ISABELA – Desenvolvimento de uma app para um sistema IoT de apoio à aprendizagem

Abstract

Atualmente, os dispositivos móveis inteligentes estão bastante difundidos nas nossasvidas, sendo os smartphones os mais utilizados. No entanto, a maioria das suas aplicaçõesnão considera o Ser Humano como um elemento ativo do sistema, fornecendo a todos osutilizadores o mesmo serviço, com um único objetivo. Estas aplicações desconsideram ossentimentos, emoções, intenções, ações do Ser Humano e ainda o contexto social, que sãofatores essenciais quando se pretende desenvolver aplicações de monitorização e auxílio.Através da evolução de conceitos como a Internet das Coisas, sistemas ciber-físicos edas suas capacidades de monitorização, controlo de fenómenos físicos e de comunicação, ainteração do Ser Humano com um dispositivo móvel é cada vez mais facilitada. Esta interaçãopode ainda ser melhorada, em termos de auxílio e monitorização, quando considerado o SerHumano como um elemento ativo do sistema, através da utilização do conceito HITLCPS.Esta tese tem como objetivo recriar e expandir a plataforma ISABELA, uma aplicaçãoIoT de monitorização académica, existente exclusivamente para sistema operativo Android.Partindo do ISABELA, é proposta a sua recriação, através do desenvolvimento de umaplataforma inovadora, para fins educativos, desenvolvida para smartphones, compatívelcom sistema operativo Android e iOS, e com o objetivo de ajudar e orientar estudantesuniversitários, de forma a melhorarem o seu desempenho académico. A plataforma empreganovas tecnologias, como smartphones, inteligência artificial, um chatbot e o paradigma daInternet das Coisas. Através destas tecnologias são recolhidos dados do estudante, tais comoa sua localização, horas de estudo, padrões de sono, atividade física, contexto social. Estesdados são fornecidos ao sistema HITLCP, onde são analisados e posteriormente utilizados, deforma a auxiliar e monitorizar o estudante no seu percurso académico.

Currently, smart devices stand widespread in our lives, with smartphones being, by far,the most used. However, most applications do not consider humans as active system players,providing all users the same service with a unique objective. They disregard human feelings,emotions, intentions, actions, or even social context. In fact, all of them are factors to considerwhen developing monitoring or lifestyle applications.Due to the evolution of concepts such as the Internet of Things (IoT), cyber-physicalsystems (CPS) and their monitoring capabilities, control of physical environment and com-munication, the interaction of Humans with mobile devices is increasingly facilitated. Thisinteraction can still be improved, in terms of assistance and monitoring, when consideringthe Human as an active element of the system, using a Human-in-the-Loop Cyber-PhysicalSystem (HITLCPS).This thesis aims to recreate and expand the ISABELA platform, an IoT application foracademic monitoring, existing exclusively for the Android operating system. Starting fromISABELA, its recreation is proposed through the development of an innovative platform foreducational purposes, developed for smartphones with Android and iOS operating systemsand with the aim of helping and guiding university students in order to improve theiracademic performance. The platform employs new technologies such as smartphones, artificialintelligence, a chatbot and the Internet of Things paradigm. Through these technologies,student data is collected, such as their location, study hours, sleep patterns, physical activity,social context. This information is provided to a HITLCPS, where it is analyzed and laterused as a way of helping and monitoring the student in his/her academic path.