O blog da AWS

A utilização de assistentes virtuais no apoio ao aprendizado e melhoria da experiência do aluno

Por Sergio Zaccarelli, Arquiteto de Soluções

 

Introdução

Já não é de hoje que vivemos mudanças em nossa sociedade através do uso cada vez maior de tecnologia no nosso dia a dia, possibilitando o uso de dados e sistemas para aperfeiçoamento de processos, aumento da eficiência dos indivíduos e consequentemente melhoria nos resultados.

No segmento educacional também podemos observar a mesma situação, principalmente quando falamos sobre os Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA), onde esse novo meio gera um grande volume de interações em diversos formatos. Com ele, os alunos conseguem, por exemplo, consumir conteúdos em formatos multimídia variados, por meio de aulas digitais, exercícios, provas online, e muito mais. Além disso, tais sistemas demandam uma interação em ambiente virtual, onde muitas vezes alunos e professores têm dificuldades na realização de algumas tarefas que seriam mais triviais e intuitivas em ambiente físico, como interagir com pessoal responsável pela coordenação e administração, obter informações, realizar agendamentos, dentre outros.

Segundo um estudo de 2020 da Indiana University envolvendo mais de 180 instituições de ensino e 137 mil estudantes, os cursos realizados pelos respondentes foram em 88% no formato remoto (na totalidade ou parcial), ou seja usando tecnologia para a participação e engajamento. Nesta mesma pesquisa, estudantes que avaliaram suas experiências de ensino como desapontadoras destacaram a falta de resposta de professores a solicitações, comunicação pouco esclarecedora, dificuldades de interação com tecnologias e de se obter auxílio. Isso indica a necessidade de se atender a esta demanda por uma melhor interação e engajamento entre aluno e instituição, onde a tecnologia pode desempenhar um importante papel.

Neste contexto em que cada vez mais as salas de aula virtuais são uma realidade, os assistentes virtuais se tornaram uma alternativa real para usuários interagirem de forma conversacional com dispositivos (celulares, tablets e outros como Echo Dot) a fim de interagirem tanto para pesquisa e consumo de materiais de estudo, bem como apoio na interação com as instituições educacionais sobre dúvidas em aspectos administrativos (‘secretaria digital’), solicitação de documentos, agendamentos com professores e assistentes, assim como demais opções.

Neste post, vamos trazer alguns casos de uso em educação que podem ser endereçados através de tecnologias em assistentes virtuais como o Alexa, utilizando serviços na nuvem AWS como um catalisador dos resultados dessas interações para melhoria da experiência de alunos e professores, inclusive interagindo com sistemas já utilizados pelas instituições de ensino.

 

Como assistentes virtuais podem beneficiar Professores e Estudantes

Parte do desafio de se estar conectado é que coordenadores de ensino, professores e alunos acabam por utilizar uma variedade de soluções tecnológicas para gerenciamento de suas atividades no dia-a-dia das aulas, sendo muitas vezes diversos sistemas distintos como Learning Management Systems (LMS), Student Information Systems (SIS), e plataformas de comunicação diversas. Através destas diferentes soluções, dados separados em silos de informação podem dificultar que todas as partes envolvidas nestes processos consigam acessar da melhor forma as informações relevantes, bem como receberem respostas rápidas a requisições. E aí que o assistente virtual pode auxiliar, criando um ponto focal de informação único que permite um acesso rápido, dinâmico e mais conveniente a todo este ecossistema.

Para um professor, imagine o seu próprio assistente pessoal de apoio ao ensino. Lembretes de calendários, criações de listas de presença online, programação de tarefas rotineiras e resposta a solicitações por informações simples podem ser realizadas pelos alunos a qualquer momento, sem necessidade de interação direta pessoal, otimizando tempo, aumentando eficiência e possibilitando foco em interações com real propósito, que realmente agregam valor no relacionamento aluno e professor.

 

Figura 1 – Exemplo de interações com sistemas em ambiente educacional

Já para o aluno, a utilização de um assistente pessoal pode trazer, além dos benefícios já elencados anteriormente sobre a rotina do professor, um poderoso aliado para que os alunos estudem e aprendam, seja revisando o material das classes, respondendo a questões mais diretas, dispor materiais adicionais de apoio, e acesso rápido a trechos de aulas gravadas e transcritas e a materiais em texto que auxiliam o aprendizado e resolução de dúvidas solicitadas ao assistente.

 

Utilizando Alexa para educação na prática – arquitetura e exemplos

Mas em termos práticos, como realizar esta integração entre a Alexa e todo o ambiente das instituições de ensino?

Uma skill de Alexa tem tanto um modelo de interação – ou interface de usuário de voz –  como uma lógica de aplicativo. Quando um cliente fala, a Alexa processa a fala no contexto do seu modelo de interação para determinar qual foi a solicitação do cliente. Ela então envia a solicitação à sua lógica de aplicação de skills, que processa essa informação. Numa skill, você fornece a lógica do aplicativo como um serviço de nuvem de back-end hospedado pela Alexa, AWS ou outro servidor.

Figura 2 – diagrama conceitual do fluxo de interação com o Alexa

Existem diversos tipos de skills, mas no cenário em que as instituições de ensino querem customizar e personalizar a interação a realizar, e se integrar com diversos sistemas que cada cliente utiliza, a mais adequada é a personalizada (Custom Skill), integrando com serviços AWS que permitem uma experiência adaptada à necessidade do caso de uso, e utilização de serviços serverless de baixa carga operacional, resilientes e confiáveis.

O Alexa Skills Kit oferece aos desenvolvedores a capacidade de ampliar os recursos da Alexa criando experiências de voz e visuais naturais e envolventes. Skills bem-sucedidos são formadores de hábitos e os usuários sempre retornam para obter algo exclusivo e capaz de agregar valor de maneiras novas, inovadoras e sem atrito.

Uma sugestão de arquitetura de referência para clientes de educação utilizando serviços AWS para um skill personalizado da Alexa é apresentado na figura abaixo:

Figura 3 – Arquitetura de referência Alexa

Nesta arquitetura, um aluno usuário da Alexa interage com o seu dispositivo (que pode ser um dispositivo Echo ou outro como um app mobile) e faz uma ativação do skill referente à interação com a instituição. O Serviço do Alexa então faz um processamento da linguagem falada, reconhecendo e compreendendo o que é dito, passando textos configurados no skill na forma de fala, e transformando a transcrição do que o usuário diz para o serviço de compreensão da Alexa.

As APIs do Alexa Skills podem estar configurados para fornecer respostas diretas a solicitações, sendo acionador de uma requisição ao serviço AWS Lambda. O Lambda é um serviço de computação sem servidor (serverless) que permite executar código sem provisionar ou gerenciar servidores. Com ele, você pode executar o código para praticamente qualquer tipo de aplicação ou serviço de back-end, sem precisar de administração. Através de funções de Lambda desenvolvidas você poderá criar respostas às requisições feitas via skill Alexa de forma transparente, criando respostas de fala e interagindo com sistemas da instituição como plataformas de ensino, portais de conteúdo e outros sistemas.

Outro serviço recomendado neste cenário é o DynamoDB, um banco de dados noSQL de alto desempenho totalmente gerenciado, onde você não precisa se preocupar com aspectos de gerenciamento de servidores e outras manutenções que não agregam valor. Nesta área de armazenamento normalmente são registradas as interações, mantém-se o estado da sessão do usuário e ficam os históricos, bem como configurações que foram relevantes e parametrizáveis.

A partir do Lambda podem ser desenvolvidas interações a sistemas educacionais via API, assim como bases de dados, mensageria, e outras integrações que enriquecem o leque de recursos acessíveis via Alexa, tudo através da fácil interação conversacional via reconhecimento da fala e linguagem natural.

 

Casos de sucesso: CEU e UOL EdTech

Destacamos aqui dois casos do uso de Alexa para enriquecimento de experiências dentro da área educacional: a Universidade CEU Cardenal Herrara na Espanha, e o UOL EdTech no Brasil.

A CEU criou um programa de tecnologias habilitadas por voz visando aprimorar a experiência de seus alunos no campus, fornecendo acesso a informação e a serviços relacionadas ao dia-a-dia da vivência na universidade e acessar a conteúdo de aprendizado. Dentre algumas das muitas capacidades que o skill da ASU permite estão o de consultar eventos e horários de funcionamento, realizar perguntas sobre o calendário, reservar uma sala, buscar conteúdo no ambiente de aprendizado, dentre outras ações. Para suportar essa iniciativa, a universidade está fornecendo um dispositivo Amazon Echo Dot para cada aluno, e um Echo Show por prédio do campus em áreas comuns, permitindo assim o acesso em qualquer local de forma prática. Em menos de quatro meses, CEU construiu o skill Alexa usando serviços AWS como AWS Lambda, Amazon Lex e Amazon DynamoDB.

O UOL EdTech, uma das maiores empresas de tecnologia para educação do Brasil, oferece soluções que proporcionam uma experiência de aprendizagem digital que apoiam empresas, instituições de ensino e pessoas. Por meio de parcerias com algumas das instituições de ensino superior mais renomadas do país, a empresa desenvolve plataformas digitais integradas, 100% online, beneficiando milhares de estudantes. Foi desenvolvido por eles um escopo de skills inédito no Brasil, customizado para interagir com seus projetos OPM (Online Program Management), ou seja cursos de instituições de ensino parceiras, possibilitando a reprodução das aulas através do dispositivo Amazon Echo Dot, a navegação do aluno pelas sessões das disciplinas, identificação os cursos matriculados, além de checar seu progresso, verificar notificações e tirar dúvidas no seu tempo, onde quer que ele esteja.

“O nosso objetivo sempre foi buscar inovação e trazer uma melhor experiência de aprendizagem para os alunos que usam as nossas plataformas. No Brasil, esse escopo de skills com integração à Alexa é inédito para educação e acreditamos que essa tecnologia torna o aprendizado mais dinâmico, facilita o acompanhamento do aluno, além de avançarmos na educação inclusiva”, ressalta Rodrigo Morimatsu, Diretor de TI do UOL EdTech.

Os novos alunos matriculados na pós-graduação e MBAs atendidos por essas instituições de ensino parceiras receberam um dispositivo Echo Dot, e os que já possuíam puderam usufruir das skills desenvolvidas. A novidade alavancou o uso da skill, que segue em processo de atualização constante, visando trazer conteúdos customizados e novas interações.

“Acreditamos no potencial da tecnologia para transformar a educação, por isso, a experimentação no uso da interface de voz era apenas questão de tempo. Estamos muito orgulhosos em proporcionar mais esse recurso oferecendo aos alunos das nossas instituições de ensino parceiras uma experiência de aprendizagem à altura dos desafios de aprendizagem constante de um mundo digital.”, afirma Alex Augusto, CEO do UOL EdTech.

O executivo complementa: “A parceria com a Amazon Web Services possibilitou um passo importante na inclusão de pessoas com deficiência visual ao novo momento da educação online no mundo”.

 

Conclusão

O papel das instituições de ensino é o de oferecer recursos para que os alunos possam viver o conhecimento de forma plena, e a tecnologia educacional pode ser uma grande aliada neste processo.

A tecnologia inovou, facilitou e permitiu muitas possibilidades nas ferramentas de gestão, e na área educacional não é diferente. Adotar a tecnologia na gestão da infraestrutura escolar e no apoio em atividades de aprendizado é, cada vez mais, um investimento garantido para dinamizar e agilizar os processos do dia a dia, levando as instituições a um modelo de educação do futuro, mais moderno e interativo.

Deseja conhecer mais sobre como desenvolver Skills personalizados no Alexa? Consulte as referências:

 

Sobre o Autor

Sergio Zaccarelli (Zacca) é Engenheiro de Computação com mais 20 anos de experiência, e arquiteto de soluções do time de Setor Público no Brasil com foco em clientes da área de Educação. Trabalha apoiando os clientes para serem bem sucedidos em sua jornada para a nuvem, atuando em projetos estruturantes e inovadores com empresas de todos os tipos e tamanhos. Tem grande interesse em bancos de dados e analytics.