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Plataforma Saberlândia: Integrando Robótica e Multimídia noDesenvolvimento de Jogos Educacionais

Ivete Martins Pinto¹, Silvia Costa Botelho¹, Rodrigo Chaves de Souza¹, Thiago SonegoGoulart², Rafael Colares², Raphael Leite Campos²

¹Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências²Curso de Engenharia de Computação

Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande – RS – Brasil

Resumo

Este artigo apresenta o Projeto SABERLÂNDIA,uma plataforma para o desenvolvimento de jogoseducacionais que, a partir de contextos e conteúdosfornecidos,, propicia a geração automática de jogosde ação. O projeto SABERLÂNDIA tem como focosprincipais: i. o desenvolvimento de sistemas deautoria que estimulem a construção do conhecimento,de forma lúdica, propiciando aos diferentes atores(professores, aprendizes) atuarem como autor nodesenvolvimento destes jogos; ii. a utilização derecursos multimídias como motivação, fazendo usode recursos de Realidade Virtual e Robótica. Sãoutilizadas técnicas de planificação associadas à IA(Inteligência Artificial) para gerar aseqüenciabilidade do jogo, utilizando-se oformalismo STRIPS para definição genérica daspossíveis ações permitidas, definidas pelo autor. Oroteiro e conteúdos, fornecidos pelo autor, são entãoinseridos de forma automática no plano do jogo. Umconjunto de cenários pré-disponíveis, armazenadosem uma biblioteca de cenários e personagens, sãoreproduzidos de forma virtual (com visualização 3D)e em maquetes. Os personagens também sãodisponibilizados de forma virtual e através desistemas robóticos, em kit fornecido. Habilidadesnecessárias à jogabilidade são adquiridas através deatividades de motricidade associadas ao sistemarobótico. A proposta encontra-se em fase final deimplementação, sendo apresentados testes e análisesdo protótipo hoje existente.

Palavras-chave: jogos eletrônicos, jogoseducacionais, robótica, Planejamento (planning),sistemas de autoria

1. Introdução

Conceber a aprendizagem como um processo deinteração em que todos participam, trocam ecompartilham conhecimentos é um dos caminhospara substituir a concepção de aprendizado, na qualos conhecimentos são apresentados pelo professor,

cabendo aos alunos a recepção passiva. A troca poruma concepção mais dinâmica, na qual osconhecimentos são socialmente (re) construídos,conduzirá à uma interação que, não é senão uma novamaneira de descrever o que se passa na história deum sujeito, entre ele e o mundo, é a própria dinâmicada aprendizagem (Merieu, 1998, p. 57).

As atividades lúdicas estimulam a curiosidade, aautoconfiança, o potencial criador e a autonomia,proporcionando o desenvolvimento da linguagem, dopensamento, da concentração e atenção, exercendoassim, função educativa.

Os jogos educativos são atividades lúdicas quepossuem objetivos pedagógicos especializados para odesenvolvimento do raciocínio e aprendizado decrianças e adultos.

Tendo o pedagógico como meta, deve-se atentarao fato de que a motivação não deva serdesconsiderada. Por exemplo, por divertir e motivarsabe-se que jogos de ação retêm a atenção e ointeresse de crianças e adolescentes, exercitando asfunções mentais e intelectuais dos jogadores. Seconvenientemente planejados, estes poderiam ser umrecurso pedagógico eficaz para a construção doconhecimento.

O uso de recursos tecnológicos, dentre eles ocomputador e a Internet, pode vir a potencializar osaspectos acima descritos, produzindo jogoseletrônicos educativos, sempre que atrelado aprincípios teórico-metodológicos claros e bemfundamentados. Defende-se que tais princípiospassam pela individualização dos aprendizes,respeitando sua cultura, interesses, dúvidas eincertezas. Busca-se assim aliar-se o lúdico àsnecessidades e contexto do aluno, permitindo a estes,e aos professores desenvolverem jogos educativos,cujos cenários, roteiros, personagens, e outroselementos, façam parte da sua realidade.

O presente trabalho visa apresentar um sistemabaseado em técnicas de planificação associadas àInteligência Artificial (IA) para a autoria de jogos

SBC - Proceedings of SBGames'08: Computing Track - Full Papers Belo Horizonte - MG, November 10 - 12

VII SBGames - ISBN: 85-766-9204-X 177

eletrônicos educacionais de ação, onde, a partir doroteiro definido pelo autor, o jogo de ação é geradode forma automática. Além de o sistema oferecer aoseducadores e educandos a oportunidade de interagirnum ambiente lúdico, flexível e dinâmico, propõe-setambém neste artigo combinar a motivação associadaa jogos de ação/estratégia com diferentes recursostecnológicos como a Realidade Virtual e a Robótica.

A proposta está sendo implementada no projetoSABERLÂNDIA, atualmente financiada pela FINEP,através do Edital FINEP/MCT/MEC paradesenvolvimento de jogos educacionais para o ensinofundamental.

As principais características deste sistema são: apossibilidade dos atores envolvidos, alunos eprofessores, serem “autores” dos roteiros de ação aserem criados (jogo que faz jogo); a possibilidade deutilização colaborativa do ambiente de aprendizado; ea utilização de diferentes mídias integrando recursosde realidade virtual e robótica; com portabilidadepara diferentes tipos e custos de máquinas.

Neste enfoque, a proposta propicia a criação dejogos de aventura em terceira pessoa, onde o roteirodo jogo possa ser fornecido pelos autores. Associadosao roteiro, professores e alunos poderão criarsituações problemas, cenários e personagens deacordo com a realidade das crianças envolvidas, alémda possibilidade de serem compartilhados de formaremota entre diferentes grupos. Crê-se que através dainteração aluno/aluno, aluno/professor eprofessor/professor, a educação pode sertransformada em um processo dinâmico, motivador esignificativo.

A plataforma será validada em algumas escolasdo ensino fundamental da cidade de Rio Grande/RS.

A seguir contextualiza-se a proposta, seguida pelaapresentação da arquitetura do sistema desenvolvido,seu estado atual de desenvolvimento, conclusões etrabalhos futuros.

2. Contextualização

As tecnologias da informação e comunicação,especialmente o computador, propiciam atransformação dos mais diversos setores dasociedade. A inserção da tecnologia computacionalna educação tem sido alvo de muitas pesquisas(Lévy, 1995, 1999; Fagundes et al, 1999; Mantoan etal, 1999; D’Abreu e Chella, 2001; Palloff e Pratt,2002; Ramal, 2002; Behar et al, 2005; etc...),evoluindo desde a introdução dos laboratórios deinformática nas escolas, desenvolvimento desoftwares educacionais, ambientes de ensino na Web,

sistemas de autoria e tutores inteligentes, robóticapedagógica, realidade virtual e jogos educativos.

Apesar de algumas limitações, a escola buscaacompanhar os avanços tecnológicos, em sintoniacom os processos de transformação da sociedade emmeio a tais demandas. A utilização dos computadorese da Internet permite a criação de ambientes deaprendizagem que possibilitam novas formas depensar e aprender, favorecendo a aprendizagem ativae o desenvolvimento de processos metacognitivoslevando os alunos a aprender a aprender.

Os jogos educacionais, se convenientementeplanejados, são um recurso pedagógico eficaz para aconstrução do conhecimento. Segundo Vygotsky(1984), o brinquedo estimula a curiosidade e aautoconfiança, proporcionando desenvolvimento dalinguagem, do pensamento, da concentração e daatenção; através do brinquedo a criança aprende aagir numa esfera cognitivista, habilitando-se aescolher suas próprias ações.

Nesta perspectiva, salienta-se a importância dojogo para o desenvolvimento de crianças eadolescentes, como uma atividade que envolveaspectos lúdicos, intelectuais, afetivos e sociais.Além disso, os jogos educacionais podem serutilizados para introduzir e aprofundar conteúdos e,se desenvolvidos considerando-se os pressupostospedagógicos adequados, podem se apresentar comomotivadores e facilitadores na construção doconhecimento.

2.1 Saberlândia como sistema de autoria

Ao enfocar o uso de sistemas computacionais nodesenvolvimento de jogos, destaca-se a possibilidadede potencialização do desenvolvimento de situaçõessignificativas, levantamento de hipóteses e areconstrução de conceitos, bem como da interaçãodos usuários em ambientes virtuais de aprendizagem.

Sob essa ótica, a construção dos conhecimentos éum processo em que o sujeito elabora os significadose não simplesmente os assimila, construindo ocaminho específico de sua evolução(D´Ambrosio,1986, p. 14). Neste caminho, nãoexistem estruturas rígidas e únicas dedesenvolvimento pré-fixadas, o que existem sãocaminhos individuais e coletivos que se pretendealcançar. Caminhos estes associados às experiênciasdos atores, as suas vivências e expectativas.

Esta proposta busca desenvolver um sistema deautoria de jogos educacionais voltados ao ensinofundamental, tendo como principais premissas amotivação no processo de ensino e aprendizagem, otratamento do erro como parte desse processo, e ainterdisciplinaridade.



Estas diretrizes conduzirão à implementação dapossibilidade de autoria, a partir da concepção doprofessor e mesmo dos próprios alunos, os quaisdefinem o cenário, os personagens e o roteiro; tudoisso aliado à utilização de recursos tecnológicosdiversos.

As ferramentas de autoria se caracterizam porpermitirem aos seus usuários que estes criem suaspróprias produções. Tais sistemas devem ser de fáciloperação, não necessitando de profundosconhecimentos de programação (Valle Filho et al,2000).

A utilização de ferramentas de autoria para odesenvolvimento de jogos apresenta-se como umaalternativa para diminuir o custo, o tempo e adependência em relação aos conhecimentosespecíficos em computação que seriam necessáriospara sua criação.

2.1 Saberlândia e os recursos tecnológicos

No sistema proposto, os recursos tecnológicos serãodisponibilizados como ferramentas didático-pedagógicas, conforme o pressuposto do própriotermo SABERLANDIA, o qual é entendido como umespaço onde se propicia a criação dos seus própriossaberes, de explicação, reformulação, de criação de'teorias' através da ação, da operação e mesmo daconstrução de sistemas simbólicos diferenciados.

Entende-se tal proposta como um sistemacognitivo, considerando os sujeitos em atividadecognitiva na interação uns com os outros e com astecnologias disponíveis. Este será construído nainteração entre sujeitos-sujeitos e sujeitos-objetos,transformando-se na medida em que as interaçõesvão ocorrendo, sendo atualizado a cada soluçãoprovisória, e sua natureza modificando-se a cadaproblematização. Da mesma forma os sujeitos sãotransformados na/pela interação.

Nesta proposta é apresentada a possibilidade daautoria, sendo que no jogo, podem ser acopladossistemas robóticos, que visam reproduzir em umtabuleiro as ações do avatar além dos recursosmultimídia. Dessa forma é disponibilizada umadiversidade de mídias (som, vídeo, sistemasrobóticos,...) que privilegiam não só o acesso àinformação, mas também a troca e ocompartilhamento de idéias e ações, conduzindo aeducação a um processo cognitivo, abrangente etransdisciplinar.

3. A Arquitetura SABERLÂNDIA

Formalismo do Jogo. Para implementar o sistemaproposto, formaliza-se o jogo das seguinte forma:

elementos gráficos: conjunto de objetos virtuaisa serem confeccionados pelo autor do jogo. Umobjeto, obji, é classificado pelo autor como sendoum prêmio, barreira, chave ou cenário. Prêmiossão os elementos gráficos que devem serresgatados, barreiras são elementos gráficos querestringem o acesso à obtenção dos prêmios e aschaves são elementos gráficos que permitem aliberação dos diferentes prêmios espalhados pelocenário. Finalmente, cenários são elementosgráficos que compõe o ambiente de jogo, nãopodendo, ao contrário dos demais, terem seuestado modificado ao longo do jogo.

atributos: são características associadas aosdiferentes elementos do jogo, que podem sermodificadas durante a partida. Um atributo, attrj,descreve uma característica de um determinadoelemento obji, attrj(obji). O conjunto de atributosverdadeiros em determinado instante de tempo tdescreve o estado do mundo W(t) associado aojogo.

ações: ao longo da partida, os atributos dosdiferentes elementos são modificados poreventos que os jogadores realizam, conduzindo adiferentes seqüências de estado de mundo. Esteseventos são formalizados através de açõesdescritas através do formalismo STRIPS (Silva,2000). Neste formalismo, as ações sãocompostas de três campos básicos: i. pré-condições: conjunto de atributos que necessitamser verdadeiros para que a ação possa seraplicada, ii. efeitos de adição: atributos que sãoadicionados ao estado do mundo W(t) apósaplicação da ação e iii. efeitos de remoção:atributos que são deletados do mundo W(t) apósa realização da ação.

Dinâmica do Jogo. O formalismo adotado visapermitir a descrição de diferentes dinâmicas de jogo.Entretanto, devido à necessidade de visualizaçãográfica dos efeitos das diferentes ações no ambientede jogo, neste primeiro momento busca-sedesenvolver um jogo de aventura em terceira pessoaque permita a criação de diferentes roteiros queenvolvam situações virtuais e reais, ondeavatares/robôs devem procurar/resgatar elementosdispostos em diferentes regiões do cenáriodesenvolvido. Assim, parte-se de um conjunto deações cuja lista de efeitos é preestabelecida do pontode vista gráfico.

De acordo com o roteiro criado pelo autor, ospersonagens explorarão tais cenários de formavirtual, movimentando-se através de ambiente 3D oureal, através da navegação teleoperada pelocomputador, e/ou dos veículos robóticos pelasmaquetes desenvolvidas.



Ao longo da evolução do jogo, obtida através darealização de ações pelos seus jogadores, prêmios sãoresgatados, sendo apresentadas, ao jogador, partes doroteiro criado, bem como os conteúdos relacionadosao conhecimento a ser adquirido. Conteúdos podemter associados à testes e desafios, que validarão oelemento resgatado ou não conforme resposta dadapelo jogador.

Os resgates podem ser realizados de formaindividual por um jogador, ou de forma colaborativaem grupo de jogadores.

A seqüência de prêmios a serem resgatados éobtida de forma dinâmica através do uso deplanificadores advindos da Inteligência Artificial. Oplanificador estabelece uma seqüência adequada deações a ser cumprida pelo jogador(es), em função doconjunto de elementos descritos, nível do aluno ecaracterísticas do conteúdo a ser apresentado.

Tal dinâmica é implementada em uma plataformamulti-tecnológica, onde a partir de cenários epersonagens, próprios à realidade dos grupos,utilizam-se situações-problema como ferramentaspedagógicas de ensino colaborativo. Para tal, osistema SABERLÂNDIA é dividido em três módulosprincipais: o i. Módulo de Autoria, ii. Módulo Jogo, eo iii. Módulo Recursos Multi-Tecnológicos. A seguirdetalham-se as características e metodologiaassociadas a cada um destes módulos.

3.1 Módulo Autoria

O módulo autoria é responsável por permitir acriação de diferentes cenários e personagens, bemcomo diferentes roteiros e conteúdos associados àscaracterísticas do grupo e conhecimentos a seremtrabalhados. O módulo é composto de dois principaisblocos: i. o editor de jogo e ii. a biblioteca deelementos .

3.1.1. O Editor de Jogo

Foi desenvolvido um sistema de edição visandopossibilitar a autoria do roteiro, conteúdos, cenários epersonagens. Tal sistema é baseado na biblioteca decódigo aberto Radiant, utilizado pela Id Software nacriação do jogo Quake.

Editando cenários e Personagens: partindo-se deum cubo que encapsula todo o cenário onde o jogo sepassará, o Editor de Jogo permite a criação de objetostridimensionais simplificados, utilizados para criaçãode paredes e demais objetos que possuam formasgeométricas primitivas. Podem também ser definidosscripts que possibilitam a criação de efeitos como:texturas com diversos graus de transparência,chamadas de Alpha Channel; propriedades de

penetração e densidade. Elementos gráficos podemser criados e colocados no cenário, associando-se aestes atributos (regiões a que pertencem, estadosquanto a resgate, abertura, etc), bem comocategorias (prêmio, barreira, chave ou cenário) eroteiros/conteúdos relacionados. Cada atributoespecificado, se modificável ao longo do jogo, devepossuir descrição de ação que permita talmodificação.

Editando Roteiros e Conteúdos: comoapresentado anteriormente, o SABERLÂNDIAapresenta a implementação de um jogo de aventuraem terceira pessoa, cujo objetivo do(s) personagens éresgatar elementos (prêmios) distribuídos no cenário.Mesmo partindo de tal dinâmica de jogo fixa, osistema permite a criação de diferentes roteiros, queassociados à conteúdos distintos, permite odesenrolar de diferentes histórias ambientadas emdiferentes cenários e realizadas por diferentespersonagens.

O roteiro é apresentado ao longo do jogo. Açõesrealizadas pela obtenção de chaves, aberturas debarreiras e resgate de prêmios conduzem aapresentação de partes da história ao jogador. Estahistória é fornecida pelo autor através de umainterface que permite a criação de textos comdiferentes recursos multi-mídia (som, imagens efilmes). Conteúdos podem ser associados a taisações, inclusive com a disponibilidade de inserção dequestões de múltipla escolha associadas a estes. Cabeao autor definir um ordenamento parcial deapresentação de tal roteiro/conteúdo ao jogador.

O autor pode fixar conteúdos/trechos de roteiros àações específicas, ou pode delegar tal associação aopróprio planificador do SABERLÂNDIA. Neste casode forma automática, o sistema atrelará o roteiro a serapresentado ao aluno às diferentes possíveis ações aserem realizadas ao longo da partida.

3.1.2 A Biblioteca de Elementos

Para criação de objetos mais complexos, com formasorgânicas, como avatares, terrenos, carros ou árvores,é requerida a utilização de softwares que envolvammaior complexidade na manipulação. A fim de que,professores e estudantes, não estivessem privados douso destes objetos, foi criado um banco de objetosmodelados em low-poly (modelos com menornúmero de polígonos) e texturizados commapeamento UVW. Desta forma, ao criarem seusmapas os usuários poderão simplesmente agregarestes elementos. Assim, a Biblioteca de Elementosimplementa uma biblioteca virtual com objetos em3D, tais como casas, ruas, relevos, rios, etc,permitindo compor diferentes cenários. Um conjuntode personagens virtuais também é disponibilizado,desde elementos mais genéricos como meninos e



meninas, passando por animais, personagens delendas, etc...

De posse da biblioteca virtual, figurasrepresentativas dos cenários e personagens poderãoser impressas (via impressora comum) e anexadas àsmaquetes de elementos de cenários e sistemasrobóticos entregues através de kit. As figuras poderãoser facilmente anexadas, recolocadas e retiradas dasmaquetes e sistemas robóticos.

3.2 Módulo Jogo

Este módulo é responsável pelo controle e realizaçãodo jogo, incorporando conceitos pedagógicos àplataforma. De forma mais precisa, o módulo éresponsável pelas seguintes atividades: i. Roteiro dePartida, ii.Motor de Jogo e iii. Interface Interativa.

3.2.1 O Roteiro da Partida

A proposta visa o uso de jogos como ferramentaeducacional. Conteúdos serão associados ao jogo, deforma que ao longo de cada partida sejamapresentados ao jogador/aluno conhecimentos aserem transmitidos. O Autor do jogo estabelece taisconteúdos fixando, a priori, apenas uma ordenaçãoparcial entre estes. O planificador além de estabelecera seqüência de ações a ser realizada para obtençãodos prêmios a cada partida, distribui também oconteúdo informado pelo autor, respeitando oordenamento parcial fornecido.

A seqüência de ações, com seus devidosconteúdos, fornecida pelo planificador constitui oroteiro da partida. Mais do que a implementação deum jogo de resgaste de elementos através de cenário,o SABERLÂNDIA permite que a cada nova jogada,sejam estabelecidas diferentes ações de resgate,resultando em diferentes seqüências de obtenção dechave/barreira/prêmio, respeitando apenas a relaçãode precedência entre os conteúdos fornecidos peloautor do jogo.

Criando Novas Partidas: o planificador, a partirdo estado de mundo inicial, Wt0, definido pelo autor,gera a cada nova partida, de forma autônoma, umaseqüência de ações de procura/resgate a ser realizadopelo jogador.

Conjunto de diferentes custos podem seratribuídos a cada tipo de ação conduzindo a partidasdiferentes. Pode-se modificar tais custos ao longo dojogo, em função da atuação do(s) jogadores(s),conduzindo a possibilidade de uma dinâmica de jogoauto-configurável on-the-fly pelo sistema. Ou seja, ojogo percebendo a atuação do aluno, pode ter seusobjetivos modificados durante cada partida.

3.2.2 O Motor do Jogo

O Motor do Jogo é o conjunto de procedimentos quecontrolam a evolução do jogo. Tais procedimentosassociam-se a duas atividades principais: i. averificação, monitoramento e liberação das possíveisações, actioni, a serem realizadas no tempo t; ii.atualização do estado do mundo W(t+1) após aaplicação das ações, actioni, em t.

A cada instante t, tem-se como verdadeiro umconjunto de atributos attri(objj) que descrevem oestado do mundo, Wt. O motor de jogo verifica quaisações são aplicáveis em t, . permitindo que estassejam realizadas pelo jogador.

Uma vez realizadas as ações, actioni ,pelojogador em t, o Motor de Jogo é responsável poratualizar o novo estado do mundo em (t+1), Wt+1.através da adição e deleção de atributos associados aoefeitos de actioni,, bem como é responsável pelaapresentação dos conteúdos e pontuação do(s)jogadore(s) de acordo com o roteiro estabelecido peloautor e fornecido pelo planificador.

Cabe também ao Motor do Jogo a avaliação dodesempenho do jogador, de forma a adequar adinâmica do jogo aos atores envolvidos a partidacorrente.

3.3.3 A Interface Interativa

A interface interativa é responsável pela renderizaçãoe visualização do sistema 3D. A interface deveapresentar graficamente ao(s) jogador(es) osdiferentes objetos e seus atributos presentes a cadaestado do mundo Wt . Tal representação deveconsiderar aspectos inclusive de simulação física doselementos.

A interface interativa desenvolvida é baseada nomotor de jogo do Quake 3: Arena1 [__]. A interfacepermite o gerenciamento das diversas possibilidadesde interação com o ambiente, de forma a seguirestritamente a dinâmica gerada pelo planificador. Étambém responsável por gerenciar os conteúdos queforam inseridos pelo educador e apresentá-los aojogador de uma forma que estes não possam sersimplesmente ignorados, e sim que sejam partefundamental da estrutura do jogo.

3.3 Módulo Recursos Multi-Tecnológicos

O módulo Recursos Multi-Tecnológicos congregauma série de recursos multi-mídias que podem serinseridos pelo autor e utilizados durante o jogo. Umasérie de recursos estão presentes, tais como:

1 O jogo Quake 3 teve seu código liberado peladesenvolvedora Id Software [__[, sob licença GPL[__].



possibilidade de inclusão de vídeos, imagens esons nos ambientes, retratando, inclusive, emtempo real a situação dos participantes,utilização de sistemas robóticos de baixo custo,compostos de pequenos veículos teleoperados,que permitem a realização de ações da mesmaforma que personagens virtuais no cenáriovirtual do jogo.maquetes compostas de diferentes blocos cujolayout possa ser modificado, e que compõemcenário real a ser explorado pelos robôs.sistema para a comunicação entre o jogo virtual eo sistema robótico;disponibilização online da plataforma compossibilidade de uso remoto por diferentesjogadores.

Com base no formalismo apresentado e nosmódulos descritos é possível o desenvolvimento deum sistema de autoria para jogos de ação bastantegenéricos. De forma a permitir sua efetiva utilizaçãopor professores do ensino fundamental, optou-se porrestringi-lo a criação de jogos de ação em terceirapessoal, associado a busca/resgate de prêmios. Osistema efetivamente implementado apresenta-sedescrito na próxima sessão.

4. A Implementação do JogoSABERLÂNDIA – Testes e Análises

Um sistema de autoria que possibilite a criação de umjogo de ação onde o objetivo principal é fazer comque o jogador explore os vários ambientes existentesem busca de um objetivo, possibilitando a existênciade diferentes tramas foi desenvolvido.

Para avançar no jogo, o jogador deve seguir umaordem específica de interações com objetos doambiente, fornecidas de forma automática por umplanificador. Tais interações liberam ações que antesnão seriam possíveis.

As interações ocorrem da seguinte forma:enquanto move-se livremente pelos locais acessíveisdo mapa, o jogador é sinalizado na tela ao encontrarum objeto com o qual pode executar alguma ação; aointeragir podem ser apresentados conteúdos edesafios que devem ser superados para possibilitar oavanço.

Os conteúdos/desafios são fornecidos pelospróprios professores, contextualizados conforme suavivência, e podem ser apresentados em forma dequestões de múltipla escolha, para facilitar a"comunicação" entre o aluno e o computador, ouatravés de respostas discursivas. Inserir os conteúdosna criação do jogo é uma tarefa simples, não

necessitando conhecimento técnico por parte doseducadores.

Além de um jogo-modelo completo acompanhar aPlataforma Saberlândia, é disponibilizada umaferramenta de edição de jogos, permitindo ao usuárioa criação de seus próprios jogos, bem comobibliotecas de modelos prontos. A ferramenta,baseada na biblioteca Radiant, utilizado pela IdSoftware na criação do jogo Quake, é apresentada nafigura 1.

Esta ferramenta permite a criação de brushes, osquais são objetos tridimensionais simplificados,ideais para criação de paredes e demais objetos quepossuam formas geométricas primitivas. Nestemesmo programa é possível a aplicação de texturassobre a superfície destes brushes, seu mapeamento, ailuminação do cenário e a inserção de pontosespecíficos de materialização dos personagens nojogo.

Figura 1: Editando cenários e personagens

Por meio da utilização de scripts, jáimplementados, é possível a criação do skybox,composto por texturas especiais aplicadas sobre assuperfícies de um cubo que envolve o cenário, o qualdará origem a atmosfera do jogo. A utilização descripts permite também a criação de efeitos como:texturas com diversos graus de transparência, acriação de água, onde os brushes terão propriedadesde penetração e densidade; água corrente emovimento de fogo e fumaça.

A figura 2 apresenta alguns dos cenáriosdesenvolvidos e que compõem a biblioteca do jogo:



Figura 2: Alguns Cenários do jogo “Os quatroelementos”

Além de criar e compilar os mapas, o editortambém é responsável por gerar uma estrutura lógicadas áreas de um mapa que será usada como entradano planificador. Esta entrada é apresentada emlinguagem específica, gerada a partir de uma análiselógica dos modelos e estruturas do mapa.

Foi utilizado o planificador IPP escrito em C++utilizando linguagem PDDL no domínio STRIPS. Aseguir é apresentado um exemplo de elementosgráficos fornecidos ao planificador e que compõemos componentes do jogo.

(((DOMAINS::PEGA-ITEMDOMAINS::AVA DOMAINS::ITEM3 DOMAINS::REG1DOMAINS::AREA3)(DOMAINS::PEGA-ITEMDOMAINS::AVA DOMAINS::ITEM1 DOMAINS::REG1DOMAINS::AREA3)(DOMAINS::PEGA-ITEMDOMAINS::AVA DOMAINS::ITEM2 DOMAINS::REG1DOMAINS::AREA3))((DOMAINS::DESTRAVA-BARREIRADOMAINS::AVA DOMAINS::BAR1DOMAINS::ITEM3 DOMAINS::AREA1 DOMAINS::REG1))((DOMAINS::MOVE DOMAINS::AVA DOMAINS::AREA1 DOMAINS::AREA3DOMAINS::REG1))((DOMAINS::DESTRAVA-BARREIRADOMAINS::AVA DOMAINS::BAR3DOMAINS::ITEM2 DOMAINS::AREA3 DOMAINS::REG1))((DOMAINS::MOVE DOMAINS::AVA DOMAINS::AREA3 DOMAINS::AREA2DOMAINS::REG1))((DOMAINS::DESTRAVA-BARREIRADOMAINS::AVA DOMAINS::BAR2DOMAINS::ITEM1 DOMAINS::AREA2 DOMAINS::REG1)))

(define (domain saberlandia-strips)(:requirements :typing)(:types regiao area barreira item avatar)(:predicates (regiao ?r - regiao)

(regiao-liberada ?r - regiao)(area ?a - area)(barreira ?b - barreira)(item ?i - item)(area-regiao ?r - regiao ?a - area)(barreira-area ?a - area ?b - barreira)(area-aberta ?area - area)(fechada ?b - barreira)(aberta ?b - barreira)(item-barreira ?b - barreira ?i - item)(avatar ?A - avatar)(item-avatar ?A - avatar ?i - item)(avatar-regiao ?r - regiao ?A - avatar)(avatar-area ?a - area ?A - avatar)(item-regiao ?r - regiao ?i - item)(item-area ?a - area ?i - item)(sem-item ?A - avatar ?i - item)(deletado ?i - item)

Um conjunto de ações pode ser definido, quemodificarão o estado do mundo, permitindo a



evolução do mesmo. A seguir apresenta-se umexemplo de um conjunto de ações definidas para adinâmica de resgate de prêmios.

(:action destrava-barreira:parameters (?Avatar - avatar ?barreira - barreira ?item - item

?area - area ?regiao - regiao):precondition(

and(regiao ?regiao)(regiao-liberada ?regiao)(area ?area)(area-regiao ?regiao ?area)(barreira ?barreira)(barreira-area ?area ?barreira)(fechada ?barreira)(avatar ?Avatar)(avatar-area ?area ?Avatar)(item ?item)(item-avatar ?Avatar ?item);;(item-barreira ?barreira ?item)

):effect (

and (aberta ?barreira)(area-aberta ?area)(deletado ?item)(not (fechada ?barreira))(not (item-avatar ?Avatar ?item))

))(:action pega-item:parameters (?Avatar - avatar ?item - item ?regiao - regiao ?area - area):precondition (

and (regiao ?regiao)(avatar ?Avatar)(item ?item)(area ?area)(sem-item ?Avatar ?item)(not (deletado ?item));;(or (;; (an?itemd (item-regiao ?regiao ?item)

(avatar-regiao ?regiao ?Avatar));; (and (item-area ?area ?item) (avatar-area

?area ?Avatar) (area-regiao ?regiao ?area));; );;)

):effect (and (item-avatar ?Avatar ?item)

(not (sem-item ?Avatar ?item));;(not( or (item-area ?area ?item) (item-regiao

?regiao ?item)))))(:action move:parameters (?Avatar - avatar ?origem - area ?destino - area?regiao - regiao):precondition (

and (regiao ?regiao)(area ?origem)(area ?destino)(area-regiao ?regiao ?origem)(area-regiao ?regiao ?destino)(avatar ?Avatar)(avatar-area ?origem ?Avatar)(not(area-aberta ?destino))

):effect (

and (avatar-area ?destino ?Avatar)(not (avatar-area ?origem ?Avatar))

)

O planificador pode ser chamado a qualquerinstante de tempo, t, com a descrição do mundo, Wte a meta a ser atingida. A seguir apresenta-se umexemplo de tal chamada.

(define (problem saberlandia)(:domain saberlandia-strips)(:objects Ava - avatar Area1 Area2 Area3 - area Bar1 Bar2 Bar3 -barreira Reg1 - regiao Item1 Item2 Item3 - item)(:init

(avatar Ava)(area Area1)(area Area2)(area Area3)(barreira Bar1)(barreira Bar2)(barreira Bar3)(regiao Reg1)(item Item1)(item Item2)(item Item3)(avatar-regiao Reg1 Ava)(area-regiao Reg1 Area1)(area-regiao Reg1 Area2)(area-regiao Reg1 Area3)(barreira-area Area1 Bar1)(barreira-area Area2 Bar2)(barreira-area Area3 Bar3);(item-barreira Bar1 Item1);(item-barreira Bar2 Item2);(item-barreira Bar3 Item3);(item-regiao Reg1 Item1);(item-regiao Reg1 Item2);(item-regiao Reg1 Item3)(fechada Bar1)(fechada Bar2)(fechada Bar3)(regiao-liberada Reg1)(sem-item Ava Item1)(sem-item Ava Item2)(sem-item Ava Item3)(avatar-area Area1 Ava)

)(:goal(and(aberta Bar1)(aberta Bar2)(aberta Bar3))

)

O Motor do Jogo gerencia as diversaspossibilidades de interação dos personagens com oambiente, de forma monitorar se as ações destesseguem a dinâmica gerada pelo planificador. Étambém responsável por gerenciar o roteiro econteúdos que foram inseridos pelo educador eapresentá-los ao jogador de uma forma que estes nãopossam ser simplesmente ignorados, pois são partefundamental da estrutura do jogo.

Os elementos robóticos utilizados são construídosa baixo custo utilizando a plataforma móvelFURGBOL. Tais robôs móveis (figura 3)representam em tabuleiro o movimento dospersonagens no jogo virtual.

Figura 3: Fotos do robô móvel



Os diferentes módulos da arquitetura compõemhoje o primeiro protótipo do jogo. O sistema permitea visualização estereoscópica e utilização em rede.

Outra função importante desempenhada pelaInterface do Sistema é apresentar, de forma amigável,informações como inventário dos elementos e algunstipos de animações para tornar o jogo mais atrativo.

5 Conclusão e trabalhos futuros

Face às mudanças no paradigma pedagógico e àevolução das tecnologias, tais como o computador e aInternet, os professores têm buscado o uso derecursos que extrapolem a visão tradicional e osmétodos meramente discursivos no processo deensino-aprendizagem. Assim, os jogos educacionaisse configuram num recurso motivador tanto para oprofessor como para o aluno, como uma ferramentacomplementar na construção do conhecimento,chegando à sala de aula.

A possibilidade de autoria de jogos educacionais,de forma fácil, sem que seja necessário umconhecimento aprofundado em computação, podefazer com que professores e pedagogos se interessempelo desenvolvimento de jogos educacionais, epassem a utilizar este recurso lúdico em sua sala deaula.

Além disso, busca-se a possibilidade de autoria dejogos cuja dinâmica seja bem atraente a crianças ejovens, como por exemplo jogos de ação e aventura.

Assim, neste artigo apresentou-se um sistema deautoria para jogos de aventura educacionais, queintegra várias mídias em um ambiente virtual deaprendizagem. O sistema permite ao professorconceber diferentes roteiros para relacioná-los comdiversas disciplinas, possibilitando que novosdesafios sejam propostos.

O jogo é descrito formamente através doformalismo STRIPS. Um planificador do tipoGRAPHPLAN é utilizado como gerador automáticode ações e seqüências de conteúdos.

Foi apresentada a arquitetura do sistema, bemcomo o estado atual da sua implementação. Foitambém apresentado o editor de jogo, conjunto decomponentes da biblioteca, exemplo de descrição demundo e ações, bem como o kit robóticodisponibilizado.

Em sua fase atual desenvolve-se o avaliador,capaz de solicitar, on-the-fly, adequações daseqüenciabilidade do jogo, em função dodesempenho do(s) jogador(es). Também se finalizao desenvolvimento do Módulo Interface e a

implementação das maquetes associadas ao kit-robótico.

Como trabalhos futuros, pretende-se associar asdiferentes vertentes pedagógicas as diferentespossibilidade de apresentação dos conteúdos,estabelecendo-se correlação entre os diferentesalgoritmos de busca por ações e as diferentes linhaspsico-pedagógicas.

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