Traduzido do Inglês para o Português - www.onlinedoctranslator.com Revista Internacional de Pesquisa Educacional Avançada Revista Internacional de Pesquisa Educacional Avançada ISSN: 2455-6157 Fator de Impacto: RJIF 5.12 www.educationjournal.org Volume 3; Problema 1; Janeiro de 2018; Página nº 05-10 A inteligência artificial e a sua abrangência em diferentes áreas com especial referência à área da educação Mudit Verma Departamento de Educação, Rama PG College, Universidade de Lucknow, Chinhat, Lucknow, Uttar Pradesh, Índia Abstrato No futuro, as máquinas inteligentes substituirão ou melhorarão as capacidades humanas em muitas áreas. Inteligência artificial é a inteligência exibida por máquinas ou software. É o subcampo da ciência da computação. A inteligência artificial está se tornando um campo popular na ciência da computação, pois melhorou a vida humana em muitas áreas. A inteligência artificial nas últimas duas décadas melhorou muito o desempenho do setor industrial, de serviços e, portanto, no campo da educação. O estudo no campo da inteligência artificial deu origem à tecnologia de rápido crescimento conhecida como sistema especialista. As áreas de aplicação da inteligência artificial estão causando um enorme impacto em vários campos da vida, já que o sistema especialista é amplamente utilizado atualmente para resolver problemas complexos em diversas áreas como educação, engenharia, negócios, medicina, previsão do tempo, etc. da inteligência artificial registaram um aumento na qualidade e na eficiência. Este artigo dá uma visão geral desta tecnologia e do alcance da inteligência artificial em diferentes áreas, com especial referência ao uso desta tecnologia no campo da educação, juntamente com o seu significado, buscando técnicas, invenções e futuro. Palavras-chave:inteligência artificial (IA), neurônios artificiais (redes neurais de computadores), sistema especialista, heurística, técnicas de busca 1. Introdução Alega-se que a inteligência artificial está a desempenhar um papel cada vez maior na investigação de tecnologia educacional, ciências de gestão e áreas de investigação operacional. Inteligência é comumente considerada como a capacidade de coletar conhecimento para resolver problemas complexos. Num futuro próximo, as máquinas inteligentes substituirão as capacidades humanas em muitas áreas. Inteligência artificial é o estudo de máquinas e softwares inteligentes que podem raciocinar, aprender, reunir conhecimento, comunicar, manipular e perceber os objetos. John McCarthy cunhou o termo em 1956 como um ramo da ciência da computação preocupado em fazer os computadores se comportarem como humanos. É o estudo da computação que permite perceber a razão e agir. A inteligência artificial é diferente da psicologia porque enfatiza a computação e é diferente da ciência da computação devido à sua ênfase na computação. percepção, raciocínio e ação. Torna as máquinas mais inteligentes e úteis. Funciona com a ajuda de neurônios artificiais (rede neural artificial) e teoremas científicos (se então declarações e lógica). As tecnologias de IA amadureceram ao ponto de oferecer benefícios práticos reais em muitas das suas aplicações. As principais áreas de inteligência artificial são sistemas especialistas, instruções inteligentes auxiliadas por computador, processamento de linguagem natural, compreensão de fala, robótica e sistemas sensoriais, visão computacional e reconhecimento de cena, computação neural. Destes sistemas especialistas surge uma tecnologia em rápido crescimento que está causando um enorme impacto em vários campos da vida. As diversas técnicas aplicadas em inteligência artificial são Rede Neural, Lógica Fuzzy, Computação Evolutiva, Instruções Auxiliadas por Computador e Inteligência Artificial Híbrida. Figura 1:Artigos publicados trimestralmente sobre diferentes técnicas de IA. 5 Revista Internacional de Pesquisa Educacional Avançada A inteligência artificial tem vantagens sobre a inteligência natural, pois é mais permanente, consistente, menos dispendiosa, tem facilidade de duplicação e disseminação, pode ser documentada e pode executar certas tarefas muito mais rápido e melhor que o humano. Assim, é eficaz na tecnologia educacional tornar o processo de ensinoaprendizagem mais eficaz e concreto com a ajuda de diversas técnicas de ensino de inteligência artificial. projetando o artificial em computadores que são como reconhecer a fala, aprender, planejar e resolver o problema. Quando qualquer sistema se adapta de acordo com a situação de qualquer ambiente é denominado inteligente. Em outras palavras, pode ser definido como a programação de máquinas que podem pensar e agir com algum nível de inteligência humana, conhecida como inteligência artificial. A inteligência artificial pode ser definida como o uso eficiente de recursos limitados. Portanto, a inteligência artificial pode ser definida como fazer programas de computador para resolver problemas complexos da 2. Significado de inteligência artificial mesma forma que os humanos resolvem os problemas. Portanto, Inteligência artificial é a combinação de duas palavras artificial + também está dividido em duas partes: uma é para resolver problemas inteligência. Onde artificial significa 'não real' ou 'natural' e por complexos pela máquina e a segunda é igual ao ser humano. O termo inteligência significa 'a capacidade de raciocinar, de desencadear novos inteligência artificial também é usado para descrever uma propriedade pensamentos, de perceber e aprender'. A inteligência artificial pode ser de máquinas ou programas: a inteligência que o sistema demonstra. A definida como aquela área da ciência da computação que se concentra inteligência artificial é uma combinação de ciência e engenharia para principalmente na fabricação de máquinas inteligentes que funcionam fazer máquinas que se comportem de maneira inteligente. Nele se e dão reações iguais às dos seres humanos. É uma combinação de combinam muitos campos como filosofia, psicologia e ciência da muitas atividades que inclui, para computação. Figura 2:Fatores incluídos na IA 3.1.1.A inteligência artificial pode automatizar atividades básicas ênfase em determinados tópicos, repetindo coisas que os alunos não dominam e, geralmente, ajudando os alunos a trabalhar em seu próprio ritmo, seja ele qual for. na educação, como notas Este tipo de educação personalizada poderia ser uma solução assistida por Embora a IA possa nunca ser capaz de substituir verdadeiramente a classificação máquinas para ajudar alunos de diferentes níveis a trabalharem juntos humana, está chegando bem perto. Agora é possível que os professores numa sala de aula, com professores facilitando a aprendizagem e automatizem a avaliação para quase todos os tipos de testes de múltipla escolha e oferecendo ajuda e apoio quando necessário. A aprendizagem adaptativa já preenchimento de lacunas, e a avaliação automatizada da redação dos alunos teve um enorme impacto na educação em todo o país (especialmente pode não ficar muito atrás. Hoje, o software de avaliação de redações ainda está através de programas como a Khan Academy) e, à medida que a IA avança em sua infância e não está à altura, mas na faculdade, avaliar trabalhos de casa e nas próximas décadas, programas adaptativos como estes provavelmente testes para grandes cursos teóricos pode ser um trabalho tedioso, mesmo quando irão apenas melhorar e expandir-se. 3. Escopo da inteligência artificial em diferentes áreas 3.1. No campo da educação os TAs o dividem entre eles. Mesmo nas séries iniciais, os professores muitas vezes descobrem que a avaliação leva uma quantidade significativa de tempo, tempo que poderia ser usado para interagir com os alunos, preparar-se para as aulas ou 3.1.3. Pode apontar locais onde os cursos precisam melhorar Parte disto já está a acontecer através de um número crescente de Os professores nem sempre estão conscientes das lacunas nas suas aulas e materiais educativos que podem deixar os alunos confusos sobre certos conceitos. A inteligência artificial oferece uma maneira de resolver esse problema. Coursera, um grande provedor de cursos online abertos, já está colocando isso em prática. Quando um grande número de alunos envia a resposta errada para uma tarefa de casa, o sistema alerta o professor e dá aos futuros alunos uma mensagem personalizada que oferece dicas para a resposta correta. programas, jogos e software de aprendizagem adaptativa. Estes Este tipo de sistema ajuda a preencher as lacunas de explicação que podem sistemas respondem às necessidades do aluno, colocando maior ocorrer nos cursos e ajuda a garantir que todos os alunos sejam trabalhar no desenvolvimento profissional. 3.1.2. O software educacional pode ser adaptado às necessidades dos alunos Do jardim de infância à pós-graduação, uma das principais formas pelas quais a inteligência artificial terá impacto na educação é através da aplicação de níveis mais elevados de aprendizagem individualizada. 6 Revista Internacional de Pesquisa Educacional Avançada construindo a mesma base conceitual. Em vez de esperar uma resposta do professor, os alunos recebem feedback imediato que os ajuda a compreender um conceito e a lembrar como fazê-lo corretamente na próxima vez. 3.1.4. Os alunos poderiam obter suporte adicional de tutores de IA Embora existam obviamente coisas que os tutores humanos podem oferecer e que as máquinas não podem, pelo menos ainda não, o futuro poderá ver mais alunos sendo orientados por tutores que só existem em zeros e uns. Alguns programas de tutoria baseados em inteligência artificial já existem e podem ajudar os alunos em matemática básica, redação e outras disciplinas. Esses programas podem ensinar fundamentos aos alunos, mas até agora não são ideais para ajudar os alunos a aprender pensamento e criatividade de alto nível, algo que os professores do mundo real ainda precisam facilitar. No entanto, isso não deve excluir a possibilidade de os tutores de IA serem capazes de fazer estas coisas no futuro. Com o ritmo acelerado do avanço tecnológico que marcou as últimas décadas, os sistemas de tutoria avançados podem não ser uma quimera. como já discutimos, a IA pode assumir tarefas como notas, pode ajudar os alunos a melhorar o aprendizado e pode até ser um substituto para aulas particulares no mundo real. No entanto, a IA também poderia ser adaptada a muitos outros aspectos do ensino. Os sistemas de IA poderiam ser programados para fornecer conhecimentos especializados, servindo como um local para os alunos fazerem perguntas e encontrarem informações ou poderiam até mesmo substituir os professores para materiais de curso muito básicos. Na maioria dos casos, porém, a IA mudará o papel do professor para o de facilitador. Os professores complementarão as aulas de IA, ajudarão os alunos com dificuldades e fornecerão interação humana e experiências práticas para os alunos. De muitas formas, a tecnologia já está a impulsionar algumas destas mudanças na sala de aula, especialmente em escolas que estão online ou que adotam o modelo de sala de aula invertida. 3.1.8. A IA pode tornar a aprendizagem por tentativa e erro menos intimidante Tentativa e erro são uma parte crítica da aprendizagem, mas para muitos estudantes, a ideia de falhar, ou mesmo de não saber a resposta, é paralisante. 3.1.5. Programas baseados em IA podem fornecer feedback útil a alunos e educadores A IA pode não apenas ajudar professores e alunos a criar cursos personalizados de acordo com suas necessidades, mas também pode fornecer feedback a ambos sobre o sucesso do curso como um todo. Algumas escolas, especialmente aquelas com ofertas online, estão a utilizar sistemas de IA para monitorizar o progresso dos alunos e alertar os professores quando pode haver um problema com o desempenho dos alunos. Esses tipos de sistemas de IA permitem que os alunos obtenham o suporte Alguns simplesmente não gostam de ser colocados em situação difícil na frente de seus colegas ou de figuras de autoridade como um professor. Um sistema de computador inteligente, concebido para ajudar os alunos a aprender, é uma forma muito menos assustadora de lidar com tentativas e erros. A inteligência artificial poderia oferecer aos alunos uma forma de experimentar e aprender num ambiente relativamente livre de julgamentos, especialmente quando os tutores de IA podem oferecer soluções para melhorias. Na verdade, a IA é o formato perfeito para apoiar este tipo de aprendizagem, uma vez que os próprios sistemas de IA muitas vezes aprendem através de um método de tentativa e erro. de que precisam e que os professores encontrem áreas onde podem melhorar o ensino para alunos que possam ter dificuldades com o assunto. No entanto, os programas de IA nessas escolas não oferecem apenas conselhos sobre cursos individuais. Alguns estão trabalhando para desenvolver sistemas que possam ajudar os alunos a escolher cursos com base nas áreas em que obtêm sucesso e dificuldades. Embora os alunos não precisem seguir o conselho, isso pode marcar um admirável mundo novo de seleção de cursos universitários para futuros alunos. 3.1.6. Está alterando a forma como encontramos e interagimos com as informações Raramente notamos os sistemas de IA que afetam as informações que vemos e encontramos diariamente. O Google adapta os resultados aos usuários com base na localização, a Amazon faz recomendações com base em compras anteriores, a Siri se adapta às suas necessidades e comandos e quase todos os anúncios da web são voltados para seus interesses e preferências de compra. Estes tipos de sistemas inteligentes desempenham um papel importante na forma como interagimos com a informação nas nossas vidas pessoais e profissionais, e podem também mudar a forma como encontramos e utilizamos a informação nas escolas e na academia. Ao longo das últimas décadas, os sistemas baseados em IA já mudaram radicalmente a forma como interagimos com a informação e com tecnologias mais novas e mais integradas, os estudantes do futuro poderão ter experiências muito diferentes ao fazer investigação e procurar factos do que os estudantes de 3.1.9. Os dados alimentados pela IA podem mudar a forma como as escolas encontram, ensinam e apoiam os alunos A recolha inteligente de dados, alimentada por sistemas informáticos inteligentes, já está a provocar mudanças na forma como as faculdades interagem com os alunos atuais e futuros. Desde o recrutamento até ajudar os alunos a escolher os melhores cursos, os sistemas informáticos inteligentes estão ajudando a tornar cada parte da experiência universitária mais adaptada às necessidades e objetivos dos alunos. Os sistemas de mineração de dados já desempenham um papel fundamental no panorama atual do ensino superior, mas a inteligência artificial poderá alterar ainda mais o ensino superior. Já estão em andamento iniciativas em algumas escolas para oferecer aos alunos treinamento orientado por IA que possa facilitar a transição entre a faculdade e o ensino médio. Quem sabe o processo seletivo da faculdade pode acabar muito parecido com o da Amazon ou do Netflix, com um sistema que recomenda as melhores escolas e programas de acordo com os interesses dos alunos. 3.1.10. A IA pode mudar onde os alunos aprendem, quem os ensina e como adquirem competências básicas Embora grandes mudanças ainda possam ocorrer daqui a algumas décadas, a realidade é que a inteligência artificial tem o potencial de mudar radicalmente quase tudo o que consideramos garantido na educação. hoje. Usando sistemas, software e suporte de IA, os alunos podem aprender em 3.1.7. Poderia mudar o papel dos professores programas tomando o lugar de certos tipos de instrução em sala de aula, a Haverá sempre um papel para os professores na educação, mas o IA pode apenas substituir os professores em alguns casos (para melhor ou papel desse papel e o que ele implica podem mudar devido às novas para pior). ). Os programas educativos alimentados pela IA já estão a ajudar tecnologias sob a forma de sistemas de computação inteligentes. Como os alunos a aprender competências básicas, mas como estes qualquer lugar do mundo, a qualquer momento, e com esses tipos de 7 Revista Internacional de Pesquisa Educacional Avançada os programas crescem e à medida que os desenvolvedores aprendem mais, provavelmente oferecerão aos alunos uma gama muito mais ampla de serviços. 7. Família 3.6 Jogos 3.2 Compreensão da linguagem: A capacidade de “entender” e responder à linguagem natural. Traduzir da língua falada para a escrita e traduzir de uma língua natural para outra língua natural. A capacidade de aceitar um conjunto formal de regras para jogos como Xadrez, Go, Kalah, Damas, etc., e de traduzir essas regras em uma representação ou estrutura que permita que habilidades de resolução de problemas e aprendizagem sejam usadas para alcançar um nível adequado de desempenho. . 1. Compreensão da fala 2. Processamento Semântico de Informação (Linguística Computacional) 3. Resposta a perguntas 3.7 Para serviços de emergência 4. Recuperação de informações incêndio, inundação, podemos enviar bombeiros de metal ou silício para 5. Tradução de idiomas Quando permitimos o tratamento de emergências para a IA, isso é mais benéfico para nós. Porque quando alguma emergência ocorre como salvar pessoas, porque eles não correm perigo de perda de vidas, as máquinas também podem desafiar temperaturas mais altas e podem tolerar 3.3 Sistemas de aprendizagem e adaptativos: fumaça facilmente e podem pesquisar facilmente em locais próximos A capacidade de adaptar o comportamento com base na experiência usando lasers e radares onde as pessoas podem não conseguir ver. O anterior e de desenvolver regras gerais relativas ao mundo com base combate a incêndios foi o primeiro campo onde máquinas de inteligência nessa experiência. artificial foram usadas, mas agora esse conceito é usado em muitos campos, 1. Cibernética como dirigir ambulâncias, lidar com situações perigosas de aplicação da lei e 2.Formação de Conceito até mesmo limpar vazamentos ou derramamentos perigosos, são exemplos importantes. Agora a Marinha está usando essa tecnologia na água, e alguns estão desenvolvendo-a para uso nas cidades. 3.4 Resolução de problemas Capacidade de formular um problema numa representação adequada, planear a sua solução e saber quando é necessária nova informação e como obtê-la. 1. Inferência (prova de teoremas baseada em resolução, inferência plausível e inferência indutiva) 3.8 Para entretenimento 4. Pesquisa Heurística Podemos aplicar inteligência artificial ao mundo da música, podemos fazer diretores artificiais que vejam o mundo real e possam gerar as histórias. Podemos fazer os robôs que compõem a música e o tom e os robôs podem criar suas músicas favoritas. A nova tecnologia também é capaz de restaurar a vida de estrelas que estão mortas como Tupac Shakur e Michael Jackson, etc. 3.5 Robôs 3.9 Para prestação de serviços aos clientes Uma combinação da maioria ou de todas as habilidades acima com a Hoje em dia, para prestar serviços ao cliente, a inteligência artificial habilidade de se mover pelo terreno e manipular objetos. está sendo usada no lugar do ser humano. Quando qualquer pessoa 2. Resolução interativa de problemas 3. Escrita automática de programas 1. Exploração 2. Transporte/Navegação faz cálculos como preparar contas, manipular informações da conta, ela pode cometer erros de cálculo, mas a máquina faz os cálculos 3. Automação Industrial (ex. Controle de Processos, Tarefas de corretamente e nenhum erro é cometido pela máquina. A inteligência artificial também possui um componente que é o processamento de Montagem, Tarefas Executivas) 4. Segurança 5. Outros (Agricultura, Pesca, Mineração, Saneamento, Construção, etc.) 6. Militar linguagem natural, com a ajuda do qual o ser humano pode se comunicar diretamente com a máquina em sua linguagem natural e obter serviços diretamente. Figura 3:Funcionamento de um mecanismo de busca 3.10 Na Classificação Heurística As principais características do sistema especialista é coletar informações de muitas fontes e coletadas em um só lugar. Na classificação heurística muitas técnicas de pesquisa são usadas como 8 Revista Internacional de Pesquisa Educacional Avançada escalada, melhor primeira pesquisa etc. tenta descobrir a solução ótima de problemas complexos com baixo custo e em tempo mínimo. Por exemplo, toma a decisão de aceitar uma proposta de compra com cartão de crédito. são desenvolvidos programas que fazem o processo de busca pela solução porque as etapas da solução não são conhecidas de antemão e precisam ser descobertas. Para fazer a pesquisa, são necessárias as seguintes etapas. Portanto, podemos dizer que a busca é um processo que transforma o estado inicial em estado objetivo. 4. Técnicas de busca em inteligência artificial 1. Estado inicial Na IA, para encontrar a solução do problema, a busca deve ser feita 2. Um conjunto de operadores jurídicos porque a solução não é conhecida antecipadamente. Para isso IA 3. Estado objetivo ou estado final Figura 4:Exemplo de pesquisa em IA A pesquisa em IA é amplamente classificada em duas partes- Figura 5:Diferentes tipos de pesquisa em IA 5. Invenção no campo da IA O cientista americano John McCarthy inventou o termo Inteligência Artificial e tem o crédito de fundador da Inteligência Artificial. Ele era um cientista da computação e cognitivo e foi muito popular no desenvolvimento inicial da IA. Nas décadas de 1940 e 50, muitos cientistas de campos diversos como matemática, psicologia, engenharia, economia e ciências políticas começaram a tentar fazer uma mente artificial que funcionasse como a humana. nos anos de 1940 e 50 e iniciou a carreira acadêmica no ano de 1956. Para utilizar a rede semântica o primeiro programa de IA foi escrito por Ross Quillian. Podemos definir a rede semântica como um gráfico em que os nós representam o conceito e a seta é usada para fornecer a ligação entre os nós. Um questionário foi feito em fevereiro de 2011, denominado Jeopardy! Quiz show que foi uma partida de exibição. E a competição estava entre o sistema de resposta a perguntas da IBM chamado Watson e dois 9 Revista Internacional de Pesquisa Educacional Avançada campeões nomeados como Brad Rutter e Ken Jennigs e que sistema venceu a bainha por uma grande margem. Figura 6:Exemplo de robô 6. O futuro da IA É verdade que muitos especialistas estão fazendo pesquisas na área de Inteligência Artificial e no futuro as máquinas se tornarão cada vez mais poderosas. Mas tudo o que tem vantagens também existem desvantagens, por isso pode haver questões éticas relacionadas às máquinas. Por exemplo, se alguma máquina for feita para trabalhos muito delicados e cometer algum erro, quem será o responsável. Se um programa de IA for feito para fins de diagnóstico e der a resposta errada, não podemos reclamar o médico por isso. Então, para isso, a política terá que ser feita. E no futuro serão desenvolvidos tais tipos de máquinas que se comunicarão conosco da mesma forma que o ser humano e serão capazes de adivinhar o que deve ser feito em cada situação. 7. Conclusão Conferência sobre Tecnologia da Informação: Codificação e Computação ITCC 04, 2004. 3. Deepa SN, Aruna Devi B. Uma pesquisa sobre abordagens de inteligência artificial para classificação de imagens médicas, Indian Journal of Science and Technology, 2011; 4(11). 4. Zadeh L. Fuzzy define Inf Control, IJET, 2014. 5. Joanna Bryson e Jeremy Wyatt. Inteligência Artificial recuperada de: http://www.cs.bath.ac . reino unido/ ~jjb/web/whatisai.html, 1997. 6. Avneet Pannu. Inteligência artificial, IJET; ISSN:2277-3754, 2015; 4(10). 7. Ekta Nehra. Inteligência Artificial nos Tempos Modernos, ICRISEM; YMCA, Nova Delhi, 2015: ISBN 978-81-931039-4-4. O campo da inteligência artificial dá às máquinas a capacidade de pensar analiticamente, utilizando conceitos. Uma enorme contribuição para as diversas áreas foi feita pelas técnicas de Inteligência Artificial nas últimas 2 décadas. A Inteligência Artificial continuará a desempenhar um papel cada vez mais importante nos diversos domínios. Este artigo baseia-se no conceito de inteligência artificial, âmbito da inteligência artificial em diferentes áreas com especial destaque para “o campo da educação”. Como todos sabem a inteligência artificial é a inteligência do comportamento das máquinas que é dada pelo profissional. Como todos vocês sabem, a inteligência artificial simplificou nossa vida em todos os aspectos, pode ser escrever artigos, jogar jogos ou tomar qualquer decisão importante. Em qualquer máquina, muitas mentes de especialistas podem ser combinadas, o que é mais poderoso do que uma única mente de especialista. Muitos trabalhos podem ser feitos por uma única máquina e o bom disso é que ela nunca se cansa. Agora, esses tipos de robôs que têm emoções vão acabar com a solidão da pessoa. Mas tem outro aspecto que pode ser perigoso para nós. Se nos tornarmos completamente dependentes dessas máquinas, isso poderá arruinar a nossa vida, pois não fazemos nenhum trabalho e ficamos preguiçosos. E outra é que não pode dar a sensação de ser humano. Portanto, as máquinas devem ser usadas apenas onde forem realmente necessárias. 8. Referências 1. Ramesh N, Kambhampati C, Monson JRT, Drew PJ. Inteligência artificial, 2004. 2. Sampada Ce outros.Sistemas Adaptativos de Detecção de Intrusão Neuro-Fuzzy, Procedimentos: Internacional 10
