_Este artigo foi escrito pela Dra. Nazia Mintz Habib, FRSA, Fundadora e Chefe do Centro para Resiliência e Desenvolvimento Sustentável (CRSD) e Programa de Resiliência e Desenvolvimento Sustentável (RSDP), Universidade de Cambridge. _
O problema: a incapacidade de mitigar as alterações climáticas foi classificada como o maior risco para o mundo em 2022, com base num índice de gravidade a longo prazo. Apesar deste reconhecimento, faltam iniciativas actuais, em parte devido ao número significativo de pessoas alfabetizadas em todo o mundo que continuam a ter dúvidas sobre as alterações climáticas, e as medidas propostas para abordar esta questão ainda estão a ser debatidas pelos decisores políticos nos países desenvolvidos.
Porque é que é importante: Com o passar do tempo, o potencial do sistema educativo moderno é enorme para melhorar a elaboração de políticas no contexto das alterações climáticas. Dois tipos de processos de aprendizagem: aprendizagem experiencial (por exemplo, trabalho de campo) e resolução colaborativa de problemas (por exemplo, estudo de caso em grupo) podem ser acelerados por duas tecnologias inovadoras que fizeram avanços significativos em seus respectivos campos: Inteligência Artificial (IA) e Realidade Virtual/Realidade Aumentada. Realidade (VR/AR).
A solução: Como as tecnologias de imersão melhoradas por IA são projetadas para reduzir significativamente o tempo de absorção de conhecimento e o custo de fornecimento de formação e design de instrução, estas tecnologias podem abrir um mundo de possibilidades nos domínios da formação e da educação. Estas são ferramentas poderosas que devem ser incluídas em todas as fases da experiência de aprendizagem para melhorar a aprendizagem experiencial e colaborativa, simulando resultados e acelerando o processo de tomada de decisão a nível global. Não há dúvida de que os impactos das alterações climáticas estão a afectar todas as vidas humanas na Terra e estes só se intensificarão se continuarmos com os nossos produtos de conhecimento e ferramentas de aprendizagem tradicionais.
No cenário em rápida evolução da educação e da sensibilização para as alterações climáticas, a Inteligência Artificial ( IA ) e a Realidade Virtual (VR)/Realidade Aumentada (AR) emergiram como uma força transformadora, revolucionando a forma como aprendemos e compreendemos questões globais críticas. A convergência da IA com a AR/VR, conhecidas como tecnologias imersivas melhoradas pela IA, abriu uma oportunidade como nunca antes para melhorar os materiais de aprendizagem e formação para acelerar a aprendizagem cognitiva.
Pesquisas controladas sobre o papel dos estudos interativos de AR/VR descobriram que os participantes com baixos níveis de absorção experimentaram maiores benefícios quando instruídos a se imaginar ajudando um colega estudante na preparação para um próximo teste, enquanto aqueles com altos níveis de absorção mostraram mais benefícios quando encarregados de explicar o texto para um agente virtual. Esses resultados ressaltam a influência significativa dos traços de personalidade individual na aprendizagem por meio do ensino em Realidade Virtual Interativa (URA).
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A aprendizagem cognitiva acontece quando os destinatários do conhecimento podem compreender, lembrar e aplicar as ideias recém-compreendidas em cenários do mundo real. Independentemente do contexto, a abordagem de aprendizagem cognitiva combina treino explícito e implícito para garantir que a aprendizagem consciente de novos conhecimentos se enraíza no comportamento implícito que liga as entradas sensoriais do nosso cérebro à mudança de desempenho. Os estímulos sensoriais permitem-nos agir sem pensar conscientemente sobre princípios ou regras subjacentes; aprender a andar de bicicleta ou aprender uma língua, por exemplo, requer cognição explícita e implícita – aprendizagem cognitiva.
As tecnologias imersivas melhoradas pela IA podem melhorar a nossa compreensão das alterações climáticas através de uma melhor análise e modelação de dados. Este avanço tecnológico permite o processamento de grandes quantidades de dados, conduzindo a modelos climáticos mais precisos e a uma compreensão mais profunda da crise climática, abordando desafios educativos, colmatando lacunas de acessibilidade e atendendo a diversos estilos de aprendizagem.
A questão é: Será que as tecnologias imersivas melhoradas pela IA podem turbinar a aprendizagem para um rápido domínio das alterações climáticas nos contextos mais vulneráveis? Neste artigo, aprofundo-me na sinergia das tecnologias imersivas melhoradas pela IA e nos desafios enfrentados na educação e no conhecimento das alterações climáticas, explorando como esta combinação dinâmica nos impulsiona para um futuro de compreensão rápida e eficiente das alterações climáticas.
Enfrentando desafios educacionais com tecnologias imersivas aprimoradas por IA
As fraquezas do actual sistema educativo são multifacetadas, desde questões de normalização até disparidades de acesso. As tecnologias imersivas aprimoradas por IA intervêm como uma virada de jogo, oferecendo soluções que atendem aos estilos de aprendizagem individuais e preenchem a lacuna de acessibilidade. A aprendizagem personalizada, alimentada por estímulos visuais e auditivos, pode garantir que o conteúdo educacional ressoe com diversas preferências, proporcionando uma experiência de aprendizagem envolvente e personalizada para garantir a aprendizagem cognitiva.
As oportunidades de aprendizagem cognitiva treinam os indivíduos com competências, capacidade e consciência para receber informações mentais provenientes da observação, conceptualização, avaliações e motivações. Esses são aspectos fundamentais da teoria social cognitiva. Por outras palavras, ao examinar e reconhecer as formas como as ações e os comportamentos dos outros moldam e orientam os nossos, começamos a ver como o nosso ambiente e a socialização afetam diretamente os nossos métodos de aquisição de conhecimento.
O casamento da IA, da aprendizagem cognitiva e da nossa busca pela compreensão abre o caminho para um futuro onde a educação seja eficiente, a sensibilização para as alterações climáticas seja rápida e o domínio esteja ao nosso alcance.
À medida que o preço das tecnologias imersivas melhoradas pela IA continua a diminuir, os países em todo o mundo devem começar a planear a introdução de novas formas de formar os seus cidadãos de todas as faixas etárias sobre os impactos das alterações climáticas e envolver-se em processos globais de resolução de problemas.
O acesso aos recursos de aprendizagem, um desafio persistente, é transformado através de plataformas educacionais baseadas em IA. Essas plataformas não apenas democratizam o acesso, mas também elevam a experiência de aprendizagem ao incorporar elementos táteis e imersivos. O resultado é uma jornada de aprendizagem multissensorial, garantindo que os alunos possam tocar, sentir e se envolver com o assunto, melhorando a compreensão.
O apoio e a formação de professores, um aspecto crítico muitas vezes esquecido, ganha uma nova dimensão com a IA. Simulações interativas e realidade virtual (VR) criam um ambiente sensorial rico para educadores, capacitando-os com experiências práticas. Como resultado, os professores tornam-se proficientes na integração da tecnologia nas salas de aula, um passo fundamental para desbloquear todo o potencial da IA na educação.
A aprendizagem experiencial, facilitada por tecnologias imersivas aprimoradas por IA, ocupa o centro das atenções. Ao envolver todos os cinco sentidos, os ambientes virtuais e as simulações recriam cenários realistas, permitindo aos alunos tocar, ver, ouvir, provar e cheirar o assunto. Esta abordagem imersiva transcende as limitações dos métodos tradicionais de aprendizagem, promovendo uma compreensão mais profunda de conceitos complexos.
A aprendizagem sincronizada e não sincronizada , alimentada por tecnologias imersivas aprimoradas por IA, é bastante melhorada. A integração da IA na aprendizagem sincronizada e não sincronizada aumenta significativamente o impacto educativo destas tecnologias. A IA facilita experiências de aprendizagem interativas em tempo real e feedback personalizado em ambientes sincronizados, garantindo que os alunos recebam suporte e envolvimento imediatos. Para uma aprendizagem não sincronizada, a IA adapta o conteúdo educacional às velocidades e preferências de aprendizagem individuais, fornecendo caminhos de aprendizagem adaptáveis que incentivam o estudo individualizado. Esta abordagem dupla enriquece o cenário educacional, oferecendo experiências de aprendizagem flexíveis e personalizadas que atendem a diversas necessidades de aprendizagem, revolucionando assim os ambientes de aprendizagem tradicionais e digitais.
Acelerando a tomada de decisões baseada em evidências por meio de melhor conhecimento cognitivo
Os desafios no conhecimento sobre as alterações climáticas reflectem os da educação, abrangendo dados incompletos, preconceitos, lacunas de comunicação e uma necessidade de colaboração interdisciplinar. As tecnologias imersivas melhoradas pela IA constituem um aliado formidável, acelerando a nossa compreensão das alterações climáticas e enfrentando estes desafios de frente.
Análise e modelagem de dados — testemunhe uma revolução com a capacidade da IA de processar grandes quantidades de dados. Através de visualizações avançadas e sinais auditivos, as informações sobre as alterações climáticas tornam-se mais compreensíveis e acessíveis. A velocidade e a eficiência das tecnologias imersivas melhoradas pela IA na análise, visualização e compreensão de dados contribuem para o desenvolvimento de modelos climáticos mais precisos, preenchendo lacunas na nossa compreensão.
A mitigação de preconceitos , crucial para a investigação climática imparcial, torna-se alcançável através de algoritmos de tecnologias imersivas melhoradas por IA, concebidos para reconhecer padrões. Ao destacar visualmente potenciais preconceitos, as tecnologias imersivas melhoradas pela IA promovem uma compreensão mais objectiva e imparcial das alterações climáticas. A integração de velocidade e eficiência garante uma base científica mais robusta e confiável.
A comunicação científica , um obstáculo na sensibilização para as alterações climáticas, sofre uma mudança de paradigma com ferramentas alimentadas por IA. Elementos multimédia, incluindo experiências e simulações de realidade virtual, permitem aos utilizadores “sentir” os impactos das alterações climáticas. Isto não só aumenta o envolvimento do público, mas também preenche lacunas de comunicação, tornando a ciência complexa mais compreensível.
A colaboração transdisciplinar é a base da aprendizagem cognitiva fazendo. As falhas nas políticas relativas às alterações climáticas são frequentemente causadas por abordagens isoladas e este já não é um conhecimento novo. As tecnologias imersivas melhoradas pela IA podem oferecer plataformas cognitivas para a colaboração transdisciplinar e a cocriação de soluções. Espaços virtuais colaborativos, enriquecidos com interações visuais e auditivas, reúnem pesquisadores de diversas disciplinas. Isto facilita uma compreensão holística das alterações climáticas, eliminando barreiras e promovendo uma frente unida contra o desafio global.
Uma estrutura para governança responsável de tecnologias imersivas aprimoradas por IA
A integração de tecnologias imersivas melhoradas por IA no sistema educativo tem um imenso potencial para acelerar a formação experiencial e expandir a aprendizagem cognitiva a nível global. Isto impulsionará a educação e a compreensão das alterações climáticas a novos patamares. A eficiência, velocidade e adaptabilidade da IA alinham-se perfeitamente com as diversas maneiras pelas quais nossos sentidos absorvem informações. Desde experiências de aprendizagem personalizadas até simulações imersivas de alterações climáticas, o papel das tecnologias imersivas melhoradas pela IA poderá tornar-se fundamental na definição de um futuro onde o conhecimento não seja apenas adquirido, mas profundamente compreendido.
À medida que navegamos pelas complexidades do nosso mundo, a relação simbiótica entre os nossos sentidos e as tecnologias imersivas melhoradas pela IA pode tornar-se uma luz orientadora. Em resposta à nossa pergunta inicial no início deste artigo - a IA pode turbinar o aprendizado para o rápido domínio das mudanças climáticas? A resposta retumbante é “Sim e…”
“Sim e” é a chave para desbloquear o quadro da inovação responsável, que sublinha a importância da adoção de um quadro para a inovação responsável que desenvolvi há cerca de uma década na Universidade de Cambridge. À medida que treino líderes e estudantes em Cambridge sobre estruturas de inovação responsável, descobrimos que, quando olhamos através da lente da eliminação de riscos de um sistema, as soluções muitas vezes se tornam mais claras. Existem três palavras-chave que desencadeiam respostas cognitivas ao pensamento de soluções baseadas em riscos desconhecidos - pontos cegos, gargalos e quebra-negócios, o que poderia reduzir a probabilidade de quaisquer consequências negativas não intencionais de soluções inovadoras. A aprendizagem cognitiva é fundamental para conduzir esta análise do pensamento de soluções baseadas em riscos desconhecidos.
Um bom sistema de governação para a inovação responsável incluiria dimensões antecipatórias, reflexivas, deliberativas inclusivas e responsivas. Por outras palavras, exige uma abordagem de governação que seja flexível, reativa e inclusiva, capaz de colmatar os défices da nossa atual abordagem à inovação. Ao aplicar o pensamento do Cambridge Policy Simulation Lab, os decisores podem co-criar uma compreensão profunda das consequências negativas não intencionais da IA e das tecnologias imersivas melhoradas pela IA e criar sistemas de governação apropriados. Há seis considerações a ter em mente ao integrar amplamente a IA no sistema educativo para melhorar o domínio da resposta às alterações climáticas.
Preocupações éticas e sociais: a integração da IA na sociedade levanta questões éticas e sociais, tais como preconceitos nos algoritmos de tomada de decisão, preocupações com a privacidade e o potencial para uma maior vigilância. Estes desafios exigem uma consideração cuidadosa das implicações éticas das tecnologias e aplicações imersivas melhoradas pela IA e do desenvolvimento de estruturas para garantir tecnologias imersivas e sistemas relacionados justos, transparentes e responsáveis.
Impacto ambiental: O consumo significativo de energia necessário para treinar e operar modelos de IA e AR/VR contribui para as emissões de gases de efeito estufa, destacando a pegada ambiental das tecnologias imersivas aprimoradas por IA. Práticas sustentáveis de IA, incluindo a otimização da eficiência energética e a utilização de fontes de energia verdes, são fundamentais para mitigar estes impactos ambientais.
Viés de dados: as tecnologias imersivas melhoradas pela IA e os sistemas relacionados dependem de grandes conjuntos de dados para formação, o que pode perpetuar os preconceitos existentes se os dados não forem cuidadosamente selecionados. Abordar o preconceito de dados envolve garantir conjuntos de dados diversos e representativos, implementar verificações de imparcialidade e monitorizar continuamente sistemas para detectar resultados tendenciosos.
Questões de privacidade: A dependência da IA de grandes quantidades de dados pessoais levanta preocupações de privacidade, especialmente no que diz respeito à recolha, armazenamento e utilização de dados. O desenvolvimento de técnicas robustas de preservação da privacidade, como privacidade diferencial e computação criptografada, é essencial para proteger a privacidade individual em aplicações de IA.
Custos computacionais: As crescentes exigências computacionais da investigação em IA, especialmente na aprendizagem profunda, conduzem a um elevado consumo de energia e custos associados. Inovações em eficiência computacional, melhorias algorítmicas e avanços de hardware são necessários para tornar a IA mais sustentável. O preço justo desta tecnologia está ligado à distribuição equitativa desta tecnologia para acelerar o processo de tomada de decisão global.
Retornos decrescentes: O rápido aumento dos requisitos computacionais das tecnologias imersivas melhoradas pela IA poderá em breve ultrapassar os ganhos de desempenho do hardware, sugerindo desafios de sustentabilidade ambiental para o desenvolvimento futuro da IA. Abordar esta questão requer um foco na eficiência computacional e na exploração de novos paradigmas na investigação da IA relativamente aos impactos ambientais.
Concluindo, não é apenas uma ferramenta para adquirir conhecimento; é um catalisador para aprofundar os nossos conhecimentos sobre questões globais críticas. O casamento da IA, da aprendizagem cognitiva e da nossa busca pela compreensão abre o caminho para um futuro onde a educação seja eficiente, a sensibilização para as alterações climáticas seja rápida e o domínio esteja ao nosso alcance. Os três quadros aqui apresentados são cruciais para garantir que a implantação de tecnologias imersivas melhoradas pela IA no contexto das alterações climáticas esteja alinhada com as necessidades e valores sociais, minimizando os riscos e maximizando os benefícios.
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(Crédito da imagem: Unsplash )
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