<p>This research focuses on making animated pedagogical agents more emotionally expressive to facilitate students’ learning process and create a true connection between the agents and the students for effective learning. The author of this thesis focused on applying affective hand and arm gestures that were derived from the Geneva Multimodal Emotion Portrayals (GEMEP) core set of affective expressions on top of animated lecturing agents. The GEMEP database includes 145 video recordings of French actors portraying different emotions. Only arm and hand gestures were extracted from the database and were applied on top of lecturing animations of animated pedagogical agents. 131 participants participated in an online perception study where they were asked to watch different animations of six basic emotions (anger, joy, sadness, disgust, fear, and surprise) displayed by male and female characters. Results of the perception study showed that only one angry expression by the female character passed the 75% bar of recognition rate, while the remaining expressions showed a low recognition rate (1.5% -64%). The author also examined whether levels of emotion arousal and valence were correctly identified by the students. Participants’ identification of correct levels of arousal and valence was more accurate than recognition of Ekman’s basic emotions but was still not sufficient for further statistical analysis on validating hypotheses of research on observing how gender of participants and characters influence the emotion perception. Overall, significant reasons were identified that influenced the low perception rate among participants, which are discussed in the conclusion. </p>

The purpose of this study was to investigate the effects of an animated pedagogical agent on Spanish vocabulary learning. Furthermore, the study examined learners’ reactions and attitudes towards the presence of the pedagogical agent in a web-based environment, as well as how learners used the conversational component of the pedagogical agent in their learning process. A total of 47 university students enrolled in two fourth-semester Spanish classes participated in this study. Both the Control group and the Experimental group used a web-based environment that presented new vocabulary (in audio and text), along with activities for practicing the vocabulary in context. The difference between the two groups was that an animated pedagogical agent (Laura) was present in the environment used by the Experimental group. In addition, a conversational component was added at a second phase to the environment used by the Experimental group, which the learners used to chat with the pedagogical agent about the material presented. The data were analyzed through quantitative and qualitative methods. The quantitative data were derived from a demographic information questionnaire, a vocabulary pre-test and two vocabulary post-tests (an immediate post-test and a delayed post-test), as well as from attitudes scales completed prior to the learners’ exposure to the web-based environments and after completing the learning sessions. The qualitative data were derived from a learning experience questionnaire completed by all learners at the end of the learning sessions, as well as from the scripts of the chat sessions between the learners in the Experimental group and the pedagogical agent, and a chatting experience questionnaire completed by the same group. Analysis of the quantitative data did not yield significant differences between the Control and the Experimental groups with respect to vocabulary learning outcomes and affective outcomes. Analysis of the qualitative data revealed learners’ preferences with respect to features embedded in the web-based language learning environments. In addition, it explored how learners utilized the conversational aspect of the pedagogical agent, and provided information as to the type of information the agent’s knowledge base should include in order for the agent to be a beneficial tool for the learners’ progress. / text

Este trabalho propõe um agente pedagógico animado que possui o objetivo de fornecer suporte emocional ao aluno: motivando-o e encorajando-o, fazendo-o acreditar em suas próprias habilidades e promovendo um estado de espírito positivo no aluno, que é melhor para o seu aprendizado. Este suporte cuidadoso do agente, suas táticas afetivas, é expresso através de comportamentos emotivos e mensagens de encorajamento do personagem animado. Devido à tendência social humana de antropomorfizar software, nós acreditamos que um agente de software pode realizar esse papel afetivo. Para escolher as táticas afetivas adequadas, o agente deve conhecer as emoções do aluno. O agente proposto infere as seguintes emoções do aluno: alegria/tristeza, satisfação/frustração, raiva/gratidão e vergonha a partir do comportamento observável do aluno, isto é, as ações do aluno na interface do sistema educacional. A inferência das emoções é fundamentada psicologicamente na teoria cognitiva das emoções. Mais especificamente, nós usamos o modelo OCC o qual é baseado na abordagem cognitivista das emoções e é possível de ser implementado computacionalmente. Devido a natureza dinâmica da informação sobre o estado afetivo do aluno, nós adotamos uma abordagem BDI para implementar o modelo afetivo do usuário e o diagnóstico afetivo. Além disso, em nosso trabalho nós nos beneficiamos da capacidade de raciocínio do BDI para o agente deduzir o appraisal do aluno, que lhe permite inferir as emoções do aluno. Como um caso de estudo, o agente proposto é implementado como o Agente Mediador de MACES: um ambiente para ensino colaborativo à distância modelado com uma arquitetura multiagente e baseado psicologicamente na abordagem Sociocultural de Vygotsky. / This work proposes an animated pedagogical agent that has the role of providing emotional support to the student: motivating and encouraging him, making him believe in his self-ability, and promoting a positive mood in him, which fosters learning. This careful support of the agent, its affective tactics, is expressed through emotional behaviour and encouragement messages of the lifelike character. Due to human social tendency of anthropomorphising software, we believe that a software agent can accomplish this affective role. In order to choose the adequate affective tactics, the agent should also know the student’s emotions. The proposed agent recognises the student’s emotions: joy/distress, satisfaction/disappointment, anger/gratitude, and shame, from the student’s observable behaviour, i. e. his actions in the interface of the educational system. The inference of emotions is psychologically grounded on the cognitive theory of emotions. More specifically, we use the OCC model which is based on the cognitive approach of emotion and can be computationally implemented. Due to the dynamic nature of the student’s affective information, we adopted a BDI approach to implement the affective user model and the affective diagnosis. Besides, in our work we profit from the reasoning capacity of the BDI approach in order for the agent to deduce the student’s appraisal, which allows it to infer the student’s emotions. As a case study, the proposed agent is implemented as the Mediating Agent of MACES: an educational collaborative environment modelled as a multi-agent system and pedagogically based on the sociocultural theory of Vygotsky.

Este trabalho está inserido no projeto de pesquisa "Um Modelo Computacional de Aprendizagem a Distância Baseada na Concepção Sócio-Interacionista de Vygotsky", que propõe um ambiente educacional o qual privilegia a colaboração como forma de interação. Neste projeto, as pesquisas subsidiam a formação de ações para a modelagem de um agente pedagógico animado, utilizado para interagir com os alunos no Ambiente de Ensino/Aprendizagem em desenvolvimento. A modelagem das decisões para estratégia de atuação do agente foi obtida nos arquivos de "log" gerados ao final de algumas discussões na ferramenta de "chat", a partir de fatores relevantes da interação entre grupos de estudantes. O trabalho utiliza-se da experiência realizada com alunos de uma turma da disciplina Algoritmos e Programação, oferecida aos alunos de graduação da UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul), onde foram obtidos alguns fatores considerados importantes na adaptação de um ambiente para os alunos em interação. Tais fatores são apresentados neste projeto, assim como a técnica de identificação. / The following work is inserted in the research entitled: “A Computational Model of Distance Learning based on the Socio-Interactionist Approach”, which proposes an educational environment that privileges collaboration as a form of interaction. The research in this project aims to subsidize the shaping of actions for the modeling of an Animated Pedagogical Agent used for interacting with students in a Teaching/Learning Environment under development. The modeling of decisions for the strategy on an agent’s performance was obtained from “log” files at the end of discussions concerning the “chat” tool out of relevant factors of interaction among student groups. The experience was carried out with students in Algorithms and Programming offered in the course of Graduation at UFRGS (Universidade Federal Do Rio Grande do Sul) where some considerably important factors were attained in the adaptation of an environment for students in interaction. Such factors are shown in this project as well as the identification technique.

Este trabalho propõe um agente pedagógico animado que possui o objetivo de fornecer suporte emocional ao aluno: motivando-o e encorajando-o, fazendo-o acreditar em suas próprias habilidades e promovendo um estado de espírito positivo no aluno, que é melhor para o seu aprendizado. Este suporte cuidadoso do agente, suas táticas afetivas, é expresso através de comportamentos emotivos e mensagens de encorajamento do personagem animado. Devido à tendência social humana de antropomorfizar software, nós acreditamos que um agente de software pode realizar esse papel afetivo. Para escolher as táticas afetivas adequadas, o agente deve conhecer as emoções do aluno. O agente proposto infere as seguintes emoções do aluno: alegria/tristeza, satisfação/frustração, raiva/gratidão e vergonha a partir do comportamento observável do aluno, isto é, as ações do aluno na interface do sistema educacional. A inferência das emoções é fundamentada psicologicamente na teoria cognitiva das emoções. Mais especificamente, nós usamos o modelo OCC o qual é baseado na abordagem cognitivista das emoções e é possível de ser implementado computacionalmente. Devido a natureza dinâmica da informação sobre o estado afetivo do aluno, nós adotamos uma abordagem BDI para implementar o modelo afetivo do usuário e o diagnóstico afetivo. Além disso, em nosso trabalho nós nos beneficiamos da capacidade de raciocínio do BDI para o agente deduzir o appraisal do aluno, que lhe permite inferir as emoções do aluno. Como um caso de estudo, o agente proposto é implementado como o Agente Mediador de MACES: um ambiente para ensino colaborativo à distância modelado com uma arquitetura multiagente e baseado psicologicamente na abordagem Sociocultural de Vygotsky. / This work proposes an animated pedagogical agent that has the role of providing emotional support to the student: motivating and encouraging him, making him believe in his self-ability, and promoting a positive mood in him, which fosters learning. This careful support of the agent, its affective tactics, is expressed through emotional behaviour and encouragement messages of the lifelike character. Due to human social tendency of anthropomorphising software, we believe that a software agent can accomplish this affective role. In order to choose the adequate affective tactics, the agent should also know the student’s emotions. The proposed agent recognises the student’s emotions: joy/distress, satisfaction/disappointment, anger/gratitude, and shame, from the student’s observable behaviour, i. e. his actions in the interface of the educational system. The inference of emotions is psychologically grounded on the cognitive theory of emotions. More specifically, we use the OCC model which is based on the cognitive approach of emotion and can be computationally implemented. Due to the dynamic nature of the student’s affective information, we adopted a BDI approach to implement the affective user model and the affective diagnosis. Besides, in our work we profit from the reasoning capacity of the BDI approach in order for the agent to deduce the student’s appraisal, which allows it to infer the student’s emotions. As a case study, the proposed agent is implemented as the Mediating Agent of MACES: an educational collaborative environment modelled as a multi-agent system and pedagogically based on the sociocultural theory of Vygotsky.

Este trabalho está inserido no projeto de pesquisa "Um Modelo Computacional de Aprendizagem a Distância Baseada na Concepção Sócio-Interacionista de Vygotsky", que propõe um ambiente educacional o qual privilegia a colaboração como forma de interação. Neste projeto, as pesquisas subsidiam a formação de ações para a modelagem de um agente pedagógico animado, utilizado para interagir com os alunos no Ambiente de Ensino/Aprendizagem em desenvolvimento. A modelagem das decisões para estratégia de atuação do agente foi obtida nos arquivos de "log" gerados ao final de algumas discussões na ferramenta de "chat", a partir de fatores relevantes da interação entre grupos de estudantes. O trabalho utiliza-se da experiência realizada com alunos de uma turma da disciplina Algoritmos e Programação, oferecida aos alunos de graduação da UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul), onde foram obtidos alguns fatores considerados importantes na adaptação de um ambiente para os alunos em interação. Tais fatores são apresentados neste projeto, assim como a técnica de identificação. / The following work is inserted in the research entitled: “A Computational Model of Distance Learning based on the Socio-Interactionist Approach”, which proposes an educational environment that privileges collaboration as a form of interaction. The research in this project aims to subsidize the shaping of actions for the modeling of an Animated Pedagogical Agent used for interacting with students in a Teaching/Learning Environment under development. The modeling of decisions for the strategy on an agent’s performance was obtained from “log” files at the end of discussions concerning the “chat” tool out of relevant factors of interaction among student groups. The experience was carried out with students in Algorithms and Programming offered in the course of Graduation at UFRGS (Universidade Federal Do Rio Grande do Sul) where some considerably important factors were attained in the adaptation of an environment for students in interaction. Such factors are shown in this project as well as the identification technique.

Este trabalho propõe um agente pedagógico animado que possui o objetivo de fornecer suporte emocional ao aluno: motivando-o e encorajando-o, fazendo-o acreditar em suas próprias habilidades e promovendo um estado de espírito positivo no aluno, que é melhor para o seu aprendizado. Este suporte cuidadoso do agente, suas táticas afetivas, é expresso através de comportamentos emotivos e mensagens de encorajamento do personagem animado. Devido à tendência social humana de antropomorfizar software, nós acreditamos que um agente de software pode realizar esse papel afetivo. Para escolher as táticas afetivas adequadas, o agente deve conhecer as emoções do aluno. O agente proposto infere as seguintes emoções do aluno: alegria/tristeza, satisfação/frustração, raiva/gratidão e vergonha a partir do comportamento observável do aluno, isto é, as ações do aluno na interface do sistema educacional. A inferência das emoções é fundamentada psicologicamente na teoria cognitiva das emoções. Mais especificamente, nós usamos o modelo OCC o qual é baseado na abordagem cognitivista das emoções e é possível de ser implementado computacionalmente. Devido a natureza dinâmica da informação sobre o estado afetivo do aluno, nós adotamos uma abordagem BDI para implementar o modelo afetivo do usuário e o diagnóstico afetivo. Além disso, em nosso trabalho nós nos beneficiamos da capacidade de raciocínio do BDI para o agente deduzir o appraisal do aluno, que lhe permite inferir as emoções do aluno. Como um caso de estudo, o agente proposto é implementado como o Agente Mediador de MACES: um ambiente para ensino colaborativo à distância modelado com uma arquitetura multiagente e baseado psicologicamente na abordagem Sociocultural de Vygotsky. / This work proposes an animated pedagogical agent that has the role of providing emotional support to the student: motivating and encouraging him, making him believe in his self-ability, and promoting a positive mood in him, which fosters learning. This careful support of the agent, its affective tactics, is expressed through emotional behaviour and encouragement messages of the lifelike character. Due to human social tendency of anthropomorphising software, we believe that a software agent can accomplish this affective role. In order to choose the adequate affective tactics, the agent should also know the student’s emotions. The proposed agent recognises the student’s emotions: joy/distress, satisfaction/disappointment, anger/gratitude, and shame, from the student’s observable behaviour, i. e. his actions in the interface of the educational system. The inference of emotions is psychologically grounded on the cognitive theory of emotions. More specifically, we use the OCC model which is based on the cognitive approach of emotion and can be computationally implemented. Due to the dynamic nature of the student’s affective information, we adopted a BDI approach to implement the affective user model and the affective diagnosis. Besides, in our work we profit from the reasoning capacity of the BDI approach in order for the agent to deduce the student’s appraisal, which allows it to infer the student’s emotions. As a case study, the proposed agent is implemented as the Mediating Agent of MACES: an educational collaborative environment modelled as a multi-agent system and pedagogically based on the sociocultural theory of Vygotsky.

Este trabalho está inserido no projeto de pesquisa "Um Modelo Computacional de Aprendizagem a Distância Baseada na Concepção Sócio-Interacionista de Vygotsky", que propõe um ambiente educacional o qual privilegia a colaboração como forma de interação. Neste projeto, as pesquisas subsidiam a formação de ações para a modelagem de um agente pedagógico animado, utilizado para interagir com os alunos no Ambiente de Ensino/Aprendizagem em desenvolvimento. A modelagem das decisões para estratégia de atuação do agente foi obtida nos arquivos de "log" gerados ao final de algumas discussões na ferramenta de "chat", a partir de fatores relevantes da interação entre grupos de estudantes. O trabalho utiliza-se da experiência realizada com alunos de uma turma da disciplina Algoritmos e Programação, oferecida aos alunos de graduação da UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul), onde foram obtidos alguns fatores considerados importantes na adaptação de um ambiente para os alunos em interação. Tais fatores são apresentados neste projeto, assim como a técnica de identificação. / The following work is inserted in the research entitled: “A Computational Model of Distance Learning based on the Socio-Interactionist Approach”, which proposes an educational environment that privileges collaboration as a form of interaction. The research in this project aims to subsidize the shaping of actions for the modeling of an Animated Pedagogical Agent used for interacting with students in a Teaching/Learning Environment under development. The modeling of decisions for the strategy on an agent’s performance was obtained from “log” files at the end of discussions concerning the “chat” tool out of relevant factors of interaction among student groups. The experience was carried out with students in Algorithms and Programming offered in the course of Graduation at UFRGS (Universidade Federal Do Rio Grande do Sul) where some considerably important factors were attained in the adaptation of an environment for students in interaction. Such factors are shown in this project as well as the identification technique.