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Mejorar el aprendizaje en línea con la inteligencia artificial

5 de agosto de 2020

Personalizando las clases en línea: El potencial de la IA

El impacto de COVID-19 en la IA en la educación superior es difícil de predecir, dice Kathe Pelletier, directora de Programas Comunitarios de Éxito Estudiantil en EDUCAUSE. El impacto económico de la pandemia puede reducir el gasto en investigación y desarrollo, pero las instituciones podrían recurrir a los agentes de la IA para mejorar su eficiencia ya que operan con menos personal, dice.

El paso forzado a la enseñanza en línea rompió algunas barreras culturales que han frenado la adopción de las herramientas de IA y las estrategias de aprendizaje adaptativo que apoyan, dice Pelletier. «Algunos profesores que históricamente se han resistido al cambio comenzaron a reconocer el valor de todo tipo de tecnologías durante el encierro».

Permitir el aprendizaje adaptativo, que personaliza el aprendizaje de cada estudiante, es uno de los aspectos más prometedores de la IA, dice. Sin embargo, darse cuenta de eso (y del resto del potencial de la tecnología) llevará tiempo.

«La IA puede procesar una enorme cantidad de datos y dar a los estudiantes lo que necesitan cuando lo necesitan», dice Pelletier. «Amplía la capacidad humana para acceder a la información, para optimizar la investigación y hacerla más eficiente. También puede ser la base de caminos de aprendizaje más personalizados. Pero los humanos tienen que desarrollar algoritmos para esos caminos, y el tiempo de desarrollo es significativo».


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Usar la IA para maximizar la eficiencia, mejorar la calidad de las clases

Goel reconoce el arduo proceso de desarrollo que produce las aplicaciones de la IA. La aplicación original de asistente de enseñanza tomó inicialmente más de 1.500 horas de programación, incluso usando la tecnología de IBM Watson. Sin embargo, una aplicación para hermanos, apodada Agente Smith (un saludo a La Matriz), puede clonar una Jill Watson para un curso específico con cerca de 10 horas de aporte humano, dice Goel.

«Queremos usar la IA para construir la IA», dice. «Estamos trabajando para llevar a Jill Watson al nivel de Georgia Tech, donde puede ser usada para cualquier clase aquí. Eventualmente, queremos compartir la tecnología con otras universidades y con las escuelas secundarias.
El agente Smith quiere decir que podría ir a un ocupado profesor de secundaria y ofrecerle el apoyo de una Jill Watson con la inversión de sólo 10 horas de trabajo».

Una variación de Jill Watson puede leer independientemente documentos y responder a preguntas sobre, por ejemplo, un programa de estudios o un manual de referencia. Otra, denominada VERA (Virtual Ecological Research Assistant), permite a los usuarios construir modelos ecológicos conceptuales y ejecutar simulaciones interactivas.

Otro asistente, llamado SAMI (Social Agent Mediated Interaction), en desarrollo, está diseñado para abordar la falta de contacto social y compromiso emocional de los estudiantes en línea, alertándolos sobre los intereses y antecedentes que comparten con sus compañeros de clase.

«¿Puede la IA construir una interacción humana mejor y más fuerte? Eso esperamos», dice Goel. «Pero la aplicación también plantea cuestiones de privacidad y seguridad de los datos, sesgo y confianza, que tendremos que responder a medida que continuemos con la IA».

Una mejor manera de aprender un idioma extranjero

Los estudiantes de lengua china del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI) pueden ser rodeados por una pantalla panorámica y encontrarse rodeados por imágenes de tamaño humano en lo que podría ser un mercado de Beijing. La negociación no escrita de un estudiante con un vendedor podría ser interrumpida por otro comerciante que negocie el precio. Ambos comerciantes son agentes de la IA desarrollados como parte del Proyecto Mandarín.

RPI fue la primera universidad en los Estados Unidos en tener acceso a la tecnología de la IA Watson de IBM, lo que llevó a la creación del Proyecto Mandarín en 2012. A partir de ahí, RPI e IBM establecieron el Laboratorio de Sistemas Cognitivos e Inmersivos (CISL) para explorar el uso de la IA para estimular el «aprendizaje incorporado», dice el Director Adjunto del CISL, Jonas Braasch.

«Queremos que los estudiantes aprendan a traducir lo que han aprendido de los libros de texto al mundo real», dice. «Como la IA tiene una larga historia en los juegos, usamos técnicas similares como el compromiso interactivo con personajes sintéticos, junto con el aspecto de recompensar el éxito, en lugar de marcar los errores».

En la actualidad, el Proyecto Mandarín y el CISL sólo están disponibles in situ, pero COVID-19 ha impulsado a los investigadores a explorar la adaptación de la tecnología para diferentes modos de entrega.

En el CISL, el uso de la IA en la educación superior tiene como objetivo apoyar a los instructores humanos, no reemplazarlos con bots, dice Braasch. «Nuestros sistemas pueden aumentar el compromiso, y eso aumenta el aprendizaje. La IA puede aumentar la diversión del aprendizaje».

Instalaciones inteligentes: Cómo la inteligencia artificial reduce los costos

Las tecnologías basadas en la IA están tomando un papel central en las operaciones de construcción de la Universidad de Iowa. Aprovechando los datos de IO de los sensores incorporados en los sistemas de calefacción, refrigeración, electricidad y seguridad, la universidad confía en la IA para gestionar el uso de la energía, los gastos de mantenimiento y la comodidad de los usuarios en el 70 por ciento de sus edificios académicos, dice Don Guckert, que se jubiló en julio como vicepresidente asociado de Iowa para la gestión de las instalaciones.

«Estamos aprovechando lo que ya está en marcha con nuestros sistemas de construcción y mecánicos y utilizando la inteligencia artificial para optimizar el consumo de energía y los costes de mantenimiento, reducir el riesgo para la continuidad del negocio y aumentar el confort de nuestros edificios», dice Guckert.

En los últimos tres años, la universidad ha ampliado un proyecto de detección y diagnóstico de fallas para cubrir más de 55 edificios. La inversión inicial se pagó por sí misma a través de la reducción de los costos de energía y mantenimiento en aproximadamente un año, dice Guckert.

Cuando Iowa cerró su campus en marzo y se trasladó a las clases en línea, algunos miembros del personal se quedaron. Si uno de ellos da positivo para COVID-19, los datos de la tarjeta de acceso pueden rastrear los movimientos de la persona, simplificando así el rastreo de contactos e identificando áreas para descontaminación, dice Guckert.

El uso de la IA, continúa, es un esfuerzo por ir más allá del modelo tradicional de mantenimiento reactivo. «Como industria, la gestión de las instalaciones siempre se ha basado en las quejas. Queríamos usar la tecnología para adelantarnos a los problemas antes de que ocurran.»