Desarrollo de sistemas de ayuda inteligente mediante integración de tecnologías y reutilización de información

Resumen

El trabajo descrito en esta memoria confirma que mediante la integración de técnicas suficientemente probadas en diversas áreas de la informática es posible construir sistemas de ayuda efectivos que se adaptan al usuario, y todo ello con un coste de desarrollo y mantenimiento razonable. La posibilidad de construir sistemas con estas caracteristicas la hemos confirmado mediante la construcción de los sistemas argos y aran. La aproximación seguida para construir nuestros sistemas parte de una revisión critica de los principales aspectos del proceso de utilización de las computadoras en la enseñanza. Para ello, se ha analizado en primer lugar la problemática asociada con diversos enfoques educativos, dedicando una atención especial a los tutores inteligentes y a las razones que han limitado la generalización de su uso. Las consecuencias de este análisis se aplican a los sistemas de ayuda, que hemos planteado como una aproximación más sencilla y realista de los sistemas de enseñanza basados en computadora. Nuestra visión de lo que debe ser la asistencia al usuario no es solamente proporcionar a este la información necesaria para que complete la tarea con la que tiene dificultades, sino que mantenemos a la vez un enfoque instruccional, de modo que se promueve una mayor comprensión de la estructura del sistema. Para llegar a esta conclusión hemos realizado previamente un estudio de los sistemas de ayuda, centrándonos en los sistemas de ayuda para entornos software extensos. Se han identificado las principales necesidades de ayuda que se le plantean al usuario de estos entornos y se han analizado las diversas propuestas que buscan facilitar simultáneamente tanto el aprendizaje como el uso de estas aplicaciones informáticas. Hemos analizado los factores que influyen en el diseño y construcción de los sistemas de ayuda, concluyendo que la característica distintiva de la ayuda inteligente es la de la adaptación a las circunstancias en las que se solicita esta ayuda. @LF@ Otra conclusión que hemos obtenido ha sido que la disposición de un modelo explícito del usuario es clave para lograr dicha adaptación, concibiendo este modelo como una simplificación pragmática del concepto de modelo de alumno utilizado en los ITS. La construcción de los sistemas argos y aran siguiendo las directrices del modelo de sistema de ayuda propuesto en esta memoria, constituye el núcleo de esta tesis. De esta forma, se demuestra la viabilidad de un modelo de sistema de ayuda capaz de proporcionar una ayuda efectiva, adaptada a los usuarios, en dominios reales y con un bajo coste de desarrollo. Las caracteristicas clave de este modelo son: activación del asistente por el usuario, ayuda basada en acceso a documentación, adaptación mediante un modelado explícito del usuario y utilización de una interfaz multimodal. Nuestro modelo resulta factible porque se basa en la integración de tecnologías ampliamente probadas y en la reutilización de información de distintos tipos. Las tecnologías integradas son: la recuperación de información, el hipertexto, el modelado de usuario y la representación explícita del conocimiento. La combinación de estas técnicas permite facilitar tanto el acceso a la información como su comprensión por diversos tipos de usuarios. La reutilización de información implica desde aprovechar documentación en formato electrónico, hasta la reutilización -parcial- de bases de conocimiento o de modelos de usuario usados previamente en otros sistemas. El primer sistema de ayuda desarrollado, argos, es un sistema en el que se integran técnicas de recuperación de información, de modelado de usuario y de hipertexto. En la evaluación de este primer sistema quedo de manifiesto que las técnicas de interacción hombre-computadora juegan un papel fundamental para obtener un asistente eficaz y de fácil manejo. Sin embargo, en esta misma fase de experimentación y prueba se detecto que a pesar de la interfaz, la influencia del conocimiento previo del vocabulario del dominio por parte del usuario era un factor clave para el éxito del sistema. @LF@ Además se constato que una insuficiente estructuración de la información también influía negativamente en su asimilación por parte del usuario. Sobre la base de nuestra experiencia con argos se desarrolla el sistema aran que supone la materialización completa del modelo de asistente inteligente propuesto en este trabajo. Aran introduce una representación explícita del conocimiento con el fin de mejorar la efectividad de la ayuda. Esta representación explícita constituye un modelo del dominio que permite una indexación basada en conocimiento de la documentación, a la vez que posibilita el desarrollo de un modelo del usuario mas detallado y completo. Con la inclusión de las técnicas de representación de conocimiento y el análisis formal de conceptos, hemos solucionado los problemas previamente detectados en argos. Esto nos ha permitido introducir otros tipos de interacción en los que el conocimiento previo del dominio por parte del usuario ya no es crucial. Esta nueva interacción permite la inspección directa del dominio y la selección de descriptores. Además ahora se dispone de una información más rica e interrelacionada, lo cual simplifica su comprensión y asimilación, sin afectar gravemente a la mantenibilidad y ampliabilidad del sistema.