambiente na nuvem para criação e cocriação de comportamentos em robôs humanoides pessoais: aplicações em entretenimento e educação, AP.PIPE
• Assunto(s): Sistemas de informação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cloud Integrated Development Environment | Cloud Robotic Simulation | Co-creative Cloud Infrastructure | Converged Cloud Infrastructure | Web-Based Integrated Development Environment | Web-Based Robotic Simulation | Sistemas de Informação

Resumo

O conhecimento sobre computação e programação de computadores está sendo reconhecido como parte essencial do currículo escolar na alfabetização do século 21. Entende-se que tal conhecimento deva ser parte do núcleo do currículo escolar juntamente com disciplinas como biologia e física e conteúdos de ciências, tecnologia, engenharia e matemática (Science, Technology, Engineering, and Mathematics - STEM). Nesse sentido, diversas campanhas como o Hour of Code (uma ação mundial) e o Code Club foram criadas para promover o conhecimento sobre computação e programação de computadores entre as crianças e adolescentes. De fato, há certa urgência na consolidação de competências e habilidades associadas a esse tipo de conhecimento para suprir o número de novos postos de trabalho para profissionais em programação de computadores. Por exemplo, nos Estados Unidos há uma estimativa de 732 mil vagas para o período de 2012 a 2022, para a Índia a estimativa é de pelo menos um milhão (para o período de 2015 a 2022) e para o Brasil há uma projeção de que haverá um déficit de 280 mil desses profissionais em 2020. As escolas de programação (Code Schools, CS) surgiram com foco específico na formação de profissionais em programação de computadores. As CSs oferecem inúmeros recursos online para o aprendizado de programação de computadores, porém não apresentam nenhuma estratégia didático-pedagógica que seja efetivamente voltada para a integração com qualquer currículo escolar. Nossa proposta visa atender às demandas associadas ao currículo escolar na alfabetização do século 21 e à formação de profissionais em computação. Trata-se de uma inovação radical de base tecnológica. Propomos uma plataforma baseada em web (toda ação ocorre no browser sem a necessidade de instalação de nenhum software adicional) que resulta da composição de uma IDE (Integrated Development Environment) com um simulador para robôs humanoides. O usuário necessita apenas de um computador com conexão de internet para ter acesso ao IDE e simulador para explorar os cenários e personagens (virtuais ou físicos: os personagens virtuais são modelos de robôs humanoides físicos) criados para as práticas de ensino-aprendizagem. Também propomos uma inovação radical nas metodologias de ensino-aprendizagem baseado no uso dessa plataforma (esta inovação não é objetivo nesta proposta). O aprendizado está centrado na observação dos comportamentos de bots (resposta visual observada no simulador robótico) gerado pelo código simbólico (programa) produzido no IDE pelo aprendiz. A codificação refere-se a uma possível resolução de uma situação-problema construída no ambiente do simulador robótico. No contexto do currículo escolar na alfabetização do século 21, esse ambiente é um meio que possibilita abordagens transdisciplinares (explorar a interdisciplinaridade e multidisciplinariedade intrínsecas à área da computação) de forma natural. Nesse sentido, entendemos que a nossa proposta de inovação radical baseada em software na nuvem combinada com uma metodologia ativa (conduz o aprendiz a adotar uma postura ativa de construção de conhecimentos) de ensino-aprendizagem é uma transformação fundamental disruptiva na área da educação. A plataforma e a metodologia propostas são o estado da arte no uso de bots humanoides (virtuais e físicos) na área da educação. Evidentemente, acreditamos na tendência da popularização dos bots humanoides. De fato, estima-se que em 2020 o mercado mundial de robôs humanoides pessoais vá circular US$17.4 bilhões. Essa estimativa aumenta significativamente o mercado potencial para os usos da nossa plataforma e metodologia. Para desenvolver a pesquisa necessária para a criação da plataforma e metodologia de ensino-aprendizagem temos uma equipe de profissionais que atuam há mais de uma década na área da educação e tecnologia da informação, todos mestres pela Universidade de São Paulo. Por fim, discutimos parcerias com universidades públicas e escolas de ensino médio e técnico.