Internet de Todas as Coisas pode ser recurso para salas de aula do futuro

A educação global vive um momento transformador. O paradigma baseado em aulas expositivas, denominado Educação 2.0 vem sendo substituído por um modelo centrado no estudante, denominado Educação 3.0. Centros de pesquisa, indústria e instituições acadêmicas investigam formas mais efetivas para incorporar tecnologias disruptivas capazes de transformar a metodologia de ensino-aprendizagem em um processo mais global e colaborativo, evoluindo para uma Educação 4.0.

Tais pesquisas destacam a relevância no uso de tecnologias tais como Internet das Coisas, Inteligência Artificial e Integração de sistemas como ferramentas para alcançar níveis mais efetivos de ensino-aprendizagem. Diante disso, o pesquisador Rafael de Amorim Silva do Instituto de Computação da Universidade Federal de Alagoas publicou um artigo, reconhecido internacionalmente, que discute o tema.

O desafio da publicação foi projetar uma arquitetura de sistemas para salas de aula do futuro, onde escolas e universidades pudessem compartilhar recursos e dados extraídos de seus sistemas Internet de Todas as Coisas (IoT) e suas proeminentes evoluções como a Internet de Qualquer Coisa.

O artigo foi publicado em um dos periódicos mais relevantes na área de Computação, o IEEE IoT Journal, que possui fator de impacto 9.5. Dentre os 650 periódicos mais relevantes na área de computação, segundo o site guided2research, o IEEE IoT Journal está entre os 30 primeiros colocados. Na área de Internet das Coisas, é o mais importante e concorrido.

Segundo o pesquisador, é um privilégio ter o artigo em uma revista tão relevante. Ele explica ainda que a arquitetura da publicação utiliza um conceito extraído da engenharia de sistemas chamado Sistema de Sistemas (SoS), capaz de integrar todos os seus sistemas constituintes, neste caso, as escolas, universidades ou outras instituições educacionais em um único sistema, com missão e propósitos comuns. “Esta integração pode ser feita por sistemas multiagentes, uma sub-área da Inteligência Artificial que investiga agentes autônomos que interagem em um ambiente comum. Os benefícios de uma arquitetura SoS para contextos educacionais já tinha sido cientificamente comprovada em um artigo anterior publicado pelo mesmo pesquisador em parceria com uma pesquisadora da USP” relata.

Já nesta publicação, houve a colaboração de pesquisadores do Instituto de Ciências Matemáticas e Computação da Universidade de São Paulo (USP) de São Carlos, um centro que possui excelência em pesquisa na área de computação. “Sou pesquisador colaborador do Núcleo de Excelência em Empreendedorismo Social (NEES), onde tive a oportunidade de participar de um projeto entre a USP, a UFAL e a UEM, coordenado pela USP e financiado pela CAPES (PROCAD) que me permitiu realizar um pós doutorado para conduzir esta pesquisa. A minha orientadora do pós-doutorado é uma pesquisadora renomada na linha de reúso de software em sistemas de sistemas, o que foi essencial para que eu entendesse como integrar tais sistemas IoT através de uma arquitetura orientada a serviços de software utilizando os conceitos relacionados ao SoS” explica Rafael.

De acordo com o docente, o estudo de caso utilizado no artigo contou com o desenvolvimento de uma simulação estocástica para investigar o comportamento sistêmico. Para isso, os pesquisadores consideraram um cenário de colaboração entre escolas e institutos do meio ambiente para melhorar as habilidades de aprendizado dos estudantes em disciplinas do ensino básico (Biologia).

“Neste estudo de caso, foi considerado um projeto colaborativo sobre fotossíntese de plantas, no qual cada aluno poderia aprender a analisar dados extraídos de sensores ciber-biológicos acoplados em plantas localizadas em uma dada floresta ou área de preservação ambiental considerando fatores como concentração de dióxido de carbono, temperatura e concentração da água. Os resultados da simulação evidenciaram a relevância de se pensar em salas de aula conectadas com outras instituições para tornar o processo de ensino-aprendizagem mais rico, dinâmico e universal” esclarece.

O pesquisador já publicou outros trabalhos anteriores acerca da temática. “Publiquei 2 artigos anteriores que me ajudaram na formulação desta publicação no IEEE IoT Journal, como por exemplo, um artigo que publiquei em 2018 na principal conferência europeia em arquitetura de software (European Conference on Software Architecture ou ECSA) sobre uma arquitetura IoT para ecossistemas educacionais e um outro artigo que publiquei este ano de 2020 no principal journal de sistemas (IEEE Systems Journal, fator de impacto 4.5) sobre uma revisão sistemática de técnicas para modelar e avaliar SoS. Ambos os trabalhos me permitiram avançar no estado da arte e conseguir esta relevante publicação” pontua.