Ciberespaço: Modelos, Tecnologias, Aplicações e Perspectivas
da Vida Artificial à Busca por uma Humanidade Auto-Sustentável
Jorge Henrique Cabral Fernandes.
[email protected]
Departamento de Informática
Universidade Federal de Pernambuco
Av. Prof. Luiz Freire, s/n
Cidade Universitária
Recife - PE - 50.732-970
[email protected]
Departamento de Informática e Matemática Aplicada
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Campus Universitário - CCET
Lagoa Nova
Natal - RN - 59.072-970
Conteúdo
Resumo
Abstract
1 - Introdução
2 - Modelos do Ciberespaço (O digital e o analógico, o simbólico e o
conexionista)
Interação Humano-Máquina
Vida Artificial
Agentes Inteligentes
Construcionismo Distribuído
3 – Tecnologias do Ciberespaço
Internet e World Wide Web
Código Móvel
Plataformas de Agentes Móveis em Software
VRML
4 - Aplicações do Ciberespaço
Web Sites
Realidades Virtuais Compartilhadas-Textuais
Bibliotecas Digitais
Computador e a Reforma do Ensino
Comércio Eletrônico
5 - Perspectivas do Ciberespaç o
Conclusões
Agradecimentos
Referências
Resumo
Ciberespaço é o espaço mediador da convivência digital entre seres humanos, em criação
a partir da disseminação e evolução da Internet e da Web no seio da sociedade. Além de
suporte tecnológico, econômico, e da integração de esforços oriundos de várias áreas do
conhecimento como computação, sociologia, psicologia e biologia, a construção do
ciberespaço depende fundamentalmente da colaboração das comunidades humanas que
nele "habitarão". Este trabalho fornece um breve panorama de alguns modelos,
tecnologias, aplicações e perspectivas representativas deste ciberespaço multifacetado e
construído em comunidade. Os modelos apresentados são Interação Humano-Máquina,
Vida Artificial, Construcionismo Distribuído e Agentes Inteligentes. As tecnologias são
Internet e Web, Código Móvel, Plataformas de Agentes e VRML. Aplicações
representativas do ciberespaço são as Realidades Virtuais Compartilhadas-Textuais, Web
Sites, Bibliotecas Digitais, Computador na Reforma do Ensino e Comércio Eletrônico.
Por fim, o trabalho traça algumas perspectivas do ciberespaço, considerando sua
influência potencial sobre o homem, a sociedade e o planeta em que vivemos.
Abstract
Ciberspace is the space of human digital mediation that arises from the dissemination of
the Internet and World Wide Web in our society. Beyond technological and economical
support, beyond the integration of activities among people from several areas of the
human knowledge such as computing, sociology, psychology and biology, above all, the
construction of the ciberspace demands the collaboration of the human communities that
will "inhabit" it. This work presents a brief overview of some theories, models,
technologies and applications of this kaleidoscopic ciberspace. The theories are HumanComputer Interaction, Artificial Life, Distributed Construcionism and Intelligent Agents.
The technologies are Internet and Web, Mobile Code, Agent Platforms, and VRML.
Applications presented are Web Sites, Text-Based Shared Virtual Realities, Digital
Libraries, Computers in the Education Reform, and Electronic Commerce. Finally, this
work makes some considerations about the influence that the ciberspace may exert over
the human being, our society and our planet.
A Internet cresce a velocidades espantosas e contribui para que cada vez mais a
interação entre seres humanos seja mediada pelo computador. Esta convivência
digital entre organismos inteligentes (pessoas), conectados por uma estrutura
virtual de troca de informações em escala mundial e constante evolução cria o
Ciberespaço (Benedikt, 1991), ou cyberspace. O Ciberespaço pode transcender
potencialmente todas as criações da humanidade, através do suporte à emergência
de uma consciência universal, distribuída entre milhares de pessoas que, embora
separadas por grandes distâncias físicas, são capazes de reagir em grupo como
membros de uma comunidade (vizinhos de bairro, colegas de trabalho,
correligionários ou familiares).
Os elementos construtores do Ciberespaço estão em desenvolvimento nos mais
variados centros de pesquisa, universidades e empresas do mundo, por pessoas
oriundas das mais distintas áreas de conhecimento, mas, sobretudo, são
construídos pelos próprios habitantes do ciberespaço.
Os objetivos deste trabalho são:
•
•
•
mostrar um breve panorama de alguns modelos, tecnologias e aplicações
que são relevantes para criação do Ciberespaço;
estabelecer relacionamentos pertinentes entre os modelos, tecnologias e
aplicações apresentadas, destacando a importância de uma abordagem
multi-disciplinar sobre o tema;
traçar um breve ensaio mostrando as possíveis conseqüências do
ciberespaço sobre o indivíduo, a sociedade e o mundo em que vivemos.
Alguns modelos e teorias que suportam a construção do ciberespaço presente e
futuro são apresentados na Seção 2. Este conjunto de modelos e teorias define
diferentes perspectivas sobre a natureza e as conseqüências do processo interativo,
principalmente aquelas que apresentam relações com o que hoje chamamos de
Ciência da Computação. São elas:
•
•
•
•
Interação Humano-Máquina;
Vida Artificial;
Agentes Inteligentes e;
Construcionismo Distribuído.
Inevitavelmente, a diversidade de modelos que suportam e justificam a construç o
de artefatos essencialmente sociais, como é o caso do Ciberespaç o, é bem maior do
que a mostrada nesta monografia. É possível que as omiss es se concentrem
principalmente no corpo de conhecimentos da ci ncias sociais b sicas e aplicadas
(sociologia, antropologia, arquitetura, psicologia, filosofia, etc.)
Algumas tecnologias para construç o do Ciberespaç o s o apresentadas na Seç o 3.
Constituem as plataformas computacionais de suporte ao processo interativo, e
portanto s o claramente afins à Ci ncia da Computaç o. As tecnologias aqui
apresentadas s o:
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•
•
Internet e World Wide Web;
Código Móvel;
Plataformas de Agentes e;
VRML.
Aplicaç es representativas do Ciberespaç o s o apresentadas na Seç o 4. Mostram a
diversidade de esquemas que exploram e desenvolvem na pr tica as
potencialidades da mediaç o social em meio digital. S o elas:
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•
•
Web Sites;
Realidades Virtuais Textuais-Compartilhadas;
Bibliotecas Digitais;
Computador e a Reforma do Ensino e;
Comércio Eletrônico.
As aplicaç es aqui apresentadas n o s o exaustivas quanto à quantidade, mas
procuram ser abrangente quanto às classes de aplicaç es possíveis. O que se
percebe a respeito das aplicaç es do Ciberespaç o é que, embora tenham sido
criadas por pesquisadores ou técnicos de computaç o, o maior impacto que
causam hoje é em reas de atividade essencialmente n o técnicas, de grande
impacto social, o que destaca cada vez mais a importâ ncia e responsabilidade que
o desenvolvimento da computaç o est trazendo para si.
As perspectivas do Ciberespaç o s o apresentadas na Seç o 5. Alguns cen rios,
problemas e promessas de uma sociedade pós-industrial s o discutidos, frente às
incertezas do ritmo alucinante de mudanç as tecnológicas, sociais e políticas pelas
quais a humanidade estar passando nos próximos anos, muitas delas certamente
causadas pelo rompimento de barreiras culturais, geogr ficas e econômicas
provocado pelo Ciberespaç o.
Este é um trabalho exploratório, que busca uma síntese abrangente sem excessivo
rigor em suas definiç es. Se conseguir de alguma forma lanç ar sementes de
reflex o e discuss o sobre quest es inter-disciplinares, sociais, ambientais ou
filosó ficas,
j
ter
atingido
seus
objetivos.
2. Modelos do Ciberespaço
Esta seç o apresenta e discute teorias e modelos que fundamentam o processo de
comunicaç o entre elementos interativos e autô nomos sobre meios digitais. O
digital aqui referido denota um meio conservativo, flexível e pl stico de
transmiss o de dados que representam símbolos socialmente construídos. O
conceito de sociedade aqui
definido como a dinâ mica desempenhada pelos
elementos interativos e autô nomos em quest o, quaisquer que sejam suas
naturezas.
Cognição: O Digital e o Analógico, o Simbólico e o Conexionista
Uma característica fundamental dos meios digitais de comunicaç o que eles
permitem que dados, al m de serem transmitidos e captados (como tamb m ocorre
nos meios analó gicos), possam ser transformados (manipulados) e armazenados
sobre um suporte físico mut vel. Estes dados armazenados fisicamente, mas
interpretados de forma simbó lica, transcendem o espaç o (pois o símbolo - ou o
signo - trafega pelo ter) e o tempo (pois o símbolo pode ser reconstituído à sua
forma original porque foi socialmente construído). Tais dados eventualmente s o
analisados por um dos participantes da comunicaç o (ou interaç o), que os
interpreta (simbolicamente) conforme seu "modelo mental". A atualizaç o
dinâ mica deste modelo mental o processo chamado de cogniç o, cujo resultado
a produç o de informaç o.
Em um meio de comunicaç o puramente analó gico, a aus ncia de uma
representaç o abstrata (simbó lica) para os dados dificulta a conservaç o,
transformaç o e manipulaç o destes dados. Considerando-se ainda que distorç es
s o inevit veis durante qualquer transmiss o de dados, o meio analó gico restringe
os dados quanto (1) à sua transcend ncia temporal, pois o dado se desgasta com a
transmiss o e sua representaç o física se evanesce com passar do tempo, e (2)
quanto à sua transcend ncia espacial, pois nem toda mídia analó gica pode trafegar
pelo ter.
Dadas as características descritas acima, deduz-se que a cogniç o potencializada
sobre meios de comunicaç o digitais (que preservam o símbolo) e inviabilizada
sobre os meios analó gicos (que desprezam o símbolo). Em termos pr ticos, no
entanto, a situaç o
mais complexa, pois n o existe, de fato, um meio de
comunicaç o puramente analó gico (caso exista, a nossa percepç o - cogniç o - n o
conseguiria extrair utilidade dele), nem puramente digital, pois em última
instâ ncia todos os símbolos s o construídos socialmente, atrav s de sistemas
conexionistas, cujas bases aparentemente s o n o simbó licas. Harnad (1990) discute
o problema de construç o do símbolo em detalhes.
Os diversos modelos aqui apresentados: (1) Interaç o Humano-M quina; (2) Vida
Artificial; (3) Agentes Inteligentes e (4) Construcionismo Distribuído, oferecem
uma an lise ampla de como esta troca de dados e informaç es pode ocorrer sobre
meios digitais, variando-se principalmente a natureza dos elementos interativos e
autô nomos bem como a natureza dos símbolos que s o transmitidos. Os elementos
interativos e autô nomos pertencem a classes t o variadas como: usu rios e
programas de computador; mestres e aprendizes; agentes de mercado; inimigos de
guerra; processos computacionais; animais; robô s; proteínas e DNA. Os símbolos
transmitidos variam conforme a natureza e capacidade cognitiva dos elementos, e
podem ser: entradas e saídas de dados de um programa de computador, unidades
de conhecimento trocadas entre mestres e aprendizes, có digos de conduta social,
decis es comerciais, atos belicosos, caminhos traç ados sobre um piso, proteínas,
etc.
Os modelos de Interaç o Humano-M quina e de Agentes Inteligentes s o afins e
mais conhecidos pela ci ncia da computaç o, enquanto que a Vida Artificial est
estreitamente ligada à rea Sistemas Complexos e Dinâ micos. O Construcionismo
Distribuído est diretamente associado à Psicologia Cognitiva e à Pedagogia.
2.1 Interação Humano-Máquina
Interaç o Humano-M quina, ou Human-Computer Interaction - HCI, " o estudo de
como as pessoas concebem, implementam e usam sistemas de computador
interativos, e como computadores afetam indivíduos, organizaç es e a sociedade"
(Myers et alli, 1996). Os elementos interativos em foco s o: programas de
computador e seus usu rios; sejam estes: indivíduos, grupos ou sociedades
humanas.
Em um estudo da Association for Computing Machinery - ACM (Tucker et alli,
1991) realizado poucos anos atr s, a rea de HCI ainda figurava timidamente, e em
último lugar, como a mais desconhecida das 9 reas que comp em a "Disciplina de
Computaç o". No entanto, a recente e intensa disseminaç o de programas de
computador entre os mais diversos segmentos da atividade humana, alç aram HCI
a um papel de destaque para a computaç o, ainda n o refletido nos currículos de
formaç o profissional em geral.
Do ponto de vista de software, a HCI tem como meta a construç o de sistemas que
interajam com o usu rio atrav s de uma interface efetiva (Shneiderman, 92; Laurel
90):
•
•
•
cujas funç es sejam adequadamente desempenhadas pelos usu rios
(operadores, controladores e mantenedores);
que minimize as habilidades e o tempo de treinamento requeridos pelos
usu rios;
que estimule a padronizaç o interna e externa entre sistemas.
Objetivamente, a HCI busca a maneira efetiva no uso de menus, formul rios,
linguagens de comando, interfaces de manipulaç o direta, dispositivos de
interaç o como mouse, teclado, displays gr ficos, reconhecedores e sintetizadores
de voz, cores, janelas, etc., criando "sistemas interativos bem projetados, de modo
que a interface quase desapareç a, e fazendo com que o usu rio se concentre no seu
trabalho, exploraç o ou prazer" (Shneiderman, 92).
Como n o poderia deixar de ocorrer a uma rea do conhecimento pertinente à
Ci ncia da Computaç o, ainda hoje essencialmente dedicada à investigaç o de
aspectos t cnicos do processo computacional, o computador, e em termos mais
gerais, as m quinas complexas, tem sido, historicamente, o principal elemento de
investigaç o em HCI. Neste sentido, a contribuiç o mais evidente dos modelos de
HCI tem sido a reduç o de custos e o aumento de produtividade de software,
hardware e dispositivos eletrô nicos, atrav s da aplicaç o de Engenharia de
Usabilidade (Wiklund, 1994).
O Impacto das Redes de Computador sobre HCI
O foco essencialmente mecanicista da HCI começ ou a se desfazer nos últimos anos,
talvez devido à intensa disseminaç o da Internet no seio da sociedade. O
fenô meno Internet provocou uma explos o do número de usu rios de computador
que n o v em o sistema computacional como um fim em si. A adoç o e
disseminaç o de redes de computadores e sistemas distribuídos nos mais diversos
ambientes de trabalho e lazer, associados à intensa dinâ mica e imprevisibilidade
de qualquer sistema onde haja interaç o grupal, acrescentou mais uma perspectiva
estrat gica à HCI, dando surgimento a modelos e tecnologias chamadas de
Trabalho Colaborativo Suportado pelo Computador (Computer Supported
Collaborative Work - CSCW), que enfatizam cada vez mais o elemento humano e
grupal na interaç o com m quinas e programas.
As quest es fundamentais de investigaç o em CSCW s o a "percepç o da interaç o
grupal, interfaces multi-usu rio, controle de concorr ncia, comunicaç o e
coordenaç o da atividade grupal, espaç os de informaç o compartilhados e o
suporte a um ambiente heterog neo e aberto, capaz de integrar aplicaç es monousu rio pr -existentes" (Applied Informatics and Distributed Systems Group,
1997).
A construç o de espaç os virtuais, de colaboraç o grupal, e, consequentemente, a
construç o do ciberespaç o emergiu recentemente como um dos temas estrat gicos
mais importantes dentro de HCI. É no momento em que s o enfatizadas a natureza
e as implicaç es da interaç o grupal, que HCI começ a a ter maior necessidade de
inter-disciplinaridade, incorporando modelos e teorias oriundas de outras reas
como biologia, sociologia, psicologia, etc. Os modelos e teorias de Vida Artificial,
Construcionismo Distribuído e Agentes Inteligentes, descritos a seguir, dar o a
tô nica de algumas destas vis es complementares.
2.2 Vida Artificial
Vida Artificial (Langton, 1995), ou Artificial Life - Alife, uma rea de pesquisa
resultante da converg ncia entre bió logos, físicos, cientistas políticos, cientistas e
engenheiros da computaç o, e mais recentemente economistas e soció logos, em
estudos de sistemas complexos, dinâ micos e adaptativos. Vida Artificial busca
soluç es para a síntese de sistemas complexos que apresentam características vitais
como adaptaç o, reproduç o, autonomia e cooperaç o. Sob outro ponto de vista,
Vida Artificial busca "compreender a biologia atrav s das construç o de
fenô menos bioló gicos utilizando componentes artificiais" (Ray, 1995). Os elementos
interativos aqui investigados s o das mais diversas naturezas: mol culas autoreplicantes como proteínas e DNA/RNA, simulaç es de animais em software ou
hardware, inimigos de guerra, parceiros comerciais, etc.
Vida Artificial começ ou a tomar forma como um corpo autô nomo de
conhecimentos nos ltimos 8-10 anos, e pode-se destacar tr s abordagens distintas
na criaç o de sistemas complexos que exibem características de Vida Artificial:
•
•
Sistemas de Wetware - experimentos consistem em produzir mol culas
auto-replicantes com propriedades catalíticas, como RNA, buscando em
alguns casos sintetizar substâ ncias com interesse econô mico. Outras teorias,
tecnologias e aplicaç es relacionadas s o a Nanotecnologia(Drexler, 1986,
1992; Xerox PARC, 1999) e os experimentos com Computadores em DNA
(Corn et alli, 1998);
Sistemas de Software - coleç es de programas de computador que, na
dinâ mica de sua execuç o, exibem características auto-replicantes,
•
cooperantes, competitivas e adaptativas, similares ao que ocorre em c lulas,
organismos, sociedades e ecossistemas.
Sistemas de Hardware - elementos computacionais físicos e autô nomos
(robô s controlados por um pequeno software) que apresentam
características como auto-preservaç o, auto-replicaç o, adaptaç o e
cogniç o.
V rios problemas em aberto, oriundos da biologia, tais como a origem da vida e
dos sistemas auto-sustent veis, a evoluç o cultural, as origens e finalidades do
sexo, a gen tica de populaç es, a estrutura e dinâ mica de ecossistemas, o
surgimento da mente na natureza, etc., s o passíveis de investigaç o sob a ó tica de
Vida
Artificial
(Taylor
e
Jefferson,
1995).
Emergência de Complexidade
A pedra fundamental da vida artificial a emerg ncia de complexidade (Holland,
1995; Holland, 1998; Kaneko e Tsuda, 1994), um fenô meno inicialmente
investigado em física e biologia, mas que pervasivo a qualquer sistema dinâ mico
formado por muitos elementos autô nomos, sejam eles físicos, bioló gicos,
computacionais ou sociais. A emerg ncia de complexidade consiste no surgimento
de dinâ micas imprevisíveis e persistentes sobre o "todo" de um sistema interativo,
como decorr ncia da atuaç o de regras simples sobre cada um dos elementos
primitivos que formam este sistema.
O termo imprevisibilidade aqui aplicado no sentido da dificuldade (praticamente
uma impossibilidade) teó rica de antecipaç o (deduç o) da ocorr ncia do fenô meno
emergente a partir da an lise das propriedades isoladas dos componentes
individuais. Esta impossibilidade teó rica se deve principalmente à virtual
inexist ncia de ferramental analítico capaz de prever as conseqü ncias da grande
quantidade de interaç es n o-lineares entre componentes de qualquer sistema n o
mecâ nico. Alguns exemplos de fenô menos emergentes s o:
•
Vortíces (redemoinhos) ou turbulências no interior de um fluxo de
líquidos ou gases. Embora o vó rtice ou turbul ncia possa ser
consistentemente reproduzido no nível macroscó pico, n o existe forma de
se deduzir analiticamente tal comportamento a partir das características
isoladas de seus elementos constituintes ( tomos e mol culas). H que se
realizar a experi ncia com o todo (escoamento do líquido ou g s) para se
observar o fenô meno. Eventuais simulaç es do sistema conseguem
reproduzir o mesmo efeito de uma forma construtiva, mas n o de uma
forma dedutiva ou analítica. O fenô meno ou propriedade emergente pode
ser ent o utilizado como um "novo" axioma, v lido apenas na teoria que
•
constitui o macro-sistema, mas n o capaz de ser deduzido a partir da teoria
dos constituintes elementares (Holland, 1998);
Cogniç o distribuída em organismos primitivos. Colô nias de insetos como
formigas e abelhas apresentam um comportamento coletivo aparentemente
intencional, como se formassem um nico indivíduo (supra-indivíduo). Isto
se observa na busca de alimentos, por exemplo. Diversos estudos de
comportamento animal demonstram claramente que tal comportamento
basicamente conseqü ncia da
coletivo "aparentemente inteligente"
aplicaç o individual de um pequeno conjunto de regras primitivas por parte
dos diversos elementos que formam a colô nia. Os indivíduos da colô nia,
isoladamente desprovidos de intelig ncia, interagem de modo a criar
processos cognitivos mais complexos (agem em coletividade como se
"soubessem" da localizaç o do alimento, como se "prevessem" que vai
chover no dia seguinte, etc.), que emergiram a partir de um processo
interativo, evolutivo, social e historicamente construído.
Fenô menos emergentes s o muitas vezes chamados de sinerg ticos, significando
que o todo maior que as partes. Uma propriedade de fundamental importâ ncia e
aplicaç o dos fenô menos emergentes
que, uma vez descoberto, o fenô meno
emergente atua de modo persistente, "a despeito da contínua substituiç o dos
constituintes primitivos que formam o padr o" (Holland, 1998, p.7). Teoricamente,
esta propriedade possibilita, por exemplo, o uso de fenô menos emergentes na
criaç o de processos (computacionais) paralelos e tolerantes a falhas.
Só recentemente a característica pervasiva da emerg ncia de complexidade,
presente em todos os sistemas autô nomos e interativos, começ ou a ser elucidada e
aplicada em v rias outras reas de conhecimento (Kelly, 1994), como Economia
(Rothschild, 1995), Sociologia (Gilbert, 1995), Ci ncia Política (Axelrod, 1997) e
Computaç o Distribuída (Huberman, 1988; Maxion, 1990).
Problemas Investigados em Vida Artificial
Duas abordagens de pesquisa caracterizam as classes de problemas investigados
em Vida Artificial: Intelig ncia Artificial Corporificada e Ecossistemas Artificiais.
Inteligência Artificial Corporificada- também chamada de abordagem Animats (Maes,
1993) ou Inteligência Artificial Baseada no Comportamento - Behavior-Based AI (Stells,
1995), observa a dinâ mica de agentes físicos - robô s autô nomos, implementados
em hardware - controlados por mecanismos sensores e atuadores, e tenta
identificar o surgimento de fenô menos emergentes teis, tais como cogniç o e
comportamentos grupais, resultantes da interaç o entre os agentesentre si e com o
meio físico (Mataric, 1993). A orientaç o bioló gica da intelig ncia artificial
corporificada demonstrada na afirmaç o de que o comportamento de um sistema
inteligente à medida em que maximiza as chances de auto-preservaç o deste
sistema em um ambiente particular. Esta definiç o de comportamento inteligente
contrasta com a Intelig ncia Artificial Simbó lica, que define intelig ncia como
capacidade de tratar conhecimento. Uma afirmaç o que caracteriza a dicotomia
entre IA Corporificada e IA Simbó lica (ou Cl ssica) a frase "Elefantes n o jogam
xadrez", que rechaç a o conceito de intelig ncia unicamente como capacidade de
manipulaç o analítica (um sistema inteligente sabe jogar xadrez), em favor de uma
abordagem que considera intelig ncia como capacidade de interaç o e sucesso em
um meio ambiente físico e n o previsível (elefantes s o inteligentes, mas n o
sabem jogar xadrez).
Pode-se considerar que IA Corporificada e IA Simbó lica est o situadas em
extremos opostos de um vasto campo de investigaç o em intelig ncia artificial.
Para a IA Cl ssica a intelig ncia pode ser sintetizada em isolamento. Para IA
Corporificada, a intelig ncia um fenô meno construído em coletividade. Robô s
construídos segundo a perspectiva de IA Simbó lica enfatizam a manipulaç o
individual de bases de conhecimento. Robô s construídos segundo a perspectiva de
IA Corporificada desprezam o uso de simbolismos complexos, e buscam as
melhores relaç es de controle entre os sensores e os atuadores de uma sociedade
de robô s, de modo que sejam observados comportamentos inteligentes como evitar
colis es, agregaç o de robô s, caminhada em bandos (Mataric, 1993), at que
eventualmente surja o símbolo.
Outra rea de pesquisa que aplica modelos e t cnicas similares à s da Intelig ncia
Artificial Corporificada a Computaç o Evolucion ria (Fogel, 1997). Esta utiliza,
por exemplo, a flexibilidade de re-programaç o de FPGAs-Field-Programmable Gate
Arrays (Hauck, 1998) para construir hardware adaptativo, como placas de
processamento de imagens que se reconfiguram e aperfeiç oam dinamicamente
(Sipper et alli, 1997). Nestes casos a Computaç o Evolucion ria tamb m se utiliza
de redes neurais e algoritmos gen ticos para criar sistemas físicos que exibem
características
evolucion rias
ou
adaptativas.
Ecossistemas Artificiais - tamb m chamados de sociedades artificiais ou modelos
baseados em agentes. Constituem-se normalmente de simulaç es de ambientes
interativos em software (Lindgren e Nordahl, 1995), onde uma grande quantidade
de agentes autô nomos interage durante v rios ciclos ou geraç es, normalmente
compartilhando, combatendo e trocando recursos com os outros agentes. O
ecossistema definido por um conjunto de elementos autô nomos (simulados em
software) que competem por recursos fluindo em ambiente dinâ mico e em relativo
isolamento. O comportamento individual de cada agente
descrito por um
esquema de regras bastante simples, como uma relaç o do tipo (estado + aç o) ->
(reaç o). As propriedades analisadas em um ecossistema pode ser eventualmente
extrapoladas para contextos mais abrangentes (ou especializados, dependendo do
ponto de vista) se considerarmos que qualquer sistema econô mico, ou sistemas
sociais em um escopo mais amplo, tamb m apresentam as mesmas características
b sicas de um ecossistema natural: agentes autô nomos interagindo (competindo e
colaborando) na busca por recursos que fluem constantemente.
Uma descobertas relevante desta linha de investigaç o o grande potencial de
aplicaç es do Dilema do Prisioneiro na simulaç o de diversas propriedades de
ecossistemas. O Dilema do Prisioneiro, primeiramente caracterizado em 1965, um
jogo de estrat gia simples, baseado na Teoria dos Jogos (von Neumann, 1949). A
vers o iterada do Dilema do Prisioneiro capaz de suportar o estudo de diversos
modelos de comportamento individual, onde a emerg ncia de cooperaç o e
competiç o pode ser observada de forma surpreendentemente rica. Atrav s do uso
de Algoritmos Gen ticos conjuntamente com o Dilema do Prisioneiro Iterado,
torna-se possível detectar a emerg ncia de fenô menos complexos como cooperaç o
entre parentes, estruturas de oligopó lios, manutenç o de minorias gen ticas,
comportamento altruísta, etc.
Axelrod (1997) descreve diversas aplicaç es de variaç es do Dilema do Prisioneiro
Iterado na modelagem do surgimento de normas e leis, na escolha de parceiros
durante uma guerra, na criaç o e adoç o de padr es comerciais, no
comportamento de políticos e na disseminaç o de cultura. Nos par grafos que se
seguem ser demonstrado um exemplo simples de experimento com ecossistemas
artificiais.
Um Exemplo de Ecossistema Artificial
O exemplo e as figuras que se seguem s o baseadas no trabalho descrito em
Lindgren (1992) e Lindgren e Nordahl (1995). O trabalho analisa a dinâ mica de um
ecossistema que comporta mil indivíduos - chamados de jogadores, agentes,
companheiros ou oponentes - interagindo durante trinta mil ciclos. A cada ciclo de
interaç o cada um dos indivíduos se engaja em negociaç es com os outros 999
oponentes, aplicando uma estrat gia para soluç o do Dilema do Prisioneiro
Iterado. A situaç o que leva ao Dilema do Prisioneiro ilustrada pela anedota que
se segue.
O Dilema do Prisioneiro Iterado
Dois indivíduos foram presos, acusados de haver praticado juntos um crime. A
menos que um deles confesse, n o existem provas para manter ambos na cadeia
por muito tempo. O promotor oferece uma recompensa para quem confessar o
crime (denunciando o outro companheiro), e neste caso o que n o confessou
receber uma sentenç a maior. Se ambos confessam (denunciam o companheiro)
eles ir o para a cadeia, mas por um período de tempo mais curto. Se nenhum
confessa (cooperam entre si) eles ser o eventualmente liberados por falta de
evid ncias. A matriz de perdas e ganhos (payoff matrix) deste jogo de soma-n orepresentada
na
Tabela
1.
zero
A Teoria dos Jogos (von Neumann, 1949) define duas classes de jogos: de soma-zero e de soma-n
de-soma-zero um bol o entre amigos, onde a soma das perdas (apostas - negativas) e ganhos (pr
jogadores igual a zero. Exemplos de jogos de soma-n o-zero s o as loterias e os bingos, onde a s
todos os jogadores (apostadores) diferente de zero.
Jogador 2
Coopera
Denuncia
Jogador
Coopera
(R, R)
(S, T)
1
Denuncia
(T, S)
(P, P)
Tabela 1. Esquema da matriz de perdas e ganhos usada no Dilema do
Prisioneiro.
O Dilema do Prisioneiro se configura quando o ganho T (por ter denunciado o companheiro
que cooperou) é maior que o ganho R (recompensa por cooperação mútua), que por sua vez
é maior que P (ganho quando há denúncia mútua). O ganho S é o menor de todos e é
aplicado ao indivíduo que cooperou mas foi denunciado. A condição final para
estabelecimento do dilema é que o ganho conjunto quando os dois companheiros cooperam
(R + R) seja maior que o ganho conjunto nas situações onde um coopera e o outro denuncia
(T + S), ou seja, 2R T + S. Os valores comumente aplicados aos jogos do Dilema do
Prisioneiro são: R = 3, T = 5, P = 1 e S = 0, conforme mostra a Tabela 2.
Jogador 2
Coopera
Denuncia
Jogador
Coopera
(3, 3)
(0, 5)
1
Denuncia
(5, 0)
(1, 1)
Tabela 2. Valores comumente utilizados no Dilema do Prisioneiro.
Seleção de Estratégias
Qual estrat gia deve um indivíduo adotar quando confrontado com este jogo
durante v rias iteraç es? Se sempre denuncia o outro companheiro esta estrat gia
induzir o segundo à den ncia m tua, e o ganho global de um sistema onde todos
os indivíduos denunciam tende para o valor 1. Por outro lado, se o indivíduo
sempre coopera, possível que ele receba cooperaç o m tua (ganho global 3), mas
neste caso, a estrat gia de melhor ganho do oponente ser denunciar o
companheiro e receber um ganho 5 em detrimento de prejuízo para o primeiro
(ganho 0). O ganho global neste ltimo caso tende para 2,5 = (5+0)/2. O Dilema do
Prisioneiro pode ser visto como uma representaç o abstrata de situaç es de
negociaç o que induzem a comportamentos de cooperaç o ou competiç o. Tais
situaç es est o presentes em v rias instâ ncias de sistemas dinâ micos reais como
guerras, comercializaç o de produtos, comportamento grupal, interaç es em
ecossistemas naturais, etc.
identificar qual(is)
(s o) a(s)
Configurado o jogo, o objetivo da simulaç o
estrat gia(s) de aç o mais bem sucedida(s) a ser(em) adotada(s) pelos agentes.
V rios fatores dificultam a identificaç o destas estrat gias: Como representar as
estrat gias? Qu o complexas podem ou devem ser as estrat gias? Qual a
configuraç o inicial do jogo? Como selecionar as estrat gias mais bem sucedidas?
Como buscar novas alternativas no espaç o possível de soluç es?
Tomemos como exemplo o problema da configuraç o inicial do jogo. Se o sistema
no qual um agente inserido est totalmente habitado por agentes egoístas (que
nunca cooperam) a nica alternativa de sucesso para este agente tamb m assumir
uma postura egoísta. Por outro lado, se o sistema inteiramente habitado por
agentes que sempre cooperam, a melhor estrat gia do agente tamb m nunca
cooperar, j que ele ter um ganho sempre superior ao dos oponentes. A adoç o de
estrat gias se complica à medida que os outros agentes adotam estrat gias mistas
ou mais complexas, que levam em consideraç o, por exemplo, a histó ria das
interaç es anteriores com seus oponentes. A adoç o da melhor estrat gia
depender , neste caso, da configuraç o atual do sistema - que afeta a configuraç o
futura, qual a composiç o dos agentes, quantas interaç es ir o ocorrer, etc. Neste
ponto os Algoritmos Gen ticos surgem como ferramenta de busca bastante
conveniente.
Algoritmos Genéticos
Algoritmos Gen ticos (Mitchell, 1996; Forrest, 96) - Genetic Algorithms-GAs - foram
concebidos por John Holland em 1975, e s o inspirados nos fenô menos de
interaç o e reproduç o diferencial que ocorrem em ecossistemas naturais. Colocam
à disposiç o do simulador de ecossistemas uma poderosa ferramenta de busca em
espaç os complexos, que permite encontrar estrat gias que apresentam
desempenho otimizado, enquanto se adaptam dinamicamente à s condiç es atuais
do sistema.
Algoritmos gen ticos s o adequadamente utilizados como m todos de busca de
uso geral, onde o espaç o de soluç es possíveis
muito extenso. As grandes
vantagens dos Algoritmos Gen ticos com relaç o a outras ferramentas de busca
convencional s o: amplo espectro de utilizaç o qualquer que seja a estrutura (ou
forma) do espaç o de soluç es (constituída por v rios mínimos e m ximos locais,
por exemplo); simplicidade de implementaç o; independ ncia da configuraç o
inicial para obtenç o de bons resultados; paralelismo inerente; adequaç o a uso em
espaç os dinâ micos; e grandes possibilidades de encontrar uma soluç o pró xima à
ó tima.
Algoritmos gen ticos v em a sobreviv ncia de um indivíduo como a busca (no
sentido computacional) por comportamentos de sucesso (soluç o) em sistemas (um
espaç o de soluç es). A forma geral de um algoritmo gen tico :
1. Gere um conjunto de soluç es candidatas, que constituir o sua
populaç o inicial.
O comportamento cada um dos indivíduos que constituem uma
determinado por um genoma, normalmente uma
populaç o
seqü ncia de bits. A populaç o de indivíduos fixa. A composiç o
inicial da
populaç o pode
ser gerada aleatoriamente;
2. Repita os passos abaixo at que um crit rio de converg ncia seja
satisfeito:
1. Avalie o sucesso de cada uma das soluç es (indivíduos que
comp em a populaç o) de acordo com um crit rio pr estabelecido.
Os indivíduos executam aç es que podem ser, por exemplo,
efetuar um casamento de padr es, controlar a relaç o de
feedback entre sensores e atuadores mecâ nicos, buscar as raízes
de uma funç o matem tica, etc, o que vai depender do tipo de
problema para o qual se est buscando soluç o. Os aspectos
qualitativos e quantitativos da aç o de cada indivíduo s o
determinados unicamente pelo seu có digo gen tico, o genoma.
Cada indivíduo codifica, no seu genoma, uma proposta de
soluç o para o problema em quest o;
2. Decida quais candidatos (indivíduos) devem ser eliminados e
quais est o aptos.
Em sendo bem sucedido na sua aç o o indivíduo demonstra
maior fitness (adequaç o ou sucesso) relativamente aos outros
indivíduos. Uma funç o de fitness (elaborada pelo
programador) define qu o perto da soluç o ó tima est cada
indivíduo. Se a busca for pelas raízes de uma equaç o sobre o
plano cartesiano, ent o o maior fitness descreve qu o perto de
zero se encontra o valor codificado no genoma de cada
indivíduo. Se a busca for pela melhor relaç o entre sensores e
atuadores que faç a um robô seguir um caminho, ent o os
maiores fitness ser o atribuído aos genomas dos robô s que
apresentaram a menor distâ ncia m dia do caminho. Se a busca
for por estrat gias de sucesso numa negociaç o, ent o os
genomas dos indivíduos que obtiverem maior pontuaç o
durante a negociaç o receber o os maiores fitness;
3. Produza novas variaç es da populaç o utilizando operaç es
aplicadas sobre os sobreviventes.
Reproduç o Diferencial - Os indivíduos com maior fitness
ganham mais chances de gerar descendentes que ser o os
agentes da pró xima iteraç o. A geraç o de descendentes feita
normalmente atrav s da reproduç o sexuada, onde dois
indivíduos sobreviventes contribuem com parte de seus
có digos gen ticos para gerar descendentes. Os indivíduos que
reproduzir o s o escolhidos estocasticamente, onde suas
chances s o diretamente proporcionais ao fitness que
apresentam.
Alteraç ões no có digo genético - O algoritmo gen tico define
possibilidades de alteraç o associada à geraç o de um novo
descendente. Estas alteraç es s o efetuadas atrav s de
operadores gen ticos, onde os principais operadores s o os de
crossover e mutaç o, descritos mais abaixo.
Tomando-se como exemplo o Dilema do Prisioneiro descrito acima, podemos
descrever o genoma de alguns indivíduos e suas estrat gias. O genoma de um
indivíduo que tem como estrat gia nunca cooperar com o oponente poderia ser
representado pela cadeia de bits "0". O genoma de um indivíduo que sempre
coopera seria representado pela cadeia "1". Estrat gias de aç o mais complexas
poderiam utilizar uma cadeia de dois bits, que consideraria, por exemplo, qual
atitude foi tomada pelo oponente na iteraç o anterior, a fim de decidir o que fazer
desta vez. A string "01" representaria, por exemplo, um indivíduo que executa uma
dentre duas aç es, dependendo do histó rico de interaç es com seus oponentes:
•
•
Primeiro bit - aç o a ser tomada caso o oponente n o tenha cooperado da
vez passada. Como o valor do primeiro bit "0" o agente n o ir cooperar
com o oponente desta vez.
Segundo bit - aç o a ser tomada caso o oponente tenha cooperado da vez
passada. Como o valor do segundo bit "1", o agente ir cooperar com o
oponente desta vez.
Outras estrat gias de aç o ou problemas diferentes a solucionar podem usar uma
quantidade diferente de bits: 3, 4, 5, 30, 500, etc. A quantidade de bits depende do
tipo tamanho do espaç o de busca que se est analisando.
O descendente de um casal herda o có digo gen tico de seus pais (a seqü ncia de
bits) onde aproximadamente metade do có digo gen tico de cada pai repassado
para o filho. Operadores de crossover recebem o genoma dos dois pais e definem
em que ponto cortar o genoma de cada pai para gerar o genoma de um
descendente com o mesmo tamanho. Suponha que pais P1 e P2 tem o có digo
gen tico "0000" e "1111", respectivamente. Se o operador de crossover, por
exemplo, despreza o genoma do pai P1 a partir do segundo bit, aproveitando o
restante do genoma pai P2, o có digo do descendente seria "0111". A escolha do
ponto onde realizar o crossover feita de modo estoc stico.
Operadores de mutaç o alteram estocasticamente os bits do genoma dos novos
indivíduos gerados. O operador de mutaç o mais simples o point mutation, que
inverte o valor de um bit. Por exemplo, se a probabilidade de point mutation (Ppoint
1%, ent o, a cada 100 bits de genoma de descententes produzidos, o valor
mutation)
de um deles invertido.
S o problemas em aberto a escolha adequada das taxas de mutaç o e de crossover,
bem como do tamanho da populaç o. Mitchell (1996, p.175) indica que s o em
geral adotados os valores de 0,5% a 1% para taxa de mutaç o, 75-95% de taxa de
crossover, e tamanho de populaç o entre 20 e 100. O tamanho e estrutura do
genoma da populaç o deve ser adequado ao formato do espaç o de soluç es que se
est explorando. Por exemplo, se o objetivo encontrar o mínimo de uma funç o
no plano cartesiano em um intervalo bem definido, a quantidade de bits do
genoma deve ser capaz de representar, com a precis o necess ria, os possíveis
pontos no eixo das abcissas sobre o intervalo desejado.
Algoritmos Genéticos Aplicados à Solução do Dilema do Prisioneiro Iterado
Aplicaç es de algoritmos gen ticos ao Dilema do Prisioneiro Iterado s o descritas
a seguir.
Suponha o caso mais simples, onde só existem dois tipos de indivíduos: os que
cooperam e os que n o cooperam. Neste caso a estrat gia de cada indivíduo (o
genoma do indivíduo) pode ser codificada atrav s de um nico bit, por exemplo:
genoma = "0" - nunca coopera, ou seja, sempre denuncia o companheiro - e
genoma = "1" - sempre coopera. Em um sistema composto apenas por populaç es
de indivíduos "0" e "1" fica evidente que, quando submetidos à seguidas
negociaç es entre si, os indivíduos "0" - que nunca cooperam - tendem a explorar
os indivíduos "1" - que sempre cooperam. Com o passar do tempo, todos os
indivíduos sobreviventes ser o do tipo "0", e o ganho global deste sistema tende
para o valor 1 (ver na Tabela 2 o ganho dos indivíduos que nunca cooperam).
Dinâmica de um Ecossistema com Quatro Estratégias Distintas
O uso de um có digo gen tico com dois bits permite aos indivíduos o uso de
estrat gias de jogo mais sofisticadas (2 bits = 4 estrat gias), como descrito atrav s
dos genomas abaixo:
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•
genoma "00": o indivíduo n o coopera, qualquer que tenha sido a aç o do
oponente na vez anterior. Esta estrat gia chamada de AllD (always defect sempre denuncia);
genoma "01": se oponente n o cooperou da vez passada => n o coopera
desta vez, se oponente cooperou => coopera desta vez. Esta estrat gia
chamada de TFT (Tit-For-Tat - Dente-Por-Dente);
genoma "10": oponente n o cooperou => coopera. oponente cooperou =>
n o coopera. Esta estrat gia chamada ATFT (Anti-Tit-For-Tat - Anti-DentePor-Dente);
genoma "11": o indivíduo coopera, qualquer que tenha sido a aç o do
oponente na vez anterior. Esta estrat gia ing nua chamada AllC (Always
Cooperate - sempre coopera).
A Figura 1 mostra a dinâ mica populacional de um sistema constituído por 1.000
indivíduos durante 600 iteraç es (ou geraç es). Inicialmente o pool gen tico da
populaç o distribuído igualmente entre os quatro tipos descritos acima, de modo
que o sistema inicia com 250 indivíduos de cada tipo: "00" (AllD), "01" (TFT) , "10"
(ATFT) e "11" (AllC). Outros parâ metros da simulaç o s o 0,02% de probabilidade
de point mutation, 10% de taxa de crescimento (90% da populaç o se mant m viva
para a pró xima iteraç o) e 1% de ruído na comunicaç o (estocasticamente, em 1%
dos casos um indivíduo interpreta erroneamente como cooperaç o uma aç o n ocooperativa de seu oponente, ou vice-versa).
Na dinâ mica populacional mostrada na Figura 1 podem ser observados fenô menos
de exploraç o, cooperaç o e mutaç es entre os indivíduos, delimitados nos
intervalos 1 a 8 (parte superior da Figura 1).:
Figura 1 - Dinâmica populacional de um ecossistema artificial durante 600
iteraç ões. Adaptado de (Lindgren e Nordahl, 1995).
•
•
•
•
•
Intervalo 1 - exploração dos ingênuos - a população de indivíduos AllD ("00"),
que nunca cooperam, aumenta rapidamente, pois estes exploram as estratégias
ingênuas e invertidas de AllC ("11") e ATFT ("10"), respectivamente. A população
de TFT ("01") é ligeiramente reduzida, mas não sucumbe à exploração de AllD.
Intervalo 2 - declínio de populaç ões n o cooperantes, retorno das minorias
- quando a populaç o de AllD atinge seu auge, praticamente n o existem
outros indivíduos a quem explorar e o ganho m dio da populaç o de AllD
decai de 5 para 1 (Tabela 2). O ganho entre os indivíduos AllD atinge um
valor bem menor que o da populaç o mais reduzida de TFT, pró ximo a 3.
Neste caso, o fitness da populaç o de TFTs maior, e eles ocupam o espaç o
que anteriormente pertencia à populaç o de AllD;
Intervalo 3 - antigas populaç ões encontram condiç ões favoráveis e
retornam à cena - quando a populaç o de TFTs ocupa quase todo o sistema,
sua estrat gia cooperativa possibilita o ressurgimento da populaç o AllC
("11"), oriunda de mutantes de TFT ("01");
Intervalo 4 - exploraç o - a populaç o ing nua de AllC atinge uma massa
crítica e
dizimada pela exploraç o efetuada pelos ATFT, oriundos de
mutantes de TFT;
Intervalo 5 - exploraç o de antigos exploradores - indivíduos ATFT s o
novamente explorados pelos seus mutantes AllD, como ocorreu no intervalo
1;
•
Intervalos 6, 7 e 8 - embora com taxas diferentes, ocorrem fenô menos
similares ao que ocorreu nos intervalos 2, 3 e 4, respectivamente.
Dinâmica de um Sistema com maior Número de Estratégias
A simulaç o aqui descrita busca estrat gias de aç o que s o evolucionariamente
est veis, isto , conseguem se adequar a situaç es de jogo cada vez mais
complexas, o que envolve um aumento no n mero de bits do genoma. Devido à
variaç o do n mero de bits entre as diferentes populaç es, a reproduç o dos
agentes, neste caso, feita de modo assexuado, onde os indivíduo com maior
fitness geram isoladamente seus descendentes. Para uma discuss o sobre as
vantagens e desvantagens da reproduç o sexuada na natureza ver Axelrod (1997,
p.11). Para o caso particular desta simulaç o, o operador gen tico de crossover foi
substituído por outros dois operadores de mutaç o, que possibilitam duplicaç o
(duplication) ou cortes (split) no tamanho do genoma. O aumento no tamanho do
genoma de um indivíduo, quando comparado ao genoma de seus antepassados,
indica que sua estrat gia ir considerar uma maior quantidade de interaç es com o
oponente antes de tomar uma decis o. De modo inverso, a reduç o do tamanho do
genoma indica a adoç o de estrat gias com menor "memó ria" dos acontecimentos
passados. As taxas de probabilidade dos outros operadores gen ticos de mutaç o
s o: Pduplication = Psplit = 0,01%. Estes valores refletem aproximadamente a taxa de
erro cometida por enzimas que fazem có pia e duplicaç o de genes nas c lulas dos
seres vivos, como as DNA Polimerases (Stryer, 1995, p.800).
A Figura 2 descreve um esquema de codificaç o de uma estrat gia com um
genoma de 8 bits. Esta estrat gia considera a ltima aç o efetuada pelo pró prio
jogador (aqui chamado de jogador A), e as duas ltimas aç es do oponente, para
definir qual a reaç o que vai ter. Se o jogador A tem o có digo gen tico "00011001",
por exemplo, ir se comportar conforme indicado na tabela (Estado+Aç o ->
Reaç o), mostrada na Figura 2. As reaç es efetivamente tomadas pelo jogador A
depender o tamb m das aç es do oponente. A Figura 2 mostra uma situaç o
hipot tica, onde o jogador A e seu oponente interagem durante pelo menos 8
ciclos. No início da terceira interaç o entre os dois jogadores, por exemplo, o
jogador A considera que o oponente n o cooperou nas duas ltimas interaç es, e
que ele pró prio tamb m n o cooperou na ltima interaç o. A estrat gia do jogador
A, neste caso, continuar sem cooperar. Enquanto isto, o oponente, utilizando uma
estrat gia n o conhecida pelo jogador A, decide cooperar. Na quarta interaç o, o
jogador A decide cooperar com o oponente, em funç o da cooperaç o do oponente
na terceira interaç o. Uma atitude que n o correspondida pelo oponente. O jogo
continua
por
mais
algumas
iteraç es.
Figura 2 - Esquema de codificaç o
Adaptado de Lindgren e Nordahl (1995).
de
um
genoma
de
8
bits.
A Figura 3 apresenta um intervalo maior da simulaç o iniciada na Figura 1. A
Figura 3 descreve a variaç o populacional do ecossistema at a iteraç o 30.000.
Dado tempo suficiente longo para a simulaç o, pode-se observar evoluç o e
disputa entre diversas novas "esp cies" de organismos, originadas de indivíduos
com genoma de dois bits, mas que com o passar das geraç es foram incorporando
e modificando, de seus antepassados, as estrat gias de sobreviv ncia mais bem
sucedidas. Como decorr ncia de mutaç es aleató rias, os descendentes gerados
foram explorando novas alternativas de aç o, e aquelas mais aptas foram se
tornando cada vez mais sofisticadas. Algumas das novas estrat gias produzidas
evolutivamente s o destacadas na Figura 3, pelas populaç es de indivíduos com
genomas de 4, 8 e 16 bits. A observaç o da dinâ mica apresentada pelo sistema
revela alguns fenô menos interessantes, delimitados nos intervalos 1 a 6.
•
Intervalo 1 - grandes períodos de estabilidade seguidos por uma súbita
instabilidade- apó s alguns milhares de iteraç es inst veis entre os genomas
de 2 bits, ocorre um grande intervalo de tempo no qual as estrat gias "01" e
"10" dominam o sistema. No final do intervalo 1 começ am a surgir novas
•
•
•
•
•
estrat gias mais complexas e eficientes, que exploram o comportamento
destes primeiros. Isto causa grande variaç o populacional.
Intervalo 2 - evoluç o de novas estratégias - eventualmente emergem os
indivíduos que aplicam a estrat gia "1001", resultado de uma mutaç o
duplication e duas mutaç es point sobre "01" ou "10". A populaç o "1001"
atua, ora como ATFT, quando n o cooperou com o oponente na vez anterior
- primeiros dois bits do genoma, ora como TFT, quando cooperou com o
oponente na interaç o anterior - ltimos dois bits do genoma. Esta
flexibilidade de estrat gia possibilita aos indivíduos "1001" o retorno a um
comportamento cooperativo, no caso de falhas de comunicaç o.
Intervalo 3 - evoluç o de estratégias agressivas, que só sobrevivem em
determinadas situaç es - A estrat gia "1001" ultrapassada pela estrat gia
"0001", mais agressiva, e que atua, ora como AllD - dois primeiros bits do
genoma - caso n o tenha cooperado com o oponente, ora como TFT - dois
ltimos bits do genoma - caso tenha cooperado com o oponente na vez
anterior.
Intervalo 4 - desequilíbrios provocados por pequenas alteraç es
quantitativas e qualitativas- Apó s um novo período de estabilidade, o
sistema
desequilibrado pelo surgimento de pequenas populaç es de
indivíduos com genoma de 8 bits, que, eventualmente, propiciam nova
oportunidade de crescimento à populaç o "1001".
Intervalo 5 - mutualismo entre espécies distintas - Duas populaç es com
genoma de 8 bits conseguem eliminar os indivíduos de 4 bits. Estrat gias de
8 bits levam em consideraç o a ltima aç o que realizaram e as duas ltimas
aç es do oponente. No entanto, no caso de falhas de comunicaç o - que
nesta simulaç o ocorrem em 1% das interaç es entre os agentes, nem os
indivíduos "10010001", nem os "00011001", conseguem recuperar um
comportamento cooperativo entre membros de sua pró pria "esp cie". Este
retorno ao comportamento cooperativo só consegue ser estabelecido entre
pares das duas esp cies distintas, o que cria uma relaç o ecoló gica de
mutualismo (inter-esp cie). Mutualismo ocorre na natureza quando duas
esp cies de organismos se tornam interdependentes;
Intervalo 6 - Emerge uma nova geraç o de mutantes n o explor veis,
"1001000100010001", que se recuperam de erros de comunicaç o e cooperam
com membros de sua pró pria esp cie. O surgimento de pequenas
quantidades de novas esp cies faz a populaç o destes indivíduos declinar
paulatinamente.
A simulaç o descrita acima pode ser analisada como uma esp cie de registro
arqueoló gico do surgimento, evoluç o e extinç o de v rias "esp cies" de
organismos "inteligentes". Considere, por exemplo, a estrat gia de aç o definida
pelos mutantes n o explor veis "1001000100010001" presentes no intervalo 6 da
Figura 3. Vista de modo isolado do contexto de onde surgiu, esta estrat gia
descreve alguma forma primitiva de "intelig ncia", ou cogniç o, que poderia
perfeitamente ter sido criada por um programador de computadores, ou por um
estrategista de mercado, por exemplo. Indivíduos da esp cie "1001000100010001"
s o capazes de interagir e sobreviver em um meio diversificado, constituído por
v rios outros agentes que podem tentar explor -lo, cooperar altruisticamente, etc.
Considerando o fato de que tal comportamento "inteligente" surgiu como
conseqü ncia de um processo interativo e evolutivo que caminhou à s cegas
(atrav s da ocorr ncia estoc stica de mutaç es) e foi guiado basicamente pela luta
pela sobreviv ncia dos mais aptos (embutido no uso de uma funç o de fitness)
licito supor que intelig ncia e cogniç o podem eventualmente ser propriedades
emergentes de sistemas interativos e complexos cujo espaç o adequadamente
estruturado
e
analisado.
Figura 3 - Dinâmica de populaç o onde ocorre evoluç o de estratégias.
Adaptado de Lindgren e Nordahl (1995).
Vida Artificial e a Construção do Ciberespaço
Experimentos em vida artificial buscam as raz es primitivas para surgimento de
fenô menos "inteligentes" que est o presentes em sistemas interativos naturais e
artificiais. Experimentos com ecossistemas artificiais n o aplicam t cnicas
sofisticadas de representaç o de conhecimento, mas mesmo assim conseguem
identificar, a partir do nascimento, vida e morte de agentes abstratos
individualmente desprovidos de intelig ncia, a emerg ncia de fenô menos como
mutualismo, cooperaç o e evoluç o de estrat gias.
De modo complementar, pesquisas com IA Corporificada (Meyer et alli, 1993)
demonstram que sistemas físicos autô nomos (robô s) tamb m podem exibir
comportamento inteligente, como seguir uma parede ou catas latas de refrigerante
espalhadas pelo ch o, empregado quase nenhum simbolismo, bastando que se
encontrem relaç es adequadas entre seus mecanismos sensores e atuadores,.
Os construtores do Ciberespaç o podem se beneficiar da compreens o de tais
fenô menos, pois o Ciberespaç o constitui um ambiente de interaç o entre homens e
m quinas que apresenta características similares: miríades de entidades
autô nomas e interativas: seres humanos; empresas; agentes de software; web sites;
etc., uns mais e outros menos inteligentes, mas todos aplicando estrat gias de
sobreviv ncia (econô micas, físicas, de informaç o, etc.) que precisam se aperfeiç oar
e evoluir.
À luz destes e de outros experimentos em Vida Artificial, algumas quest es s o
postas para reflex o:
•
•
Ser que para a construç o de sistemas evolutivos e autô nomos no
Ciberespaç o, ou em sistemas distribuídos de forma geral, imprescindível a
aplicaç o de t cnicas sofisticadas de representaç o e manipulaç o do
conhecimento, como as utilizadas em IA Simbó lica?
Ser possível encontrar um conjunto de leis primitivas (no sentido
reducionista), derivadas da Vida Artificial, ou em maior escopo, das teorias
de sistemas dinâ micos e adaptativos (Kauffman, 1996) que possam elucidar
comportamentos b sicos de todos os sistemas interativos e evolutivos, como
ecossistemas naturais e artificiais, sistemas econô micos e sociais?
2.3 Agentes Inteligentes
Quanto comparados com os modelos de Vida Artificial, os modelos e teorias de
Agentes Inteligentes, discutidos a seguir, apresentam um maior nível de abstraç o
e simbolismo, em maior consonâ ncia com a IA Simbó lica. Enquanto que nos
modelos de Vida Artificial, a complexidade emergente, a interatividade e
evolutibilidade s o características fundamentais, nos modelos de agentes
inteligentes parte-se do princípio de que a intelig ncia, de alguma forma, j deve
estar presente nos elementos autô nomos.
Agentes
O termo agente aplicado de forma coerente (embora com significados distintos)
em praticamente todas as rea do conhecimento na qual existem as noç es de
indivíduo e comunidade, como em:
•
•
Sociologia (Giddens, 1979);
Economia (Holmstrom e Tirole, 1989);
•
•
•
Comportamento Animal (Dawkins, 1979);
Robó tica (Meyer et alli, 1993);
Software (Finin et alli, 1992), etc.
A característica que unifica os conceitos de agente presentes em todas as reas
acima a exist ncia de uma espaç o no qual elementos autô nomos representam,
manipulam e trocam informaç es e conhecimento, demonstrando uma capacidade
cognitiva relativamente elevada, quando comparados, por exemplo, a mol culas,
vegetais e vermes.
Agentes Físicos
Segundo a Foundation for Intelligent Physical Agents (1997), um agente fisicamente
constituído deve apresentar as seguintes características:
•
•
•
•
•
•
autonomia - operar sem intervenç o direta de humanos;
habilidade social - interagir com outros agentes ou humanos;
reatividade - perceber o ambiente onde est e responder em tempo h bil a
mudanç as neste ambiente;
pró -atividade - comportamento direcionado a um objetivo, tomando a
iniciativa de aç o;
mobilidade - locomover-se para outros ambientes;
continuidade temporal - funcionar continuamente.
No entanto, posto que o ciberespaç o
formado atrav s da interligaç o entre
computadores, os modelos de agentes que mais se adequam ao estudo do
ciberespaç o s o os modelos de agentes de software.
Agentes Inteligentes em Software
Uma definiç o associada a agentes em software, capazes de trafegar atrav s de
uma rede de computadores e interagir com outros elementos autô nomos, :
"um agente uma entidade que executa um conjunto de operaç es
que lhes foram incumbidas por um usu rio ou outro programa, com
algum grau de independ ncia ou autonomia e, executando estas
operaç es, emprega algum conhecimento dos objetivos ou desejos do
usu rio" (IBM Research, 1998).
Tr s elementos definem as principais capacidades que agentes inteligentes em
software devem apresentar:
•
•
•
Intelig ncia - grau de raciocínio e aprendizagem;
Ag ncia - grau de autonomia e autoridade incorporadas;
Mobilidade - capacidade de tr fego pela rede.
Estes elementos s o mostrados a seguir.
Inteligência de Agentes
Existe um amplo espectro de modelos computacionais que investigam a natureza e
a criaç o de intelig ncia. Em um extremo est a Intelig ncia Artificial
Simbó lica(Winston 1992, pp. 283-304), que investiga a manipulaç o completamente
abstrata do conhecimento atrav s da construç o de formalismos e infer ncias
focalizadas na soluç o de problemas bem definidos. No outro extremo do espectro,
a Vida Artificial considera que a intelig ncia surge necessariamente a partir da
interaç o entre elementos físicos autô nomos, individualmente desprovidos de
intelig ncia. Entre estes dois extremos existe uma ampla gama de teorias e
modelos que evoluíram nos ltimos 30 anos. O possível elemento de conex o que
emerge em todos os modelos recentes de construç o de intelig ncia a percepç o,
cada vez mais forte, de que o processo interativo entre elementos autô nomos,
controlados ou n o, inteligentes ou n o, o principal respons vel pela criaç o de
intelig ncia e cogniç o.
A Figura 4 esboç a um possível posicionamento de algumas teorias e modelos de
intelig ncia e interaç o descritas ou comentadas neste trabalho. As teorias e
modelos de intelig ncia e interaç o s o posicionadas em um espaç o taxonô mico
formado por dois eixos: dos modelos abstratos (simbó licos) para os modelos
concretos (físicos), do modelos controlados (mecâ nicos, previsíveis) para o
modelos n o-controlados (emergentes, inovadores).
É prov vel que as soluç es reais para a incorporaç o de intelig ncia a agentes
surjam atrav s de uma combinaç o adequada destas v rias abordagens:
•
•
•
Redes Neurais (Jain e Mao, 1996; Winston, 1992, pp. 443-469) - da interaç o
algoritmicamente controlada entre interligaç es paralelas de funç es de
m ltiplas vari veis emerge comportamento inteligente (casamento de
padr es);
Algoritmos Gen ticos (Mitchell, 1997; Forrest, 1996) - da interaç o
algoritmica entre elementos de sistemas dinâ micos, estocasticamente
mut veis e sujeitos a press es ambientais, emerge comportamento
inteligente (estrat gias aptas a enfrentar as press es ambientais);
IA Corporificada - Animats (Maes, 1993) versus IA Simbó lica (Winston,
1992) - Comportamento versus conhecimento, ampla quantidade de
compet ncias de baixo nível versus um nico nível de compet ncia,
sistemas autô nomos versus computaç o dirigida pelo usu rio.
Figura 4. Posicionamento relativo de algumas teorias e modelos de inteligência
artificial.
Agência
Ag ncia representa o grau de autonomia e autoridade incorporadas ao agente. À
medida que o ambiente no qual o agente atua torna-se cada vez mais imprevisível,
inovador, torna-se necess rio incorporar mais ag ncia ao agente. Esta incorporaç o
de ag ncia feita atrav s da construç o e atualizaç o de modelos mentais que
eventualmente s o manipulados internamente pelo agente. Ao receber estímulos
do ambiente onde est inserido, ou atrav s de uma decis o interna, o agente
atualiza o estado de seus modelos mentais, que o processo de cogniç o.
De acordo com Minsky (1985), cada sub-unidade do modelo mental de um agente
tamb m um agente, só que mais primitivo. A ag ncia, , ent o, formada por uma
sociedade de agentes, a "Sociedade da Mente" (Minsky, 1985).
Sloman (1996) descreve que se um agente tem que ser similar a um ser humano,
por exemplo, necessita-se criar um modelo mental para objetos, estados e
processos, capaz de representar percepç es, crenç as, desejos, atitudes, intenç o,
infer ncias, aprendizagem, etc. Por outro lado, se o agente tem apenas que
consultar algumas bases de dados na Web, com intenç o de adquirir CDs com o
menor preç o de venda e prazo de entrega, ent o o seu modelo mental e suas
capacidades cognitivas podem ser bastante rudimentares.
No est gio atual em que se encontra o desenvolvimento dos modelos de
intelig ncia aplicados à construç o de agentes de software, as abordagens mais
bem sucedidas est o orientadas à soluç o de problemas com contornos muito bem
delimitados, tais como os que ocorrem durante a execuç o de atividades rotineiras,
complexas e colaborativas nas reas de engenharia, ger ncia e manufatura
(Stanford KSL, 1998). Outras aplicaç es pr ticas de agentes inteligentes tem sido a
construç o de assistentes de comunicaç o pessoal (Janson, 1998), capazes de cuidar
de v rios detalhes como organizar correio eletrô nico (Segal e Kephart, 1999),
realizar filtragem colaborativa de informaç es (Starr et alli, 1996), organizar
agendas de compromissos, gerenciar reserva de hot is e passagens, etc.
A necessidade fundamental para implementaç o de agentes inteligentes em
software a representaç o, manipulaç o e troca de conhecimento (porç es de
modelos mentais) entre agentes, comunidades de agentes e seres humanos.
Uma abordagem que busca objetivamente suportar a ag ncia
o Knowledge
Sharing Effort - KSE (Finin, 1997b; Gruber, 1997). O KSE busca o desenvolvimento
de metodologias e software para o compartilhamento e reuso de conhecimento
atrav s do emprego de:
•
•
•
Knowledge Query and Manipulation Language - KQML (Finin et alli, 1992)
- linguagem e protocolo para trocar informaç o e conhecimento, de tal
modo que programas possam comunicar atitudes sobre informaç o, tais
como: questionamento, afirmaç o, crenç as, solicitaç o, obtenç o, subscriç o
de serviç os e ofertas;
Knowledge Interchange Format - KIF (Finin, 1997a) - linguagem
computacional declarativa para troca de conhecimento entre programas
quaisquer. Permite a express o de sentenç as arbitr rias no c lculo de
predicados;
Ontologias (Gruber e Olsen, 94) - descriç o de conceitos e interrelacionamentos entre eles, de modo a criar um universo de discurso em
uma comunidade de agentes. No KSE as ontologias s o descritas em KIF.
A combinaç o do uso de ontologias, KIF e KQML fornece um arcabouç o b sico
que permite a troca de informaç o e conhecimento entre agentes de software
quaisquer, os quais possivelmente n o se conhecem antecipadamente. Cada agente
manipula uma ou mais ontologias, que criam um universo de discurso conhecido
do agente. A forma como a manipulaç o interna do conhecimento efetuada por
cada agente n o definida no escopo do KSE.
Esta breve descriç o do KSE e seus elementos b sicos n o tem como objetivo
mostrar a estrutura ideal ou mais atualizada para construç o de agentes de
software. A intenç o aqui demonstrar a exist ncia atual de esquemas concretos e
funcionais para agentes de software, e que suportam uma classe de soluç es:
aquelas nas quais a manipulaç o e representaç o de conhecimento (dentro de um
contexto bem definido) permite a interaç o aberta entre seres humanos e
programas
autô nomos
de
computador.
Mobilidade
A dimens o mobilidade de agentes de software
discutida no contexto das
Plataformas de Agentes de Software, apresentada mais à frente.
2.4 Construcionismo Distribuído
Quando comparadas à s abordagens de Vida Artificial e Agentes Inteligentes, as
teorias e modelos que se seguem apresentam uma perspectiva an loga do processo
de interaç o, mas enfatizam a construç o de individualidade, comunidade,
simbolismo, conhecimento, aprendizado, cultura e intelig ncia essencialmente
humanas. Os modelos apresentados a seguir est o associados principalmente à
psicologia cognitiva e pedagogia, mas podem ser extrapolados para contextos mais
amplos, visto que o processo de educar sinô nimo de mudanç a e inovaç o, raiz
dos sistemas evolutivos e auto-sustent veis.
O conceito de Construcionismo Distribuído foi proposto Resnick (1996), como um
modelo pedagó gico derivado da Cogniç o Distribuída (Rogers, 1997) e do
Construcionismo, este ltimo proposto por Papert (1980). O Construcionismo de
Papert, por sua vez, se baseia no Construtivismo Cognitivo de Jean Piaget:18971980, mas tamb m mostra elementos do Construtivismo Social de Vigotski:18961934, embora Papert n o faç a refer ncia aos trabalhos de Vigotski.
Construtivismo Cognitivo
As teorias e experimentos de aprendizagem de Jean Piaget (Piaget, 1977; Minsky,
1985) s o bastante extensas, e um dos aspectos mais difundidos do conjunto de sua
obra a descriç o dos est gios de desenvolvimento cognitivo da crianç a: sensó riomotor, pre-operacional, operaç es concretas e operaç es formais. Pode-se traç ar
aqui uma breve comparaç o entre os est gios de desenvolvimento propostos por
Piaget e o posicionamento relativo dos modelos de intelig ncia e interaç o
proposto na Figura 4. Segundo Piaget, crianç as aprendem a manipular
conhecimento partindo do modelos concretos-físicos (que est o situados à direita
da Figura 4) e seguindo em direç o aos modelos abstratos (situados à esquerda da
Figura 4).
Os trabalhos de Piaget investigam como se d a construç o da cogniç o e
aprendizagem em crianç as, caracterizando o Construtivismo Cognitivo, que
baseado nos seguintes princípios (Cognitive Constructivism, 1997):
•
•
•
o papel mais importante do professor criar um ambiente no qual a crianç a
possa espontaneamente realizar experi ncias de construç o de
conhecimento em sala de aula. O aprendizado surge atrav s do
desenvolvimento de processos mentais (internamente adormecidos)
necess rios à construç o deste conhecimento, os quais deve ter sentido no
contexto onde a crianç a est inserida;
aprendizado um processo ativo, onde a exist ncia natural de erros e a
busca por soluç es s o elementos fundamentais;
aprendizagem um processo social e deve se dar atrav s da criaç o de
grupos colaborativos, organizados de forma mais espontâ nea possível.
O trabalho de Piaget destaca que o desenvolvimento cognitivo um processo
social, embora o ponto central de sua argumentaç o seja que os elementos
cognitivos b sicos j est o internalizados no indivíduo (Minsky, 1985) e s o apenas
reestruturados (reforç ados, hierarquizados, reordenados, etc.) pela interaç o do
indivíduo com a sociedade (educadores). Para Piaget o conhecimento construído
de dentro para fora. O Construtivismo Social de Vigotsky, como veremos a seguir,
argumenta que o desenvolvimento cognitivo
feito no sentido inverso. Da
sociedade para o indivíduo, de fora para dentro (Oliveira, 1997).
Construtivismo Social
Trabalhando na busca por uma interpretaç o Marxista do processo educativo, o
psicó logo e filó sofo russo Lev Vigotski:1896-1934, enfatizou o papel da
comunidade na construç o do conhecimento, atrav s de um processo chamado
só cio-histó rico.
O aspecto social do trabalho de Vigotski afirma que, embora o ser humano tenha
potenciais inatos de conhecimento e cogniç o, as funç es psicoló gicas superiores
tipicamente humanas, "que envolvem o controle consciente do comportamento; a
aç o intencional e a liberdade do indivíduo em relaç o à s características do
momento e espaç o presentes" (Oliveira, 1997) decorrem, em sua maior parte, de
um processo de aprendizagem e desenvolvimento social. Em outras palavras, um
ser humano criado em completo isolamento da cultura e sociedade humanas n o
desenvolve capacidades cognitivas b sicas típicas do "ser humano".
O aspecto histó rico do trabalho de Vigotski declara, de modo complementar, que o
desenvolvimento de uma sociedade decorr ncia de um processo histó rico. Em
outras palavras h que se considerar a histó ria de uma populaç o ou cultura, para
se descobrir como esta chegou ao est gio de desenvolvimento onde se encontra.
Poderíamos fazer aqui uma analogia superficial com os modelos de intelig ncia e
cogniç o mostrados na Seç o 2.2 - Vida Artificial. Se analisarmos, atrav s da
histó ria das interaç es mostradas na Figura 3, os fatores que levaram ao
surgimento de qualquer das estrat gias de aç o ("1001000100010001", "1001", etc.)
veremos que este surgimento
decorr ncia de um processo (historicamente)
construído no decorrer das v rias geraç es de agentes. Milhares de geraç es de
agentes primitivos, no caso da simulaç o apresentada, foram necess rias para
propiciar o surgimento de agentes com um capacidade cognitivas cada vez mais
complexas, capazes de empreender estrat gias bem sucedidas (pelo menos no
momento histó rico onde estavam inseridos) de negociaç o do Dilema do
Prisioneiro Iterado.
A argumentaç o Vygotskiana baseia-se fundamentalmente no conceito de
mediaç o simbó lica. Para Vigotski, a cogniç o superior do homem surge (ou
potencializada) apenas atrav s da interposiç o de um elemento intermedi rio
(mediador) entre estímulos e respostas que s o captadas e produzidas por uma
pessoa (Oliveira, 1997). Estes elementos mediadores pertencem a duas categorias:
instrumentos e signos. Instrumentos s o os artefatos construídos (quase)
exclusivamente pelo ser humano, e utilizados principalmente para auxili -lo em
alguma tarefa ou trabalho (daqui se origina o vi s Marxista da argumentaç o de
Vigotski). Signos s o os instrumentos psicoló gicos orientados para o pró prio
indivíduo (marcas, desenhos, gr ficos, etc.). Posto que estes mediadores s o
construídos em sociedade, e que estes s o fundamentais para o desenvolvimento
dos processos cognitivos superiores, deduz-se que, na aus ncia destes
instrumentos, n o ocorrer
desenvolvimento de capacidades cognitivas
tipicamente humanas.
Só recentemente a teoria de educaç o construtivista de Vigotski foi reconhecida no
ocidente. Este fato se deve a v rios fatores: à forma intensa e relativamente isolada
(da comunidade científica) que Vigostki empregou durante a execuç o de seus
trabalhos; ao seu falecimento precoce aos 38 anos (boa parte de seu pensamento e
obra foram completadas pelos seus seguidores); à publicaç o original de seus
artigos e livros basicamente no idioma russo.
Os elementos centrais da obra de Vigotski, do ponto de vista pedagó gico, s o
(Social Constructivism, 1997; Oliveira, 1997):
•
•
a comunidade onde o estudante est inserido tem papel central na
construç o do entendimento, e influencia fortemente a forma como este v o
mundo;
a natureza das "ferramentas" cognitivas (jogos, brinquedos, família, cultura,
símbolos e linguagem) com as quais o estudante interage determinam o
padr o e o ritmo de desenvolvimento do aprendizado;
•
•
as habilidades necess rias à soluç o de problemas com os quais o estudante
se depara se situam em tr s categorias: (a) as que j s o dominadas internalizadas - pelo estudante; (b) as que n o s o dominadas internalizadas - pelo estudante, e que n o podem ser empreendidas mesmo
com o auxílio de adultos e; (c) as que s o intermedi rias entre estes dois
extremos e podem ser empreendidas apenas com o auxílio ou
acompanhamento de outras pessoas.A Zona de Percepç o Proximal
definida como o intervalo que agrega as habilidades da categoria c;
Vigotski chama de aprendizado o exercício das habilidades situadas na
Zona de Percepç o Proximal, e de desenvolvimento a internalizaç o de tais
habilidades. Como a Zona de Percepç o Proximal só pode ser explorada
pelo estudante com o auxílio de outras pessoas, o processo
necessariamente social.
Os elementos enunciados acima s o implementados atrav s de princípios a serem
aplicados à sala de aula (Social Constructivism, 1997):
•
•
•
•
aprendizado e desenvolvimento uma atividade colaborativa e social que
n o pode ser "ensinada". O pró prio estudante tem que construir o seu
entendimento da atividade, e o professor atua como facilitador deste
processo;
as situaç es problema nas quais o estudante precisa de auxílio para fornecer
uma soluç o s o as que permitem a maior (talvez nica) oportunidade de
aprendizado e desenvolvimento, e consequentemente devem ser
adequadamente inseridas e exploradas pelo educador.
quando inserindo tais situaç es importante considerar que o aprendizado
deve ocorrer dentro do contexto (social, econô mico, etc) no qual o estudante
se encontra, j que as "ferramentas" cognitivas das quais o estudante disp e
s o originadas deste contexto;
experi ncias de fora de sala de aula devem ser relacionadas com as
experi ncias na escola. Imagens, notícias e estó rias pessoais devem ser
incorporadas à s atividades de sala de aula: simulaç es, imitaç es,
brincadeiras, jogos, etc.
Neste ponto alguns relacionamentos interessantes podem ser traç ados entre os
trabalhos de Vigotski e os modelos de Vida Artificial.
Vigotski
Vida Artificial
A comunidade onde o estudante As condiç es atuais do ecossistema onde o agente est
est
inserido influencia na inserido influenciam a estrat gia de sobreviv ncia a ser
construç o do conhecimento
construída pelo agente e seus descendentes
Aprendizado n o pode
ensinado,
tem
que
construído em sociedade
ser Intelig ncia emergente n o pode ser sintetizada, mas sim
ser construída atrav s de interaç o em uma sociedade
As situaç es pedagó gicas mais
proveitosas (em termos de
aprendizado) s o aquelas nas
quais o estudante precisa de
auxílio
para
solucionar
problemas, e encontra apoio
adequado
por
parte
dos
professores, educadores, pais ou
colegas.
A press o ambiental exercida sobre os agentes de um
ecossistema (incorporada atrav s de uma funç o de fitness)
apresenta desafios a serem superados pelos agentes. O auxílio
adequado à soluç o do problema, neste caso, prov m da
reproduç o diferencial dos antepassados mais bem
sucedidos, em um processo social e historicamente
construído, mas visto de tr s para frente. Em vez de fornecer
auxílio direto aos aprendizes, a reproduç o diferencial
permite que apenas os antepassados que ofereceram as
soluç es mais adequadas para os problemas venham a
Estudante + situaç o problema produzir aprendizes. Grosseiramente, esta situaç o seria
+ auxílio do professor => similar a permitir que apenas os bons professores tenham
soluç o
do
problema
+ alunos.
aprendizado
Antepassados + press o ambiental + reproduç o diferencial
=> evoluç o + sucessores
Construcionismo
Seymour Papert, um psicó logo que foi trabalhar no Laborató rio de Intelig ncia
Artificial do MIT, adaptou os princípios do Construtivismo Cognitivo de Piaget e
construiu um conjunto de premissas a serem usadas quando aplicando a
tecnologia de computadores como auxiliar ao processo de construç o de
conhecimento. Segundo Papert na universalidade de aplicaç es do computador e
na sua capacidade de simular modelos mecâ nicos que podem ser programados por
crianç as, que reside a potencialidade do computador em aprimorar o processo de
evoluç o cognitiva da crianç a. A construç o e depuraç o colaborativa de
programas LOGO (Papert, 1980), expressos visualmente atrav s dos desenhos da
Tartaruga, concretizam um formalismo matem tico, criando modelos que induzem
a crianç a a "pensar sobre o ato de pensar" - epistemologia - e que tem como
conseqü ncia o avanç o nos est gios de desenvolvimento cognitivo.
Papert expressou a nfase da sociedade e cultura na construç o do conhecimento
usando o termo Technological Samba Schools, que toma como base pedagó gica o
processo que ocorre nas escolas de samba do Brasil, quando membros de uma
comunidade: adultos, profissionais e crianç as de v rias idades, dentro de uma
ampla variaç o de habilidades e condiç es, se re nem freqü entemente durante
v rios dias do ano e contribuem com sua forç a de trabalho, para construir
alegorias, sambas enredo, fantasias, etc. apresentadas durante o carnaval do Rio de
Janeiro. Emulando esta mesma situaç o, o Construcionismo busca suportar v rias
atividades de construç o, atrav s da ampliaç o das potencialidades no uso de
"ferramentas" cognitivas possíveis de serem usadas em computadores. As
atividades de construç o compreendem a construç o de programas l dicos,
efetuada por crianç as, com auxílio de outras crianç as e mediadas por professores.
Em síntese, segundo a vis o de Papert, o aprendizado (Bruckman, 1997):
•
•
•
•
•
•
•
auto-motivado;
ricamente conectado à cultura popular;
com foco em projetos de interesse pessoal;
baseado em comunidades que suportam a atividade;
uma atividade que re ne pessoas de todas as idades;
localizado em uma comunidade que estimula o aprendizado;
onde especialistas e noviç os s o todos vistos como aprendizes.
Construcionismo Distribuído
Em consonâ ncia com as teorias de aprendizado descritas anteriormente, o
Construcionismo Distribuído acrescenta os aspectos de cogniç o e computaç o
distribuídas, levando em consideraç o fatores humanos e tecnoló gicos pertinentes
ao contexto da Internet e da Web. O Construcionismo Distribuído enfatiza as
atividades colaborativas de projeto e construç o de artefatos digitais, em
detrimento do uso de redes de computadores como ferramentas de transmiss o e
exploraç o de informaç o e conhecimento. Resnick (1996) destaca tr s formas de
construç o distribuída, cada uma com influ ncia direta no processo de
aprendizagem e formaç o de comunidade:
1. Discutindo Construç es - O uso de correio eletrô nico e listas de discuss o,
suportadas facilmente atrav s da Internet e intranets, indica claramente o impacto
positivo que a discuss o e aprimoramento de id ias, dicas, estrat gias em uma
comunidade on-line tem sobre o refinamento destas construç es. Demonstrando a
importâ ncia deste processo, Harnad (1992) analisa o profundo impacto que a troca
de mensagens tem sobre o refinamento de id ias, onde mesmo a participaç o de
indivíduos imaturos do ponto de vista intelectual pode provocar efeitos ben ficos
inesperados na discuss o sobre temas de grande complexidade. Harnad considera
seriamente o impacto do fenô meno, por ele chamado de sky-writing, e afirma que
depois do invento da linguagem, da escrita e da impress o, a discuss o on-line
sobre construç es humanas
a quarta revoluç o nos meios de produç o de
conhecimento, a Pó s-Gal xia de Gutemberg.
2. Compartilhando construç es. - S o tamb m muitos os benefícios decorrentes do
compartilhamento de construç es atrav s de redes de computadores e em
comunidades eletrô nicas. Em (Burd, 1997)
descrito o efeito inegavelmente
ben fico na melhoria da qualidade de projetos de uma turma de estudantes de
engenharia de software, em funç o da solicitaç o de que os projetos e programas
fossem disseminados atrav s da Web, de modo a serem eventualmente analisados
e reutilizados por outros usu rios. Embora o senso de comunidade pareç a n o ser
t o fortalecido quanto na discuss o sobre construç es, o fato que a qualidade da
construç o, o esforç o e interesse dispendido pelos estudantes na elaboraç o do
projeto foi inegavelmente positivo. A preocupaç o em produzir algum artefato que
tem grandes chances de ser reutilizado, adaptado, criticado ou elogiado por
membros de uma comunidade,
possivelmente o principal respons vel pela
melhoria dos projetos. O efeito
tipicamente o inverso quando o estudante
suspeita que seu trabalho ser possivelmente engavetado ou mesmo desprezado
apó s a conclus o do curso.
3. Colaborando sobre construç es - a colaboraç o de v rias pessoas de uma
comunidade on-line em torno da construç o de artefatos digitais, seja em tempo
real ou n o, tema de intensa investigaç o e desenvolvimento na rea de HCI,
onde os exemplos mais conhecidos ou difundidos s o as plataformas de
desenvolvimento colaborativo de software e hardware. Tais aplicaç es, no entanto,
ainda tratam o problema de construç o colaborativa como um processo
mecanicamente definido (determinístico), carecendo de elementos fundamentais
presentes nas Teorias Construcionistas e Construtivistas, que s o o senso de
localidade, comunidade, cultura, auto-motivaç o e o suporte à cooperaç o entre
especialistas e noviç os. Plataformas que mais concretamente atingem o objetivo
construcionista s o os MUDs (Multi-User Domains), ou realidades virtuais
compartilhadas-textuais, nos quais as atividades de construç o, sejam de
programas de computador, salas para discuss o em tempo real ou objetos que
possuem um contexto cultural, incentivam a interaç o social entre os participantes,
criando uma forte noç o de comunidade e construç o (Bruckman, 1997). A
tecnologia, as aplicaç es e o impacto das realidades virtuais compartilhadastextuais sobre construç o e comunidade s o apresentadas mais à frente.
Construcionismo, Construtivismo e a Compreensão do Ciberespaço
O ciberespaç o começ a a se tornar parte integrante da sociedade, e embora seja
povoado de elementos abstratos como programas, agentes e realidades virtuais, o
elemento humano
quem contribui com sua vontade e intelig ncia para a
construç o de todos estes componentes.
N o se pode perder a noç o de que o conjunto dos esforç os individuais das
pessoas o principal respons vel pela construç o do ciberespaç o presente e futuro.
Muito embora a motivaç o dos modelos e teorias construcionistas e construtivistas
seja direcionada ao processo de aprendizagem, tais modelos e teorias devem
tamb m ser adequados à compreens o do papel e da motivaç o que leva
indivíduos e comunidades humanas a construir suas pró prias representaç es de
mundo neste ciberespaç o.
Tecnologias criam o suporte material para a construç o do ciberespaç o atual e
futuro. Tem evoluído cada vez rapidamente, desde que foram criadas as primeiras
redes de computadores de larga escala h pouco mais de vinte anos. Nesta seç o
s o apresentadas:
•
•
•
•
Internet e World Wide Web - tecnologias b sicas de interconex o e troca de
dados;
Có digo Mó vel - tecnologia de transfer ncia e execuç o de programas entre
computadores;
Plataformas de Agentes em Software - suportam a migraç o e execuç o de
elementos computacionais autô nomos em software;
VRML/Web3D - linguagem para descriç o de mundos virtuais
tridimensionais.
Em contraste com muitos modelos do ciberespaç o apresentados na seç o anterior,
as tecnologias aqui descritas j est o amadurecidas ou caminhando nesta direç o.
Um possível esquema de classificaç o para estas tecnologias seria a Taxonomia do
Ciberespaç o, proposta por Fernandes e Meira (1998b).
3.1 Internet e World Wide Web
A Internet (Internet Society, 1999)
uma rede de sistemas heterog neos,
interligados atrav s de uma família de protocolos b sica e comum a todos,
chamada TCP/IP. A Internet implementa um sistema cliente/servidor de â mbito
universal, hoje disseminado em praticamente todos os países do mundo. As
aplicaç es b sicas existentes na Internet s o:
•
•
•
correio eletrô nico (e-mail);
terminal remoto (telnet) e
transfer ncia de arquivos (ftp).
At o começ o dos anos 90 o uso e conhecimento da Internet e de outras redes de
computadores de larga escala era praticamente restrito à comunidade científica e
acad mica, em especial à comunidade de computaç o. Esta reduzida penetraç o
na sociedade se devia basicamente à falta de infra-estrutura de comunicaç es e à
interface textual e n o amig vel ao usu rio que era oferecida pelas aplicaç es de
correio eletrô nico, transfer ncia de arquivos e terminal remoto. Havia tamb m,
entre grande parte da comunidade de usu rios Internet, um sentimento de que a
rede mundial seria uma tecnologia excessivamente dispendiosa e poderosa para
ter utilidade para o cidad o comum. Um dos fatores que mais contribuíram para
mudar este quadro foi a criaç o do World Wide Web - WWW (W3 Consortium,
1999), um modelo hipermídia para a Internet.
Graç as à facilidade na instalaç o e uso da tecnologia WWW, ao apelo visual das
interfaces hipermídia, e ao seu modo de construç o semi-caó tico, o WWW
possibilitou, em poucos anos a criaç o de uma massa crítica de consumidores e
provedores de informaç es que tornou a "rede" um espaç o de interaç o social e de
disseminaç o de conhecimento, que hoje chamamos de Web. Atualmente a
Internet e a Web crescem a taxas vertiginosas junto aos mais diversificados
segmentos sociais, como escolas, empresas, indivíduos, ó rg os governamentais e
n o governamentais, etc.
Os elementos b sicos que definem a tecnologia WWW s o Clientes e Servidores
Web, URL, HTML, HTTP, CGI e Formul rios HTML. Este elementos s o descritos
a seguir.
Clientes e Servidores Web
A Web
um subconjunto da Internet, e como tal tamb m
estruturada em
servidores e clientes. Os servidores Web disponibilizam um conjunto de recursos,
que s o mídias digitais tais como p ginas HTML, imagens em formatos variados,
arquivos de som, documentos PostScript, PDF, programas Java, etc. Estes v rios
recursos, disponíveis em servidores, s o normalmente transmitidos sob demanda
para os clientes Web, atrav s do protocolo HTTP. A Figura 5 destaca o
relacionamento
entre
estes
elementos.
Figura 5: Clientes e Servidores Web se relacionam atrav s da Internet e do
protocolo HTTP.
URL (Universal Resource Locator)
URL o endereç o universal que serve para localizar recursos na Web, como por
exemplo http://www.di.ufpe.br:80/~jhcf/Welcome.html. Um URL
composto
segundo
o
formato:
<protocolo>://<máquina>[:<porta>]/<endereço-local>
onde o significado de cada elemento descrito abaixo:
•
•
•
•
<protocolo> - http - indica o formato de dados que ser utilizado
durante a transmiss o dos recursos entre o cliente e o servidor. Os
protocolos mais usados s o: httpe ftp;
<máquina> - www.di.ufpe.br - endereç o TCP/IP da m quina servidora;
<porta> - 80 - o n mero da porta de socket na qual o processo servidor
aguarda pedidos. O valor default para o protocolo http a porta 80;
<endereço-local> - ~jhcf/Welcome.html - normalmente a parte
mais longa do URL, e interpretado internamente pelo servidor Web para
localizar qual o recurso específico que o cliente solicitou.
HTML (Hypertext Markup Language)
HTML (W3 Consortium, 1999b) a linguagem de descriç o de hipermídias mais
utilizada na Web. HTML descreve de modo abstrato a estrutura de documentos
compostos por v rias mídias de informaç o (nó s) como textos, imagens e sons,
onde possivelmente tamb m existem refer ncias a outros documentos e nó s da
Web (o que lhe acrescenta o car ter hipertextual/hipermídia). A simplicidade de
HTML n o permite a representaç o de diversas características presentes nos
modelos hipertexto e hipermídia cl ssicos, tais como delimitaç o clara entre o que
um documento e quais s o os nó s que comp em este documento, links
bidirecionais, m quinas abstratas de hipertexto, versionamento de documentos,
rotas de navegaç o, etc. Esta simplicidade de HTML dificulta o gerenciamento de
grandes bases de informaç es, mas facilita a criaç o e uso de documentos HTML, o
que talvez tenha sido um dos fatores que colaboraram para a r pida disseminaç o
da Web.
HTML uma linguagem de markup definida como um subconjunto do padr o
SGML-Standard Generalized Markup Language (Sperberg-McQuenn e Burnard, 1994;
Burnard, 1995). Sendo uma implementaç o de SGML, documentos HTML, como
qualquer documento SGML, cont m uma s rie de elementos textuais, os quais s o
adequadamente tipados atrav s da delimitaç o em entidades que podem conter
atributos. A definiç o da linguagem HTML (SGML em geral) demanda que haja
um relacionamento adequado entre as diversas entidades do documento. Por
exemplo, no documento HTML mostrado na Figura 6, podem ser destacados os
elementos textuais Home-Page de Jorge, Bem vindo! e Curriculum.
<html>
<head>
<title>Home-Page
de
Jorge</title>
</head>
<body>
<h1>Bem
vindo!</h1>
<img
src="foto.gif">
<a href="Curriculum.html">Curriculum</a>
</body>
</html>
Figura 6 - Um documento HTML simples.
Os elementos de texto no exemplo acima s o tipados, respectivamente, atrav s das
entidades <title>, <h1> e <a>, os quais, de acordo com a interpretaç o
associada à descriç o da linguagem HTML, indicam que o primeiro elemento o
título do documento, o segundo um cabeç alho de texto de magnitude 1 e o
uma â ncora que conduz a outro nó de uma estrutura de
terceiro
hipertexto/hipermídia. O escopo de uma entidade delimitado por marcas, ou
tags, no formato <nome-da-entidade> e </nome-da-entidade>. Entidades
podem conter atributos obrigató rios ou opcionais, como, por exemplo:
•
•
a entidade <a>, que necessita do atributo href. href define um link
unidirecional entre os nó s de hipertexto Welcome.html
e
Curriculum.html, isto , o nó Curriculum.html ser visitado caso a
â ncora Curriculum seja acessada;
a entidade <img>, que necessita do atributo src para indicar o nome do
recurso que cont m a imagem a ser mostrada durante a composiç o da
p gina.
HTML tamb m define relacionamentos obrigató rios entre as entidades, tais como:
•
•
entidades <html> devem ser constituídas por um cabeç alho <head> e um
corpo <body> e;
a entidade <title>, se presente, deve estar definida dentro da entidade
<head>.
A Figura 7 exemplifica uma estrutura de documento hipermídia formado por nó s,
â ncoras e links, parcialmente composta pelo nó Welcome.html e por outros nó s
cujo
conte do
n o
mostrado
aqui.
Figura 7 - Estrutura de um documento hipermídia da Web, composto por nó s,
links e â ncoras.
Na concepç o original de Berners-Lee (1989) - o criador do modelo World Wide
Web - a linguagem HTML seria utilizada basicamente para que os pesquisadores
do CERN - físicos em sua maioria - pudessem escrever artigos científicos e
compartilhar informaç es sobre projetos que desenvolviam. Sendo assim, HTML
foi concebida para descrever o conte do e a estrutura de documentos, oferecendo
suporte à atividade de autoria (authoring) de documentos. HTML n o foi concebida
para descrever o estilo e apar ncia visual (rendering) que tais documentos deveriam
ter. A aplicaç o de HTML diferente da de uma linguagem como PostScript, por
exemplo, a qual suporta a publicaç o (publising) de p ginas e documentos.
Considerando-se esta aplicaç o de HTML - e a aplicaç o de SGMLs em geral - os
detalhes visuais de um documento HTML devem, em princípio, ser criados pelo
navegador específico que o usu rio emprega. Se o usu rio estiver usando um
terminal baseado em caracteres textuais (tty), deve usar um navegador tamb m
textual, como o Lynx, que n o faz rendering de figuras e formata o documento de
acordo com as limitaç es de um terminal tty.
No entanto, devido à intensa e r pida disseminaç o da Web, à dr stica reduç o no
custo de estaç es de trabalho gr ficas, bem como devido à alta interatividade e
atratividade oferecida pelo modelo hipermídia/multimídia, surgiu entre os
desenvolvedores e usu rios Web a necessidade de criar p ginas HTML que
apresentam sofisticadas estruturas visuais - característica inerente aos esquemas de
publicaç o (publishing) de p gina. Para garantir a portabilidade desta visualizaç o
entre os diferentes clientes da Web, surgiu a necessidade de uniformizar os
esquemas de rendering usados pelos navegadores mais comuns. Esta situaç o n o
causou muitos problemas visto que durante o clímax da explos o de usu rios da
Web (o boom da Web) o mercado de navegadores era dominado basicamente pelos
produtos da Netscape. A associaç o entre este conjunto de fatores favor veis
causou o paulatino desuso de HTML como uma linguagem de markup, em
detrimento de nfase no seu uso como uma linguagem de publicaç o. Exemplos
desta distorç o s o as estruturas complexas de documentos que se baseiam em
peculiaridades existentes nos navegadores mais comuns - tais como utilizaç o de
tabelas com imagens, backgrounds de p gina com figuras tiled de um nico pixel,
etc. - de modo a criar efeitos visuais que n o apresentam relaç o direta com o
conte do e autoria dos documentos.
O imenso sucesso e aplicaç o da Web extrapolou em muito as limitadas (e at certo
ponto vantajosas) capacidades de representaç o de informaç o da linguagem
HTML. A proposta mais recente e promissora que tenta superar as defici ncias de
HTML chama-se XML-Extensible Markup Language (Bray et alli, 1998), uma soluç o
intermedi ria entre a simplicidade de HTML e a complexidade de SGML. XML
evita características que tornaram o aprendizado de SGML bastante difícil, mas
incorpora de SGML a capacidade de representar e manipular linguagens e metalinguagens, permitindo que clientes e servidores Web definam e compartilhem
simultaneamente novos formatos de documentos (n o apenas documentos HTML)
e os pró prios documentos definidos nestes novos formatos.
XML superou v rias limitaç es de HTML, principalmente no que se refere à maior
flexibilidade para definir novas entidades, atributos, e relacionamento entre eles,
do modo a criar novas linguagens de markup, adequadas à troca de informaç o
entre clientes e servidores Web que atuam em nichos de mercado específicos. Em
Cover (1999) s o referenciados mais de 150 diferentes exemplos e nichos de
aplicaç o de linguagens definidas com XML, em reas t o diversas como: educaç o
à distâ ncia, legislaç o, setor banc rio, gest o de pessoal, bioinform tica, polímeros,
meteorologia, com rcio eletrô nico, medicina, etc.
HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
HTTP (Fielding et alli, 1999) o principal protocolo utilizado na transfer ncia de
recursos entre servidores e clientes. HTTP um protocolo simples, baseado em um
esquema de pedido e resposta. Clientes Web fazem um pedido ao servidor, onde
um pedido
composto principalmente pelo endereç o local do recurso e pelo
m todo que deve ser aplicado ao recurso: GET - solicita recurso, PUT - adiciona
recurso, POST - envia dados para o recurso, DELETE - remove recurso, etc.
A Tabela 3 mostra um exemplo típico de pedido e resposta HTTP. Alguns detalhes
foram omitidos para simplificar o exemplo. O esquema pedido-resposta descrito
a seguir: 1 - o servidor recebe o pedido HTTP; 2 - identifica a qual recurso o pedido
se aplica (/~jhcf/Welcome.html); 3 - identifica o m todo que o cliente deseja
aplicar ao recurso (GET); 4 - Identifica outra informaç es pertinentes ao pedido
(User-Agent, Host , Accept, etc.); 5 - busca (no disco, em memó ria, cache, proxy,
etc.) o recurso solicitado pelo cliente; e 6 - envia a resposta HTTP ao cliente, cujo
conte do depende do sucesso ou insucesso ao atendimento do pedido.
A resposta HTTP composta pelo status do atendimento ao pedido (200 OK),
algumas informaç es adicionais a respeito da resposta (Date, Server, ContentLength, Content-Type, etc.), e finalmente o recurso solicitado (<html> ...
</html>), que vem no corpo da resposta HTTP. Existem variaç es neste esquema
b sico, as quais dependem principalmente do m todo que aplicado ao recurso
(GET,
PUT,
POST,
DELETE,
etc).
Um típico pedido HTTP
Uma típica resposta HTTP
GET /~jhcf/Welcome.html HTTP/1.0
User-Agent: Mozilla/4.5 [en] (WinNT; I)
Host: www.di.ufpe.br:80
Accept: image/gif, image/jpeg, */*
HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 28 Jul 1999 02:29:08 GMT
Server: Apache/1.2.5
Content-Length: 161
Content-Type: text/html
<html>
<head>
<title>Home-Page de Jorge</title>
</head>
<body>
<h1>Bem vindo!</h1>
<img src="foto.gif">
<a href="Curriculum.html">Curriculum</a>
</body>
</html>
Tabela 3 - Exemplo simplificado de pedido e resposta HTTP
Outros aspectos do protocolo HTTP n o apresentados aqui tratam de:
•
•
caching - armazenamento local - em memó ria ou disco - dos documentos
mais recentemente acessados de modo a reduzir o tr fego na rede;
proxy - servidor posicionado entre o cliente e o servidor original,
normalmente localizado na sub-rede do cliente, e que "filtra" os pedidos e
respostas de modo a acrescentar propriedades adicionais ao protocolo, tais
como implementaç o de firewalls, suporte a caching compartilhado entre os
•
v rios clientes da sub-rede, filtragem de conte dos, autenticaç o de
usu rios e servidores, etc.
negociaç o de conte do - declaraç o, pelo cliente, das necessidades e
limitaç es relativas aos recursos ofertados pelo servidor. Por exemplo, ao
declarar que só consegue tratar determinados tipos de dados (imagens no
formato GIF e JPG) , o cliente oferece ao servidor chance de enviar o formato
mais adequado das imagens de que disp e.
CGI (Commom Gateway Interface)
O esquema b sico de cliente-servidor descrito acima pressup e a t cita exist ncia
de repositó rios hipermídia est ticos, nos quais os recursos presentes no servidor
s o arquivos de dados armazenados no computador (host) onde funciona o
servidor Web. A CGI (Gundavaram, 1996) uma extens o da tecnologia Web que
possibilita a geraç o dinâ mica de recursos. A CGI um esquema de comunicaç o
entre o servidor Web e alguns de seus recursos que s o programas de computador.
Estes recursos CGI s o normalmente chamados de scripts, pois s o criados usando
linguagens de scripting, como Perl. A CGI encadeia os dados enviados pelo cliente,
no pedido HTTP, à entrada padr o do programa de computador (script) em
execuç o, e encadeia os dados gerados pala saída padr o do script ao corpo da
resposta HTTP que enviada ao cliente.
Exemplos de recursos normalmente gerados atrav s da CGI s o p ginas HTML
que representam o resultado de uma consulta a uma base de dados; imagens
geradas sob demanda que indicam a hora local do host; o n mero de acessos feitos
a uma p gina; fotografias instantaneamente tomadas do local onde se encontra o
host; gr ficos que indicam a carga atual do servidor, etc.
Formulários HTML
S o normalmente utilizados em conjunto com CGI Scripts, e permitem que o
usu rio faç a entrada de dados textuais dentro de uma p gina HTML. Formul rios
podem conter reas de texto, listas de seleç o, checkboxes, etc. As figuras 8 e 9
mostram, respectivamente, um exemplo de formul rio HTML e sua visualizaç o
em
um
navegador
Web.
Figura 8 - Có digo de um formul rio HTML simples.
Figura 9 - Apresentaç o visual do formul rio HTML definido na Figura 8.
Quando o usu rio pressiona o bot o "Consultar" mostrado na Figura 9, os dados
preenchidos pelo usu rio s o enviados, atrav s de um pedido HTTP, ao recurso
CGI
identificado
pela
URL
http://www.di.ufpe.br/cgijhcf/consultafotos.cgi. O endereç o (URL) do recurso CGI
calculado
atrav s da composiç o do endereç o /cgi-jhcf/consultafotos.cgi (definido
no formul rio HTML), com o endereç o http://www.di.ufpe.br (servidor de
onde foi trazido o formul rio HTML). A Tabela 4 mostra os detalhes do pedido
gerado pelo cliente. Informaç es adicionais (Referer, User-Agent, Host,
Accept, Content-type e Content-Length) caracterizam mais precisamente o
pedido HTTP e seus significados s o descritos em (Fielding et alli, 1999) . Se o
formul rio usa o m todo POST para acessar o recurso CGI (como o caso neste
exemplo) os dados informados pelo usu rio (nome=maria) s o enviados no corpo
do
pedido
HTTP.
POST /cgi-jhcf/consultafotos.cgi HTTP/1.0
Referer: http://www.di.ufpe.br/~jhcf/ciberespaco/consultafotos.html
User-Agent: Mozilla/4.5 [en] (WinNT; I)
Host: www.di.ufpe.br:80
Accept: image/gif, image/jpeg, */*
Content-type: application/x-www-form-urlencoded
Content-length: 10
nome=maria
Tabela 4 - Detalhes do pedido HTTP submetido atrav s do formul rio mostrado na
Figura 9.
Uma alternativa ao uso de POST seria usar o m todo GET, que faria com que os
dados do usu rio fossem passados ao recurso atrav s de extens es na composiç o
da URL, que passaria a ter o formato http://www.di.ufpe.br/cgijhcf/consultafotos.cgi?nome=maria.
A resposta HTTP que o cliente recebe similar à mostrada na Tabela 5. O corpo da
resposta HTTP (uma p gina HTML, neste exemplo) produzido como resultado
da execuç o do script endereç ado por /cgi-jhcf/consultafotos.cgi.
HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 27 Jul 1999 18:21:55 GMT
Server: Apache/1.2.5
Connection: close
Content-Type: text/html
<html>
<head><title>Foto de maria</title></head>
<body>
<h1>Foto de maria</h1>
<img src="/~jhcf/CGI/fotos/maria.gif"><br>
</body>
</html>
Tabela 5 - Resposta HTTP que atende ao pedido mostrado na Tabela 4.
A Web como uma Distribuidora Atacadista de Produtos Digitais
Atrav s da combinaç o entre a entrada de dados feita pelo usu rio e a geraç o
dinâ mica de uma resposta atrav s da CGI, pode-se interpretar a Web como criando
um esquema an logo ao esquema de vendas a domicílio efetuado por atacadistas.
Este esquema descrito nos par grafos que se seguem.
Distribuidoras de produtos s o bastante comuns no com rcio de produtos no
atacado. Normalmente utilizam um esquema de vendas a domicílio, no qual
vendedores visitam varejistas com amostras dos produtos que a distribuidora tem
no estoque. Vendedores preenchem um formul rio de pedido conforme o desejo
do cliente. O pedido preenchido
enviado à distribuidora pelo vendedor,
pessoalmente ou atrav s de fax. Ao receber o pedido, a distribuidora o encaminha
ao setor de entregas, que empacota a carga e a remete ao cliente.
Fazendo uma analogia com o esquema de uso conjunto de CGI com Formul rios
HTML observa-se que:
•
•
•
•
•
•
um servidor Web an logo a uma distribuidora de produtos;
as p ginas que comp em o Web Site s o an logas a vendedores de
produtos, que invadem permissivamente a resid ncia dos usu rios Web (no
primeiro caso) e os estabelecimentos do varejo (no segundo caso),
demonstram as qualidades de seus produtos atrav s do uso de textos,
figuras, tabelas, efeitos sonoros e outros recursos multimídia. Viajam a
pontos distantes da Web, na incessante busca pelo aumento de sua clientela;
a p gina HTML que cont m o formul rio tem a mesma funcionalidade de
um formul rio de papel;
usu rio Web an logo a um comerciante varejista ou comprador;
conforme o pedido recebido, a distribuidora o remete para um setor de
entregas específico. Pode-se pensar por exemplo, numa grande
distribuidora de alimentos, que cont m depó sitos distintos de bebidas,
cereais, etc. Cada equipe que trabalha no despacho dos pedidos an loga a
um script, enquanto que os produtos n o empacotados que est o
armazenados no depó sito correspondem aos recursos presentes na base de
dados do servidor;
a equipe que trabalha no depó sito prepara a carga (recurso multimídia
dinamicamente gerado) e a remete para a distribuidora (servidor), que
repassa a carga para o cliente.
As diferenç as mais marcantes entre os esquemas da distribuidora e da Web s o o
tempo necess rio para a transaç o, e a natureza dos produtos ofertados. No caso
da distribuidora o tempo de atendimento da ordem de dias, enquanto que na
Web da ordem de alguns segundos.
Internet, Web e a Construção do Ciberespaço
Internet e Web s o as tecnologias b sicas de suporte à construç o atual do
ciberespaç o. A natureza descentralizada da Internet, associada ao r pido
crescimento da Web fomentaram a criaç o, em poucos anos, de um dos maiores e
mais acessíveis repositó rios de conhecimento da humanidade, talvez o maior.
Embora seja normalmente necess rio um t cnico para montar a infra-estrutura de
uma rede TCP/IP ou configurar um servidor HTTP, est ao alcance do leigo o
envio de uma mensagem eletrô nica, a participaç o em chats e listas de discuss o, a
criaç o de p ginas HTML, a navegaç o atrav s da Web e a construç o de Web
Sites que vendem id ias em vez de produtos.
O surpreendente surgimento da Web foi um fenô meno imprevisível, criado atrav s
de um processo interativo, distribuído, emergente e semi-caó tico. A sociedade
como um todo ainda est absorvendo os impactos deste fenô meno. Quando
Harnad (1992) observou a influ ncia da discuss o de construç es via correio
eletrô nico sobre a criaç o de conhecimento (ver Seç o 2.4 - Construcionismo
Distribuído), definiu este fenô meno - sky-writing - como fomentador da Quarta
Revoluç o nos meios de produç o do conhecimento, que ele chamou de Pó sGal xia de Gutemberg. É difícil precisar a relaç o que certamente existe entre a
Pó s-Gal xia de Gutemberg e o fenô meno da Web, mas certo afirmar que ainda
estamos no meio de um processo que vai produzir grandes mudanç as culturais,
sociais e econô micas, cujos fundamentos e impactos ainda est o por ser
compreendidos.
3.2 Código Móvel
Có digo Mó vel denomina um conjunto de tecnologias de linguagem e plataforma
de sistemas distribuídos que suportam a construç o de programas de computador
que s o:
•
•
•
instalados em computadores servidores;
transferidos sob demanda para computadores clientes e;
automaticamente executados, da forma mais segura possível, sobre a
plataforma dos computadores clientes.
A tecnologia Java (Kramer, 1996) e seu modelo de có digo mó vel conhecido como
applet foram criados pela Sun Microsystems em 1995. Applets s o pequenos
programas Java que s o instalados em servidores Web e referenciados atrav s de
p ginas HTML. Quando um browser acessa esta p gina HTML que referencia o
applet, ele automaticamente tamb m transfere o có digo do applet e o executa.
Applets s o hoje os principais respons veis pela grande disseminaç o do conceito
e das tecnologias de có digo mó vel em geral. Alguns autores preferem classificar o
esquema descrito acima como uma restriç o do modelo de có digo mó vel, chamada
de Có digo sob Demanda (Carzaniga et alli, 1997).
Sob um ponto de vista mais amplo, outras tecnologias de có digo mó vel que
merecem destaque, quer seja pela sua disseminaç o, quer seja pelas características
peculiares do seus modelos computacionais s o: JavaScript (Netscape, 1999);
ActiveX (Microsoft, 1996); Obliq (Bharat e Cardelli, 1995); TCL/Tk (Scriptics, 1999)
e Telescript (General Magic, 1996). Uma extensa relaç o - mas um tanto
desatualizada - destas tecnologias apresentada por Connoly (1996).
O uso de có digo mó vel na Web, e em especial o modelo de applets Java, permite
que, adicionalmente ao uso de p ginas HTML e figuras, os recursos transferidos
entre servidores e clientes Web sejam programas de computador. A execuç o
segura de có digo mó vel se refere à relativa garantia de que o có digo oriundo de
um servidor qualquer da Web (chamado de có digo estrangeiro) n o tenha acesso
indiscriminado aos recursos presentes na plataforma do cliente, e portanto n o
possa causar danos à plataforma do cliente, como ocorre com vírus.
Quando contrastado com o modelo computacional de scripts CGI, o modelo de
có digo mó vel basicamente desloca a carga computacional para a m quina do
cliente. Em outras palavras, enquanto que no modelo computacional de scripts CGI
o programa que est armazenado no servidor permanece e
executado neste
servidor, na maiorias das aplicaç es de có digo mó vel o programa que est
armazenado no servidor transferido e executado na m quina do cliente. Do
ponto de vista do cliente, uma conseqü ncia da execuç o remota de scripts CGI
que a entrada e saída de dados do cliente normalmente efetuada em lotes (batch),
onde a computac o efetuada em v rias etapas seqü enciais: (1) entrada de dados
no cliente; (2) transfer ncia de dados para o servidor; (3) processamento no
servidor; (4) transfer ncia de dados para o cliente e (5) saída de dados. Como que
decorre entre as etapas 1 e 5 da ordem de alguns segundos, os dados trocados
entre o cliente e o programa s o compostos basicamente por texto. No caso de
có digo mó vel, como o programa executa m quina do cliente, o programa pode
normalmente apresentar interface gr fica multimídia, podendo tratar eventos do
mouse, manipular sons, efetuar animaç es ou realizar c lculos pesados de forma
interativa. Adicionalmente, apó s a transfer ncia do có digo, n o h obrigatoriedade
do programa em execuç o no cliente se comunicar com o servidor.
Modelos de Código Móvel de Amplo Espectro
As principais características que uma tecnologia de có digo mó vel com amplo
espectro de aplicaç o deve apresentar s o apresentadas abaixo. Para cada uma
delas feita uma descriç o de como a tecnologia Java suporta esta característica.
•
Execuç o segura, dentro de um sandbox.
O có digo trazido de um servidor qualquer (chamado de có digo
estrangeiro) executa em um espaç o de nomes restrito, chamado de
sandbox, de modo que no decorrer de sua execuç o o programa tenha
acesso limitado à s informaç es e recursos presentes no ambiente
operacional do usu rio. Dentro de um sandbox o acesso a recursos
como sistema de arquivos, memó ria, controle da interface gr fica,
conex es de rede, etc.,
feito apenas em conformidade com um
estrito esquema de permiss es definido pelo usu rio.
Applets Java, por exemplo, quando executando dentro do sandbox,
apresentam v rias restriç es descritas em (Sun Microsystems, 1998a).
O modelo de có digo mó vel ActiveX n o utiliza o conceito de sandbox,
e sua seguranç a de execuç o
baseada na autenticaç o da
proced ncia do có digo por interm dio de assinaturas digitais que s o
atestadas por uma entidade certificadora da Internet. Uma vez que o
usu rio ActiveX acata a certificaç o do có digo, o programa executa
no ambiente operacional do usu rio sem qualquer restriç o
computacional.
•
Execuç o, sem recompilaç o, em m ltiplas plataformas e sistemas
operacionais.
O có digo de um programa concebido para ser mó vel deve ser
abstrato o suficiente para n o estar amarrado a detalhes ou
depend ncias de sistemas operacionais como MS-Windows e os
diversos dialetos de UNIX, nem a processadores específicos como
Intel e Motorola. A soluç o historicamente mais bem sucedida e
conhecida para suportar esta portabilidade de có digo o uso de
m quinas virtuais simples e pequenas, capazes de serem facilmente
portadas para as v rias plataformas de sistema operacional onde se
deseja executar o programa. Atrav s de um projeto de m quina
virtual consistente possível se garantir a execuç o homog nea de
um mesmo có digo mó vel em v rias plataformas específicas sem que
seja necess rio se recompilar este có digo.
Programas construídos na linguagem Java, por exemplo, s o
compilados para um formato de có digo intermedi rio, chamado de
bytecode. A m quina virtual Java que interpreta estes bytecodes um
microprocessador - implementado em software - que interpreta um
conjunto de aproximadamente 160 instruç es de uma m quina
virtual especialmente projetada para executar programas Java
(Lindholm e Yellin, 1996). Adicionalmente, as bibliotecas
padronizadas que completam o n cleo de qualquer implementaç o
da m quina virtual de Java desempenham papel fundamental na
garantia desta portabilidade.
•
capacidade multimídia.
A discuss o apresentada na Seç o 3.1 destacou a clara importâ ncia
que o apelo das interfaces multimídia teve no impulso à
disseminaç o da tecnologia WWW. De modo similar, qualquer
tecnologia de có digo mó vel que espera obter sucesso na Web deve
apresentar capacidades de tratamento de multimídia t o ou mais
sofisticadas que as presentes no modelo b sico da Web.
Por exemplo, algumas das principais bibliotecas que constituem o
n cleo da m quina virtual Java, como java.applet e java.awt (Sun
Microsystems, 1999d), fornecem uma grande variedade de opç es no
tratamento de interfaces multimídia.
•
transpar ncia e desempenho aceit vel na transmiss o, instalaç o e execuç o
de có digo.
A execuç o de programas de có digo mó vel feita sob demanda dos
clientes. Sendo assim, n o h como se prever quando um programa
disponibilizado em um servidor ser utilizado por clientes quaisquer.
Para que um programa funcione adequadamente sob estas condiç es
de imprevisibilidade, todas as etapas de transmiss o do có digo (do
servidor para o cliente); instalaç o do có digo (ativaç o da m quina
virtual, carga do sandbox, verificaç o da consist ncia do có digo
recebido, ligaç o entre o có digo recebido e as bibliotecas locais do
cliente); e execuç o do có digo (criaç o de processos, alocaç o de
memó ria para dados e instruç es, etc.) precisam ocorrer da forma
mais autom tica e r pida possível, sem que o usu rio (cliente) seja
envolvido em uma s rie de questionamentos sobre a configuraç o
local do programa.
O modelo de có digo mó vel de applets em Java, por exemplo, permite
que desenvolvedores de có digo mó vel definam associaç es entre
programas Java e documentos HTML de modo que, ao carregar um
documento HTML trazido de um servidor qualquer, o browser Web
possa automaticamente solicitar a imediata carga do có digo do applet
associado. Clientes Web que s o compatíveis com programas Java e
as pró prias bibliotecas que comp em o n cleo da m quina virtual
Java realizam a instalaç o e execuç o autom tica e segura do applet,
sem que o usu rio precise responder a nenhuma pergunta.
•
facilidades para desenvolvimento de programas, baixo investimento para
desenvolvedores e usu rios e massa crítica de desenvolvedores e usu rios
que possam disseminar a tecnologia.
Por mais tecnicamente adequada que possa ser uma tecnologia,
v rios fatores n o t cnicos contribuem para que esta tecnologia seja
bem sucedida no mercado. Nenhuma tecnologia de có digo mó vel
(tecnologia de software em geral) ser bem sucedida se n o oferecer
boas condiç es para desenvolvimento de produtos, atrav s da
disponibilizaç o de IDEs-Interactive Development Environments a
preç os acessíveis; facilidades no acesso a especificaç es de linguagens
e bibliotecas (Sun, 1999b), material de aprendizagem e treinamento,
exemplos de có digo e aplicaç es; boas condiç es para distribuiç o e
comercializaç o de produtos, atrav s da disponibilizaç o de
m quinas virtuais que podem ser usadas e distribuídas sem
pagamento de royalties; condiç es para formar uma comunidade de
desenvolvedores e usu rios que possam trocar id ias e d vidas,
adquirir confianç a m tua no futuro da tecnologia, discutir sobre
novos nichos de aplicaç o da tecnologia, etc., como o caso da Java
Developer Connection (Sun, 1999a).
Às características expostas acima podemos ainda acrescentar alguns elementos
adicionais presentes na tecnologia Java:
•
•
•
vasta quantidade de bibliotecas, frameworks, aplicaç es e applets
disponíveis na Web (Sun Microsystems, 1999b; Gamelan, 1997);
extensa bibliografia Java formada por centenas de especificaç es, livros,
tutoriais e FAQs (Sun Microsystems, 1999c);
defesa e desenvolvimento constante da capacidade multiplataforma de Java,
de modo a n o criar depend ncias com fornecedores específicos (Hayes,
1997).
Limitações e Problemas da Tecnologia Java
Algumas das principais limitaç es hoje existentes com relaç o específica à adoç o
da tecnologia Java e de seu modelo de có digo mó vel s o:
•
•
•
•
In rcia dos desenvolvedores de software na aprendizagem e utilizaç o de
novas tecnologias. A tecnologia Java tem apenas 4 anos de exist ncia;
Dificuldades na compreens o e uso adequado do modelo orientado a
objetos por parte da comunidade de desenvolvedores de software;
Desempenho relativamente baixo durante a execuç o de programas Java,
quando comparado à execuç o de programas feitos em linguagens
compiladas como C ou Delphi;
Freqü ncia relativamente elevada de modificaç es sofridas pela linguagem
e pelas bibliotecas que formam o n cleo da m quina virtual nos anos de
1997-98;
•
•
•
Falhas e limitaç es no modelo de seguranç a da linguagem que ainda
persistem. Embora o sandbox mais robusto e disseminado da atualidade seja
o construído para abrigar applets Java, sempre haver um risco associado à
execuç o de programas de computador, e
virtualmente impossível se
garantir a integridade total de um sandbox.Uma extensa discuss o sobre este
assunto, bem como sobre comparaç es entre ActiveX e Java, apresentada
por McGraw e Felten (1999).
Receio de que o có digo fonte de programas Java possa ser facilmente
reconstruído a partir de an lise do bytecode, o que n o complicado de ser
feito, embora existam ferramentas de software capazes de dificultar este
processo.
Tamanho relativamente grande da m quina virtual, na faixa de 2-4MB, que
dificulta a distribuiç o de programas entre clientes potenciais que n o
utilizam browsers Web compatíveis com Java;
Mesmo levando-se em consideraç o os problemas e dificuldades expostos acima,
Java atualmente a tecnologia que re ne as maiores possibilidades de sucesso
entre as tecnologias de có digo mó vel de amplo espectro de aplicaç o.
Tecnologias Primitivas de Código Móvel, Vírus e Práticas de Computação
Segura
Embora esta seç o tenha definido características importantes e desej veis a serem
apresentadas pelas tecnologias de có digo mó vel de amplo espectro, importante
destacar que existem vastos nichos de aplicaç o de có digo mó vel que s o
preenchidos por combinaç es de tecnologias mais simplificadas, aqui chamadas de
tecnologias primitivas de có digo mó vel. As mais conhecidas e disseminadas s o
possivelmente: a có pia e execuç o de programas convencionais disponíveis em
servidores web e ftp; e a anexaç o (attachment) de programas a cartas de correio
eletrô nico (e-mail) que s o transferidas de um remetente para um destinat rio.
Apenas o uso de attachments ser discutido aqui.
Existem basicamente duas formas de se fazer esta transfer ncia de có digo atrav s
de attachments: anexaç o explícita de programas execut veis ou atrav s do uso de
macros anexadas a cartas de correio eletrô nico ou embutidas em documentos,
como textos Word e planilhas Excel.
O envio de programas execut veis atrav s de cartas de correio eletrô nico tem sido
de grande utilidade para usu rios da Internet, principalmente entre aqueles que se
conhecem pessoalmente, que trabalham na mesma empresa ou que mant m
alguma relaç o de confianç a mais estreita. Ao receber de um remetente conhecido
uma carta com um programa anexo, basta que usu rio (destinat rio) solicite a
execuç o do programa, e este ser imediatamente executado na m quina do
cliente.
Embora simples e f cil de implementar, esta pr tica apresenta algumas limitaç es
t cnicas:
•
•
•
Os programas transferidos atrav s de e-mail tem que ser compatíveis com a
plataforma do cliente que recebeu a e-mail. Por exemplo, programas
desenvolvidos para a plataforma MS-Windows n o funcionar o a menos
que o cliente destinat rio utilize uma plataforma compatível;
Os programas n o s o disponibilizados e acessados sob demanda pelos
clientes. Eles tem que ser explicitamente enviados pelo remetente. Em
outras palavras, a iniciativa de enviar o programa tem que ser tomada pelo
remetente, que atua como se fosse um servidor de có digo;
Do mesmo modo que ocorre com a tecnologia ActiveX, os programas n o
executam de modo restrito na plataforma do cliente, e n o h uma forma
simplificada de garantir que a execuç o de um programa compilado para
uma linguagem de m quina n o possa causar dano à m quina do cliente.
Em outras palavras, quando o destinat rio da carta solicitar a execuç o do
có digo recebido, este programa ir executar por conta e risco do cliente;
A ltima limitaç o apresentada acima torna bastante arriscada a execuç o de
có digo recebido atrav s de e-mail, principalmente se considerarmos que se expande
a cada dia o universo de pessoas com as quais os usu rios Internet interagem. À
medida que maiores quantidades de có digo s o recebidas via e-mail e executadas
permissivamente, mais aumentam os riscos de danos ou contaminaç es por vírus,
cavalos-de-tró ia e worms (IBM, 1998). De modo similar à pr tica de sexo seguro
atrav s de condons (camisinha), estimulada nas campanhas de prevenç o ao vírus
da AIDS, as corporaç es de hoje dependem inevitavelmente de computadores e
redes de computadores sadios, e começ am a se engajar em campanhas chamadas
pratique computaç o segura (Ohlson, 1999), isto , n o execute programas dos
quais voc n o conhece a proced ncia.
Vírus de Macro
As dificuldades em se praticar computaç o segura aumentam à medida em que
novas plataforma de sistemas, na tentativa de criar programas com elevado grau
de usabilidade, empregam esquemas de automaç o de atividades poderosos e
insidiosos, como o caso de macros do MS-Office, que podem ser embutidas em
documentos Word e planilhas Excel. Vírus de macro, como o Melissa (Cohen, 1999)
e o VBS.Monopoly (Nelson, 1999), escritos nas linguagens de macro do MS-Office e
em VBScript, respectivamente, exploram brechas de seguranç a em programas
como o MS-Outlook (programa de automaç o de correio eletrô nico da Microsoft), e
podem potencialmente causar grandes problemas de seguranç a.
O cen rio o seguinte: o remetente envia para o destinat rio uma carta contendo
um documento Word ou Excel com macros em anexo. Quando o destinat rio
recebe a carta e abre o programa no editor de texto ou na planilha eletrô nica, a
macro explora brechas de seguranç a no computador do cliente e
automaticamente ativada, mesmo que o usu rio n o a execute. O problema mais
crítico que usu rios n o est o preparados para perceber que, nesta situaç o,
receber uma carta de correio eletrô nico representa teoricamente um risco quase t o
elevado quanto a instalaç o de um novo software cuja proced ncia duvidosa.
Felizmente os vírus de macro Mellisa e VBS.Monopoly n o s o muito danosos. O
efeito decorrente da contaminaç o pelo vírus Melissa, por exemplo, o envio de
uma có pia do pró prio vírus para os 50 ltimos endereç os de correio eletrô nico
utilizados pelo usu rio. O vírus VBS.Monopoly tamb m atua de modo similar ao
Melissa, e adicionalmente, produz uma figura JPEG que faz uma piada sobre a
Microsoft Corporation e Bill Gates (Nelson, 1999). Vírus como Melissa e
VBS.Monopoly, que se espalham rapidamente atrav s de uma rede mas que n o
produzem maiores danos, s o chamados mais precisamente de vermes (worms).
Código Móvel, Vírus e o Ciberespaço
O uso cada vez mais intenso das tecnologias de có digo mó vel, sejam elas de amplo
espectro ou primitivas, um processo inevit vel. A tecnologia de có digo mó vel
fundamental para o compartilhamento de construç es digitais complexas no
ciberespaç o, que servem como "tijolos" para o desenvolvimento de v rias outras
tecnologias e aplicaç es.
Em garantindo uma maior estabilidade e seguranç a aos seus usu rios, as
tecnologias de có digo mó vel de amplo espectro oferecem teoricamente maiores
possibilidades de utilizaç o a longo prazo do que as tecnologias primitivas.
As características e aplicaç es da tecnologia Java, em especial, demonstram que
est se seguindo este caminho, pois ela se encontra atualmente em uso, por
exemplo, como bloco fundamental na construç o de plataformas e aplicaç es para:
•
•
•
•
•
agentes mó veis em software (IBM TRL, 1997);
educaç o e treinamento interativos na Web (Fernandes e Meira, 1997);
bibliotecas digitais (Maeda et alli, 1998);
mundos virtuais 3D (Sun Microsystems, 1998b) e;
com rcio eletrô nico (Sun Microsystems, 1996).
No entanto, especialistas de seguranç a em inform tica s o unâ nimes em afirmar
sempre existir o brechas de seguranç a a ser exploradas, qualquer que seja o
sistema de computadores. Deste modo, n o se pode esquecer que a simplicidade
das tecnologias primitivas de có digo mó vel a maior aliada para sua disseminaç o
a curto e m dio prazo, mesmo que os riscos e a instabilidade sejam maiores.
Percebe-se, por exemplo, que o emprego de e-mails com attachments execut veis
uma pr tica cada vez mais comum dentro de comunidades digitais isoladas ou
semi-isoladas, como nas intranets (sistemas de informaç es construídos com a
tecnologia desenvolvida para a Internet e a Web) . Os custos e riscos de utilizaç o
desta tecnologia primitiva de có digo mó vel, simples, poderosa e de f cil utilizaç o,
s o relativamente baixos se considerarmos sua aplicaç o em um universo de
interaç o fechado, como ocorre dentro de uma empresa ou corporaç o que exerce
rígido controle sobre o uso de sua rede de computadores. Tais custos e riscos, no
entanto, s o bem mais difíceis de estimar se este universo est em permanente
expans o, tal como ocorre na Internet.
Observando-se a forma como s o propostas as tecnologias primitivas de có digo
mó vel, percebe-se que a dificuldade no equilíbrio adequado entre poder
computacional e facilidades de interaç o com programas diversos quem cria as
maiores brechas de seguranç a para vírus e outros có digos similares. Apó s
descobertas, a maioria destas brechas de seguranç a demoram poucos dias ou
semanas para ser corrigidas, seja atrav s da distribuiç o e aplicaç o de pequenos
programas chamados de remendos (patches), seja atrav s da atualizaç o de
programas anti-virais. O maior problema que enquanto a brecha de seguranç a
n o corrigida, o dano causado pelo có digo invasor pode ser muito grande (CNN,
1999), e este dano pode ser agravado devido à lentid o na compreens o do
problema e uso dos patches e anti-vírus por parte dos usu rios em geral.
Spafford (1995) faz uma comparaç o entre vírus de computador e modelos e vida
artificial, observando que vírus de computador exibem, em maior ou menor escala,
diversas características de organismos vivos, como (1) padr es de atividade
persistente no tempo e espaç o; (2) reproduç o; (3) armazenamento de autorepresentaç es; (4) metabolismo; (5) interaç es funcionais com o ambiente; (6)
interdepend ncia entre partes; (7) estabilidade sobre perturbaç es e (8)
crescimento. A principal restriç o que o trabalho de Spafford faz a respeito de
vírus de computador como organismo vivo que o ambiente onde ele "vive"
tamb m deveria apresentar características de seres vivos. Considerando-se que a
Internet
o principal ambiente pelo qual circulam os vírus e outros có digos
maliciosos da atualidade, talvez j seja adequado considerar estes elementos como
os seres vivos mais primitivos do Ciberespaç o.
3.3 Plataformas de Agentes Móveis em Software
Plataformas de agentes mó veis em software suportam a criaç o de processos
computacionais autô nomos e assíncronos, capazes de execuç o e migraç o
continuada entre computadores em rede. O aspecto que mais diferencia entre a
migraç o de agentes e a transfer ncia de có digo mó vel (tamb m chamado de
có digo sob demanda) que, quando migrando entre hosts, os agentes transferem
n o apenas o có digo, mas tamb m o estado da sua execuç o. Sendo assim, no
contexto de agentes mó veis, tende a desaparecer a diferenç a entre clientes e
servidores, e todas as m quinas que suportam a execuç o de agentes s o
chamados de hosts. O modelo computacional de agentes mó veis pode ser
considerado um caso particular de tecnologia de có digo mó vel. Carzaniga et alli
(1997) apresentam uma comparaç o entre os paradigmas cliente-servidor, có digo
mó vel e de agentes mó veis.
As plataformas de agentes mó veis em software mais representativas da atualidade
s o baseadas na especificaç o da Mobile Agent Facility - MAF/OMG (GMD Fokus
et alli, 96), suportada pelo consó rcio Object Management Group (1996). As
tecnologias de agentes mó veis em software tem uma ampla variaç o de
características e existem pelo menos dois outros grupos que desenvolvem
especificaç es divergentes de plataformas de agentes: Agent Society (1997) e
Foundation for Intelligent Physical Agentes (1997). Dada a rapidez e fluidez com que a
rea se desenvolve
difícil se fazer uma descriç o atualizada de quantas
plataformas diferentes existem ou est o sendo criadas.
Uma das pioneiras no desenvolvimento de plataformas de agentes foi a empresa
General Magic (1999), que concebeu a j descontinuada plataforma Telescript
(General Magic, 1996). Atualmente, uma das mais difundidas plataformas de
refer ncia para construç o de agentes mó veis em software, a chamada Aglets
Workbench (IBM TRL, 1997), que serviu como base para especificaç o da
MAF/OMG.
Aglets Workbench
Aglets consistem em uma biblioteca arquitetural de classes (framework) e
programas de suporte implementados em Java. O Aglets Workbench pode ser
livremente utilizado sem fins comerciais. O framework cont m um conjunto de
classes usadas para descrever agentes, mensagens, itiner rios, identificadores de
agentes, contextos, etc.
O Aglets Workbench utiliza-se da capacidade multiplataforma de Java para criar
uma arquitetura simples, que suporta a migraç o e execuç o de có digo entre
computadores hosts interligados atrav s da Internet. Os principais elementos da
plataforma Aglets Workbench s o:
Aglets (Agentes)
Programas assíncronos e autô nomos, que s o auto-contidos, sabem o
que fazer (que computaç o devem realizar) e para onde ir (qual o
itiner rio a seguir) em qualquer momento durante sua exist ncia. O
agente executa seu có digo assincronamente, de modo que controla o
seu pró prio thread de execuç o, independentemente do processo e do
computador que o criou.
Proxies e Contexto de Aglets
Para permitir a execuç o segura de agentes quaisquer em hosts
necess rio garantir a integridade, tanto dos agentes,
quaisquer
como dos hosts. Agentes podem estar hospedados em um host hostil,
defeituoso, ou que hospeda outros agentes maliciosos. Por outro
lado, um host que hospeda um agente malicioso tem que se proteger
de aç es n o permitidas que um agente queira executar.
Estes problemas inerentes à seguranç a de sistemas multi-agentes s o
solucionados atrav s da:
interposiç o de proxies entre os agentes e o contexto onde executam,
de modo que cada agente est associado a um proxy que o protege
dos outros agentes;
o execuç o dos agentes dentro de um contexto de agentes (um
sandbox), o que confere proteç o ao host.
o
Transferência de Aglets entre hosts
O có digo e o estado de execuç o de agentes transferido entre hosts
atrav s de um protocolo seguro chamado Agent Transfer Protocol ATP (GMD Focus et alli, 1996);
Execuç o de Aglets
Agentes s o objetos computacionais cuja execuç o
suportada
dentro de uma m quina virtual Java. Estes objetos (agentes, Aglets)
executam as tarefas para as quais foram incumbidos atrav s do envio
de mensagens para os outros agentes e para o contexto de execuç o
onde est o hospedados.
A implementaç o de Aglets segue o princípio de desenvolvimento de frameworks
(Orfali et alli, 1996), da mesma forma que se desenvolvem Applets e Servlets em
Java. Frameworks s o esqueletos de uma arquitetura de sistema, suportados por
uma biblioteca (API) orientada a objetos. Em conformidade com o princípio de
desenvolvimento de frameworks, o programador que desenvolve Aglets
implementa uma s rie de m todos com nomes pr -definidos, os quais s o
invocados sobre o agente durante a ocorr ncia de eventos característicos do ciclo
de vida deste agente. Os principais m todos que constituem o framework de
programaç o de um Aglet s o (Lange e Oshima, 1997):
•
onCreate() ou onClone() - invocado sobre o agente imediatamente apó s sua
criaç o;
•
•
•
•
•
onDisposing() - invocado sobre o agente antes de sua destruiç o;
onDispatching() e onArrival() - invocado sobre o agente antes e depois de
sua migraç o entre hosts, respectivamente;
onDeactivating() e onActivation() - invocado sobre o agente antes e
depois de seu estado de execuç o ser movido entre a memó ria e um meio de
armazenamento permanente, respectivamente.
handleMessage() - invocado sobre o agente quando ele recebe uma
mensagem de outro agente;
run() - invocado sobre o agente no momento da criaç o de seu pró prio
thread de execuç o.
A Figura 10 apresenta pictorialmente o relacionamento entre os m todos descritos
acima e o ciclo de vida de um Aglet hipot tico. Na figura s o mostrados dois hosts
(A e B), onde cada host est executando um contexto de Aglet (A e B,
respectivamente). Imediatamente apó s a criaç o do agente um m todo invocado
sobre ele, que depende do modo como o agente foi concebido, se foi atrav s de
có pia de um agente pr -existente - onClone() - ou n o - onCreate(). Imediatamente
antes do agente ser despachado para outro contexto (possivelmente localizado em
outro host) o m todo onDispacthing() invocado. O agente (có digo + estado de
execuç o) transmitido entre os hosts A e B atrav s do protocolo ATP. Ao ser
carregado no contexto B, o m todo onArrival() invocado sobre o agente. Caso o
contexto B decida suspender temporariamente a execuç o do aglet ele invoca o
m todo onDeactivating() sobre o aglet, antes de mover o estado do aglet para um
meio permanente de armazenamento (disco, por exemplo). Na situaç o inversa, o
m todo onActivation() invocado sobre o aglet apó s seu estado ser restaurado
para a memó ria. As atividades específicas que o aglet vai executar s o
programadas no m todo run(), invocado sobre o aglet em um threadde execuç o
pró prio. O aglet
notificado assincronamente da chegada de uma mensagem
oriunda de outros aglets atrav s da invocaç o do m todo handleMessage().
Imediatamente antes de ser destruído, o aglet recebe uma invocaç o do m todo
onDisposing().
Figura 10 - Principais m todos invocados durante o ciclo de vida de um Aglet.
Plataformas de Agentes Móveis e o Ciberespaço
O grande potencial de interaç o capaz de ser obtido atrav s da miríade de modelos
e tecnologias de agentes mó veis em software só pode ser plenamente realizado
atrav s do uso intensivo da capacidade de migraç o e interaç o social que os
agentes teoricamente apresentam. Alguns fatores contribuem para que isto seja
difícil de ocorrer atualmente:
•
•
diversidade de modelos e tecnologias - o termo agente tem as mais diversas
conotaç es em v rias reas do conhecimento. Mesmo em reas restritas da
computaç o a situaç o n o diferente. Soluç es específicas em reas de
conhecimento bem delimitadas parece ser as nicas alternativas vi veis a
curto prazo;
seguranç a - a seguranç a e robustez da tecnologia de có digo mó vel, suporte
b sico para a construç o de agentes, ainda n o est suficientemente
amadurecida para que empresas ou organizaç es se arrisquem a ofertar
uma quantidade significativa de hosts dispostos a receber agentes quaisquer
•
oriundos da Internet, capazes de executar serviç os críticos para a empresa.
Os usu rios por outro lado, n o tem confianç a plena no investimento de
autoridade a um agente de software, de tal modo que este seja capaz de
migrar entre hosts, realizar uma transaç o em nome do usu rio, retornar
com seguranç a ao cliente e mostrar o resultado íntegro das transaç es
efetuadas.
desconhecimento - o potencial real da pró pria Internet e Web ainda
desconhecido e pouco explorado. Enquanto alternativas tecnologicamente
mais simples puderem ser adequadas à soluç o de problemas reais n o h
muito estímulo em se adotar soluç es complexas e arriscadas.
Em funç o do exposto acima bastante prov vel que os modelos e tecnologias de
agentes mó veis ainda permaneç am por longo tempo restritos a usos localizados.
3.4 VRML - Virtual Reality Modelling Language
Imagens geradas pelo computador sempre cativaram maior atenç o do que os
algoritmos que as produziram. De modo similar, imagens, filmes e textos
(Benedikt, 1991; Architectural Design, 1995; Architectural Design, 1998) que
exploram os limites da interaç o humana em mundos virtuais 3D e
multidimensionais, concebidos por profissionais e pesquisadores das reas de
computaç o gr fica, arquitetura, artes pl sticas, etc., contribuem de forma muito
mais intensa para disseminar o conceito do ciberespaç o do que as tecnologias
computacionais b sicas de suporte à interaç o, como TCP/IP, có digo mó vel e
agentes mó veis.
Em filmes como Tron - 1982 (Skerchock e Fisher, 1997), Ass dio Sexual - 1994 e
Johny Mnemonic - 1995, o apelo visual criado pela interaç o de avatares e agentes
em ambientes gr ficos de 3D virtual cativa a atenç o popular, embora a aplicaç o
real, e em larga escala, das tecnologias que suportam tais formas de interaç o
ainda seja restrita. A tecnologia de criaç o de mundos virtuais 3D que apresenta as
maiores possibilidades de uso pr tico na Internet, a curto prazo e em larga escala,
VRML.
VRML - Virtual Reality Modelling Language uma linguagem de descriç o de cenas
ou mundos 3D, usada para criar ambientes tridimensionais que podem ser
transmitidos atrav s de redes de computador, como a Internet. VRML
atualmente o formato de compartilhamento de descriç es tridimensionais mais
difundido na Internet, assim como HTML atualmente o formato mais difundido
para descriç o de p ginas hipermídia. Arquivos com extens o *.wrl cont m
descriç es compactas de mundos virtuais (cenas) que podem ser transferidas
atrav s da Web e visualizadas atrav s de navegadores VRML. Ao permitir que
objetos em um mundo tridimensional possam referenciar outros mundos e
recursos da Web, VRML cria espaç os de interaç o multidimensionais.
Navegadores VRML permitem que o usu rio visualize e interaja com o mundo
atrav s de uma representaç o abstrata de sua pessoa, chamada de avatar, e que
atua como um marionete manipulado pelo usu rio.
Embora seu nome diga o contr rio, VRML n o trata de realidade virtual, pois n o
modela experi ncias imersivas em mundos 3D nas quais s o usadas, por exemplo,
capacetes, luvas e outros sensores e atuadores (VRML Review Board, 1997),
embora nada impeç a que aplicaç es de realidade virtual possam se utilizar de
VRML como suporte à descriç o de cenas e suas propriedades interativas.
Outro aspecto importante sobre VRML que ele n o um modelo inerentemente
multiusu rio. O esquema de documentos, có digos ou mundos virtuais sob
demanda, obtido com o suporte de HTML, Applets Java e VRML, respectivamente,
n o oferece suporte natural ao compartilhamento simultâ neo de um mesmo
mundo virtual (documento, programa) por v rias pessoas. No caso de VRML, por
exemplo, cada usu rio da Web interage individualmente com sua pró pria có pia
isolada do mundo virtual, alheio à s exploraç es empreendidas por outros usu rios
que podem estar naquele mesmo instante utilizando outra có pia daquele mesmo
mundo. Modelos como Open Community (Mitsubishi Electric et alli, 1999) e
Universal Avatars (Ma et alli, 1996) oferecem alternativas de soluç o para este
problema.
Versões de VRML
A vers o 1.0 de VRML, concebida em 1994, apresenta muitas limitaç es,
principalmente no que se refere à modelagem de interaç o (Bell et alli, 1994).
Diversas empresas que desenvolveram navegadores para VRML 1.0 fizeram
extens es propriet rias na linguagem, de modo a contornar estas limitaç es, o que
contribuiu para que as v rias vers es diferentes de VRML 1.0 se tornassem
incompatíveis entre si. Tal fato limitou bastante a disseminaç o de VRML 1.0
atrav s da Web. A vers o de VRML que promete ser mais adotada VRML 97
(VRML Consortium, 1997; Carey e Bell, 1997), que constitui um ligeiro
aprimoramento de VRML 2.0 Moving Worlds. VRML 97 suportada pelo Web3D
Consortium (Web3D Consortium, 1999), antes chamado de VRML Consortium.
VRML 97 j um padr o controlado pela ISO - International Standards Organization.
VRML 1.0
VRML 1.0 (Netscape Communications, 1996) suporta basicamente a especificaç o
de um mundo 3D est tico. Objetos VRML s o chamados de nó s, e quando
organizados hierarquicamente constituem um grafo de cena (scene graph). Em
VRML 1.0 existem tr s tipos de nó s:
•
•
•
forma (shape node) - descreve a geometria primitiva de um objeto: cubo,
esfera, cilindro ou cone;
propriedade (property node) - modifica a geometria original de um nó ,
acrescentando outras características como textura, luminosidade, etc., ou
aplicando transformaç es como translaç o, rotaç o e escala, colocaç o de
luzes direcionais, pointlight e spot-light;
agrupamento - agrupa um conjunto de nó s e faz com que propriedades (e
transformaç es) sejam aplicadas a todo o grupo.
A Tabela 6 mostra alguns exemplos de có digo VRML e o efeito visual que
produzem (Netscape Communications, 1996):
•
•
Exemplo 1 - Esfera Azul - Cena composta por um nó de agrupamento
(Separator) que agrega um nó de forma (Sphere) e um nó de
propriedade (Material).
Exemplo 2 - Paralelepípedo de Pedra - Cena composta por um nó de
agrupamento, agregando uma forma c bica (com dimens es específicas) e
uma textura.
Tabela 6 - Alguns documentos VRML e suas representaç es visuais.
Exemplo 1:
Uma Esfera Azul
#VRML V1.0 ascii
Separator {
Material {
EmissiveColor 0 0 1
}
Sphere {}
}
#VRML V1.0 ascii
Exemplo 2:
Um Paralelepípedo de
Separator {
Pedra
Texture2 {
Filename "stone.jpg"
}
Cube {
width 1
height 2
depth 0.15
}
}
V rios outros exemplos de có digo VRML 1.0 podem ser encontrados em (Netscape
Communications, 1996).
VRML 97
VRML 97 (VRML Consortium, 97; Carey e Bell, 1997) oferece substanciais
melhorias ao padr o VRML, capazes de torna-la um formato 3D bem sucedido na
Web. VRML 97
uma linguagem dinâ mica, apta a incorporar futuras
características, cujos principais aspectos inovadores com relaç o a VRML 1.0 s o o
suporte à :
•
•
•
•
•
Criaç o de mundos est ticos mais realistas - cen rios celestes e de terreno
(montanhas, nuvens, nevoeiro), terrenos irregulares, nó s geradores de som
(grilos na mata, vidros que se quebram), etc.;
interaç o - inclus o de sensores de aproximaç o, sensores de tempo e
detectores de colis o;
animaç o - interpoladores de animaç o, para criar, por exemplo, objetos que
modificam de cor quando se movendo;
scripting e eventos - nó s especiais cont m scripts que encapsulam e
automatizam tratadores de eventos. Eventos s o roteados entre complexas
estruturas de tratamento de eventos, programadas em Java ou JavaScript
(Carey e Bell, 1997);
prototipagem - permite encapsular grupos de nó s como um novo tipo, de
modo que possa ser reutilizado em outros mundos.
O repositó rio criado pelo San Siego Supercomputer System (1997) disponibiliza
especificaç es, programas, tutoriais, navegadores e mundos virtuais aplic veis a
diversos contextos como arquitetura, artes, histó ria, publicidade, educaç o,
engenharia, entretenimento, exposiç es, quiosques, serviç os de informaç o e
ci ncia.
VRML e o Ciberespaço
Alguns fatores que restringem o uso pr tico das tecnologias de mundos virtuais
3D na Internet e Web s o:
•
•
poder computacional. Mesmo considerando-se o avanç o crescente da
pot ncia computacional, as plataformas capazes de criar interaç es 3D em
tempo-real ainda s o dispendiosas e complexas. Por outro lado,
experi ncias focalizadas na soluç o de problemas mais restritos produzem
efeitos satisfató rio, como por exemplo, na criaç o de Shoppings Virtuais
(Burke, 1996).
fatores humanos. Embora nossos olhos captem uma vis o 3D do mundo, a
intelig ncia e cogniç o humanas criam modelos multi-dimensionais da
•
realidade, onde se considera as dimens es temporais, a noç o de
propriedade e comunidade, etc. Esta capacidade humana de tratar multidimensionalidade sugere que o tridimensional, embora atraente aos olhos,
n o traz necessariamente mudanç as qualitativas e quantitativas à interaç o
(Mullet e Schiano, 1995).
aus ncia de ferramentas e ambientes de desenvolvimento adequados.
Construç es virtuais 3D s o complexas de construir e alterar. É difícil
possibilitar ao usu rio a capacidade de acrescentar contribuiç es ao mundo
3D que explora. Isto contribui para transformar os mundos virtuais 3D em
vitrines dispendiosas que oferecem pouca possibilidade de explorar
interaç es emergentes. O desenvolvimento de projetos baseados na
tecnologia Java-3D (Sun Microsystems, 1998b) parece oferecer soluç es
b sicas para este problema.
Cada uma das cinco (categorias de) aplicaç es do ciberespaç o, descritas a seguir,
evoca um conceito ou propriedade específica, que a diferencia das outras, embora
existam elementos comuns a todas:
•
•
•
•
•
Web Sites- Personalidade;
Realidades Virtuais Compartilhadas-Textuais - Comunidade;
Bibliotecas Digitais - Conhecimento;
Computador e a Reforma do Ensino - Mudanç a;
Com rcio Eletrô nico - Equilíbrio.
Estas categorias de aplicaç es foram selecionadas baseadas nos seguintes fatores:
•
•
•
elevado índice de disseminaç o;
razo vel maturidade de desenvolvimento;
impacto potencialmente alto de mudanç as que podem induzir.
4.1 Web Sites
Web Sites, e suas sementes, as home pages, s o as primeiras entidades do
ciberespaç o capazes de oferecer à sua "audi ncia" uma mensagem clara, objetiva e
interativa de suas intenç es. Web Sites s o hoje vistos como elemento fundamental
da estrat gia de posicionamento no mercado de qualquer organizaç o ou
indivíduo que deseja veicular compet ncia t cnica aos habitantes do ciberespaç o.
N o só as grandes corporaç es utilizam Web Sites. Cientistas, universidades,
pequenas empresas, artistas, personalidades da mídia, escolas, consultores, hackers,
grafiteiros e ONGs usam web sites como veículo poderoso para disseminar sua
mensagem no ciberespaç o. Considerando-se seus custos de construç o e
manutenç o, e desconsiderando-se o fato de que o universo de usu rios ainda
praticamente restrito aos mais afortunados, o Web Site consegue ser o meio mais
democr tico de veicular mensagens que jamais existiu.
A Natureza de um Web Site
Mais do que simples veículos de comunicaç o, web sites s o as verdadeiras
personalidades do ciberespaç o. Evid ncias desta personalidade s o indicadas
abaixo:
•
•
•
•
•
Diferente de um avatar, capaz de navegar entre mundos virtuais, suportado
por ef meras conex es de sockets estabelecidas de um ponto qualquer da
Internet, web sites buscam veicular uma identidade, transmitindo a quem o
visita uma clara intenç o de seus objetivos, quem o suporta, sua estrutura e
o que tem a ofertar e receber;
Diferente de um usu rio web, que mant m-se anô nimo quando visitando o
web site, este ltimo luta para ser reconhecido como entidade distinta e
persistente com relaç o a todas as outras presentes no ciberespaç o;
Diferente de um livro, de uma p gina HTML, as quais tem um car ter
est tico, o web site busca representar a condiç o dinâ mica da organizaç o
ou indivíduo que o suporta, possivelmente dispostos a buscar novos
espaç os de atuaç o comercial ou intelectual, vendendo produtos e id ias em
necess ria sintonia com os anseios de sua audi ncia;
Diferente de uma comunidade aberta ou de uma estante em uma biblioteca,
o web site n o tenciona incorporar elementos presentes nos outros sites, que
poderiam descaracteriza-los enquanto personalidade marcante;
Do mesmo modo que uma empresa que busca efici ncia, se um web site
cresce desmensuradamente de modo que seja impossível fornecer-lhe uma
identidade nica e coerente, ele deve ser desmembrado em sites menores,
que apresentem internamente capacidade coesiva.
Todas estas evid ncias mostram que o web site
uma personalidade do
ciberespaç o. Mas o que sustenta seu funcionamento? Quais os aspectos t cnicos
mais importantes a serem observados quando construindo e mantendo um site?
Como criar condiç es para que um site se mantenha em evoluç o contínua?
Algumas respostas se seguem.
Pessoal envolvido na criação e manutenção de Sites
A manutenç o de um site
uma atividade multi-disciplinar, que envolve o
trabalho de profissionais de v rias reas:
•
•
•
•
•
Programadores. Criam HTML, CGI, indexaç o e busca, bancos de dados,
Java, JavaScript, etc;
programadores visuais e produtores de conte do. Criam texto, imagens,
gr ficos, fotos, sons, animaç es, vídeo, 3D;
redatores. Criam guias de estilo;
marketing. Realizam contato com clientes;
gerentes de projeto, pessoal de operaç es, etc.
Projeto de Web Sites
A Vivid Studios (1999) descreve uma metodologia de projeto de sites, chamada
Form+Function, que ser usada para ilustrar aspectos t cnicos envolvidos no
projeto de web sites. A metodologia Form+Function trata o projeto de sites sob seis
perspectivas: conte do, visualizaç o, arquitetura de informaç o, interaç o,
performance
e
compatibilidade.
Conteúdo
Conte do a ess ncia de um site. É criado com esforç o, experi ncia, compet ncia,
refinamento e sobretudo o as críticas e sugest es providas pela audi ncia do site. O
site de uma organizaç o deve conter informaç es teis aos clientes, acionistas e à s
pessoas em geral. Tais informaç es podem ser, por exemplo: a relaç o dos
produtos e serviç os oferecidos pela organizaç o; informaç es para contato;
endereç o físico da organizaç o; e muitas vezes a opç o de compra de produtos e
serviç os oferecidos por esta organizaç o.
Para que a audi ncia se sinta compelida a visitar um site com freqü ncia, o seu
conte do deve ser constantemente renovado, embora o site tamb m deva manter o
conte do antigo disponível, a fim de evitar frustraç es em usu rios.
Diferentemente de jornais, revistas, panfletos, propaganda televisiva ou
radiofô nica, a Web oferece meios de comunicaç o muito mais flexíveis, interativos
e dinâ micos, que podem teoricamente se ajustar à s necessidades de diversas
audi ncias. O car ter hipertextual da Web tamb m oferece condiç es para veicular
documentos (manuais, mapas, bases de dados, tabelas, etc.) com volumes de
informaç o muito superiores e com menor custo do que se forem utilizados meios
tradicionais de divulgaç o de informaç es, como publicaç es em papel.
Visualização
O primeiro elemento observado em um site
sua apresentaç o visual. A
composiç o adequada de imagens, gr ficos, cores, texto e hipertexto contribui para
a legibilidade de suas p ginas. Outros aspectos de visualizaç o a serem
considerados a manutenç o da identidade corporativa em todas as p ginas do
site, atrav s do uso de cores e logotipos consistentes.
Interação
As experi ncias interativas de um site permitem a criaç o de vínculos com a
audi ncia. A audi ncia de um site deve, na medida do possível, sair do papel de
um observador passivo para um colaborador ativo. Estes princípios s o aplicados
hoje, por exemplo, aos esquemas de Marketing Interativo (Deighton et alli, 1996) e
Marketing em Tempo-Real (McKenna, 1995), nos quais os clientes de uma empresa
s o engajados no processo de construç o conjunta de produtos da empresa, o que
reforç a a criaç o de vínculos de fidelidade com os clientes. Fazem parte desta
estrat gia a comunicaç o e identificaç o constante, criaç o de uma noç o de
comunidade, adaptaç o à s necessidades, habilidades, desejos e comportamentos
da audi ncia.
Arquitetura de informação
A arquitetura de informaç o de um site envolve a investigaç o e criaç o de
modelos mentais (cognitivos) que a audi ncia emprega quando visitando o site.
Devido ao seu aspecto interativo, o site pode e deve ser estruturado para atender
uma gama variada de audi ncias, empregando redundâ ncia nas formas de acesso,
navegaç o e busca, combinando o uso de mapas, índices, tabelas de conte do,
esquemas de busca, estruturas de navegaç o hier rquicas, globais, localizadas e adhoc, etc. (Rosenfeld e Morville, 1998).
Outro elemento de grande importâ ncia da arquitetura de informaç o o uso de
met foras de navegaç o, que auxiliam à criaç o de um contexto sobre o qual o
usu rio cria modelos mentais do site. Uma combinaç o equilibrada no uso de
mapas, diagramas, gr ficos, sinais, caminhos, estruturas bidimensionais e
tridimensionais, pode criar met foras que auxiliam à navegaç o do usu rio, como
transmitir a id ia de que o site similar a uma ag ncia banc ria, casa, veículo,
c lula, biblioteca, sala de estar, etc.
Por fim, deve-se considerar que o site sofre constante modificaç o, e que devem ser
empregadas t cnicas de modelagem que n o ofereç am resist ncia a estas
mudanç as. Rosenfeld e Morville (1998) descrevem diversas t cnicas para a
construç o de arquitetura de informaç o de grandes web sites.
Compatibilidade
O problema de compatibilidade de um web site surge devido à exist ncia de v rias
vers es incrementais da linguagem HTML, de navegadores HTML que
interpretam linguagens de scripting de p ginas ou que tem m quinas virtuais de
suporte à execuç o de có digo mó vel, etc., e que n o s o perfeitamente compatíveis
entre si. Este problema tende a se agravar à medida em que as inovaç es
tecnoló gicas da Web avanç am cada vez mais intensamente.
Por isto deve-se considerar seriamente os riscos advindos da construç o de sites
que dependem fortemente ou usam intensivamente as novidades tecnoló gicas da
Web para funcionar (ActiveX, Plug-ins, Java, XML, etc.), em funç o da audi ncia
que se quer atingir e dos reais benefícios que a tecnologia produz.
Performance
A performance de um site tem relaç o direta com o tamanho dos recursos que s o
ofertados na Web. O tempo necess rio para transmitir-se imagens, p ginas HTML,
applets, documentos PostScript, PDF e Word
diretamente proporcional à
velocidade das linhas de comunicaç o, principalmente as usadas pelos clientes. Os
principais problemas relativos ao tamanho dos recursos na Web decorre do uso
inadequado de imagens. T cnicas que solucionam o problemas s o principalmente:
•
•
•
re-utilizaç o de elementos gr ficos como imagens que representam
logotipos e marcas, que podem ser consistentemente compartilhadas entre
as v rias p ginas por onde o usu rio navega;
uso dos tags width e height para aumentar o tamanho aparente de
pequenas imagens transmitidas pelo site, e;
uso de figuras diminutas (com um nico pixel, por exemplo) , que s o
agrupadas formando mosaicos e gradientes verticais e horizontais.
4.2 Realidades Virtuais Compartilhadas-Textuais
As Realidades Virtuais Compartilhadas-Textuais s o comumente chamadas de
MUDs - Multi-User Dungeons, Dimensions ou Domains (Curtis, 1992). A
tecnologia que suporta os MUDs uma combinaç o de telnet, bancos de dados e
linguagens de scripting. MUDs que tem linguagens de scripting orientadas a objetos
s o chamados MOOs (MUDs Object-Oriented).
MUDs s o realidades virtuais com m ltiplos participantes, cuja interface com o
usu rio inteiramente textual. Os participantes de um MUD, tamb m chamados
de habitantes ou jogadores, tem a sensaç o de estar em contato com outros
participantes que est o conectados ao mundo virtual, em um local construído
artificialmente, formado por salas, pr dios, ruas, objetos animados e inanimados.
Habitantes do MUD podem interagir em tempo-real com os outros participantes,
explorar os objetos que comp em o MUD, bem como construir novas partes do
MUD, usando linguagens de scripting.
O fato de MUDs n o possibilitarem a utilizaç o de imagens e experi ncias
sensorialmente imersivas, suportadas, por exemplo, por capacetes e luvas sensíveis
ao toque, aparentemente n o reduz a riqueza da interaç o entre os habitantes do
MUD. A utilizaç o de tecnologias simples, como telnet, oferece vantagens em
termos de conectividade, tempo de resposta e facilidade de acesso ao MUD. O
registro textual das interaç es que os habitantes dos MUDs realizam armazenado
em bancos de dados, e mostra que: à medida em que "vivem" e interagem com os
objetos que comp em o MUD; à medida que conversam com os outros habitantes,
e sobretudo; à medida que constró em outros locais e objetos que podem ser
observados e manipulados pelos outros habitantes, os "mudianos" criam um forte
sentimento de identidade e comunidade entre si (Curtis, 1992; Bruckman, 1997). A
intensidade destes fenô menos sociais (identidade grupal e formaç o de
comunidades) pode variar amplamente entre os diferentes MUDs, na medida em
que existem MUDs que estimulam as mais diversas formas de interaç o, como por
exemplo, os MUDs de combate, nos quais os habitantes podem ser facilmente
surpreendidos com uma facada virtual pelas costas, enquanto outros MUDs n o
permitem que seus habitantes colaborem para a construç o do mundo.
LambdaMOO
LambdaMOO (Curtis, 1992; LambdaMoo, 1991)
um dos primeiros e mais
relevantes MUDs que existem na Internet. É suportado pela Universidade de
Stanford e pela Xerox. LambdaMOO Funciona desde 1990, j foi habitado por
milhares de personagens virtuais, isto sem contar eventuais convidados anô nimos.
Os registros das atividades dos "mudianos" nas base de dados de LambdaMOO
ocupava 200MB em 1996.
O registro das experi ncias que os habitantes tem em MUDs como LambdaMOO
tem sido til para estudos socioló gicos (Spainhower, 1994; Curtis, 1992; Cherny,
1994; Reid, 1994), políticos (Dibbel, 1993), etnogr ficos (Bruckman, 1997;
Rosenberg, 1992), dentre outros.
Alguns fenô menos sociais dignos de nota que j ocorreram em LambdaMOO s o:
•
estupros e pena de morte. Dibbell (1993) descreve e analisa as conseqü ncias
(sob os pontos de vista social, cultural e político) de um acontecimento
peculiar que ocorreu em LambdaMoo: um habitante do g nero masculino Mr. Bungle - estuprou, virtualmente, dois outros habitantes - Starsinger e
legba. O estupro foi perpetrado em uma rea p blica do mundo virtual,
atrav s do uso de uma boneca de vodoo, criada com a linguagem de
scripting de LambdaMOO. O fato foi testemunhado por outros habitantes
do MUD, um dos quais - Zippy - conseguiu, utilizando-se de
conhecimentos avanç ados de programaç o na linguagem de scriting do
MUD, neutralizar o ataque de Mr. Bungle.
Apó s uma s ria e acalorada discuss o sobre o ocorrido, da qual
participaram cerca de 30 habitantes, e que envolveu aspectos
emocionalmente reais, o grupo decidiu exigir que Mr. Bungle fosse
eliminado de LambdaMOO. Embora v rios questionamentos e d vidas
sobre a validade e legalidade desta decis o tenham sido levantados, a "pena
de morte" virtual, foi efetivamente aplicada por um dos respons veis pela
manutenç o de LambdaMoo (chamados de "wizards" no jarg o dos MUDs);
• alternâ ncia entre regimes democr ticos e ditatoriais (Bruckman, 1996;
Spainhower, 1994). Esta experi ncia caracteriza as dificuldades que os
wizards enfrentaram para encontrar um equilíbrio entre centralizar ou
descentralizar a tomada de decis es sobre as regras de conviv ncia no
mundo virtual. Bruckman (1996) afirma que n o existem soluç es simples
para este equiíbrio, principalmente em MUDs de interaç o aberta, sem
objetivos claramente definidos, como o caso de LambdaMOO;
•
relaç es de g nero (Curtis, 1992; Cherny, 1994; Reid, 1994). G nero pode ser
definido como o sexo socialmente construído. O g nero de um habitante do
MUD n o necessariamente igual ao g nero da pessoa real que se conecta
ao MUD. Dada esta facilidade de explorar novos papeis no mundo virtual,
os MUDs (e outros meios de interaç o digital como correio eletrô nico)
facilitam estudos comparativos entre o comportamento e problemas
enfrentados por representantes dos g neros feminino e masculino: que
valores transmitem, como s o abordados, quanta atenç o recebem dos
outros habitantes, etc.
MUDs e Construcionismo Distribuído
Bruckman (1997) analisa o efeito positivo que a construç o de programas de
computador mediada por MUDs provoca sobre a formaç o de noç es de
comunidade e cooperaç o. Atrav s do suporte à interaç o com os outros
participantes em tempo-real, da discuss o sobre t cnicas de programaç o, MUDs
podem estimular a criaç o do senso de comunidade, e podem ser utilizados como
ambientes de experimentos com o modelo de Construcionismo Distribuído
(Resnick, 1996), criando Technological Samba Schools (Papert, 1980) no ciberespaç o.
Exemplos de MUDs
Yahoo! (1999) apresenta uma extensa relaç o de MUDs que est o disponíveis
atrav s da Internet e Web. As classes de MUDs mais características s o:
•
•
•
•
•
MUDs histó ricos e geogr ficos - habitantes interagem com personagens,
locais e outras informaç es relativas a situaç es histó ricas ou geogr ficas,
como Guerra da Secess o, Baía de S o Francisco, etc.;
MUDs para aprendizagem de línguas estrangeiras - habitantes conversam
apenas em uma língua como franc s, ingl s, espanhol, etc.;
MUDs RPG de combate - habitantes lutam virtualmente com outros
habitantes, monstros e outras figuras mitoló gicas;
MUDs profissionais - habitantes se encontram com colegas de profiss o,
como professores, profissionais de mídia, bió logos, etc.;
MUDs abertos - habitantes simplesmente interagem, sem nenhum objetivo
pr -definido. O resultado desta conviv ncia pode eventualmente servir
como base para investigar a estrutura e fenô menos que ocorrem em
comunidades, empresas, etc.
Que experiências diferentes o MUD oferece com relação a chats, listas de
discussão ou Web Sites?
Um chat basicamente um espaç o de interaç o síncrono e unidimensional. Um fala
e todos os outros normalmente escutam. Usu rios de um chat n o deixam nenhum
"risco na parede", nenhum "objeto esquecido em um canto da sala" e nenhum
"traç o de sua personalidade" fica presente apó s sua saída. O MUD poderia ser visto
como um chat formado por muitas salas, que podem ser estendidas pelos usu rios,
à s quais podem ser incorporadas objetos que apresentam propriedades est ticas e
dinâ micas, program veis atrav s de scripts. Aparentemente, esta capacidade de
suportar a persist ncia das construç es efetuadas por seus habitantes que confere
aos MUDs grande capacidade para estimular a formaç o do senso de comunidade.
Uma lista de discuss o por correio eletrô nico
um espaç o de interaç o que
apresenta uma maior dimensionalidade quando comparado ao chat. Em geral, a
descriç o mais precisa dos objetivos da lista, o registro das e-mails trocadas entre
seus membros, a evoluç o bem definida dos threads de discuss o, e o endereç o de
e-mail de seus participantes auxiliam a criar uma maior noç o de identidade e
comunidade entre os participantes. Listas de discuss o, no entanto, s o espaç os de
comunicaç o assíncrona, enquanto que os MUDs permitem interaç o síncrona (em
tempo-real), e assíncrona (atrav s da persist ncia das construç es realizadas pelos
habitantes, e que podem ser exploradas por outros habitantes).
Um web site j apresenta um contexto bem mais definido e que pode apresentar
grande complexidade. O web site, no entanto, interage com sua audi ncia de forma
individualizada e programada, tornando as interaç es em geral bastante
previsíveis. A audi ncia n o tem muita oportunidade para contribuir para a
construç o do web site, e dificilmente cria um vínculo com este.
A combinaç o entre MUDs e multimídia cria os Media Spaces (Mynatt, 1997).
Pesquisadores da Xerox criaram um MUD que cont m uma representaç o virtual
de um laborató rio real, e o integraram como video-confer ncia (Mynatt, 1997). Os
resultados positivos alcanç ados mostram a relevâ ncia que os MUDs podem ter na
criaç o de comunidades em ambientes profissionais reais.
4.3 Bibliotecas Digitais
Talvez devido à capacidade de evoluç o social que estimula, o ac mulo de
conhecimento sempre fascinou as civilizaç es, sendo os primeiros registros deste
fascínio efetuados na China Antiga. Segundo Lesk (1997), um dos princípios
b sicos da democracia norte-americana repousa na facilidade de acesso a
informaç es.
A imensa diversidade de conhecimento presente em modernas bibliotecas
nacionais, universit rias, e mesmo nas geralmente prec rias bibliotecas estaduais e
municipais (Fonseca, 1992) constituem ainda que de forma abstrata e desconexa
algumas das mais complexas construç es coletivas do homem.
Atualmente a Internet e Web oferecem em seu conjunto mais do que a quantidade
de informaç o presente em grandes bibliotecas universit rias, embora carecendo
de classificaç o, coer ncia, garantia de qualidade e, sobretudo, abrang ncia. Outro
fato a considerar que as informaç es presentes na Internet est o na sua maioria
escritas em língua estrangeira, principalmente a inglesa, o que dificulta o seu uso
por quem n o domina línguas estrangeiras.
As bibliotecas digitais s o uma combinaç o entre bibliotecas convencionais e a
Internet. Enquanto as bibliotecas convencionais possuem uma longa tradiç o de
coleta, classificaç o e disseminaç o de conhecimento, principalmente atrav s de
livros e revistas, os computadores e a Internet possibilitam uma grande
flexibilidade no tratamento e transmiss o de informaç o digital. Seria de se esperar
à primeira vista que a combinaç o entre estes elementos possa produzir excelentes
resultados a curto prazo. A experi ncia com bibliotecas digitais, no entanto, tem
mostrado que a combinaç o bem sucedida
bem mais complexa do que se
imaginava a princípio.
Quais os problemas com que se deparam as bibliotecas convencionais?
Lesk (1995) faz uma detalhada an lise dos problemas atuais com que se deparam
as bibliotecas convencionais, principalmente as dos EUA. Em funç o do
desenvolvimento científico e tecnoló gico, desde o final do s culo passado a
produç o de conhecimento vem crescendo de forma cada vez mais intensa, sendo
hoje impossível a qualquer ser humano ter conhecimento de toda a produç o
intelectual humana. Nos ltimos anos a produç o de conhecimento chegou a um
nível crítico que atingiu a economia das bibliotecas universit rias (faltam recursos
para aquisiç es, armazenamento e manutenç o). Em funç o do n mero cada vez
maior de casas publicadoras, autores e publicaç es, virtualmente impossível a
qualquer biblioteca adquirir todas as publicaç es relevantes de todas as reas do
conhecimento. Este fato cria problemas para as bibliotecas, para os leitores, bem
como para as casas publicadoras, que em funç o da concorr ncia tem reduzidas
suas chances de expandir o universo de clientes e se v em obrigadas a aumentar o
preç o de sua produç o. Em outras palavras, tornou-se invi vel à s bibliotecas a
manutenç o individual de acervos completos. Bibliotecas digitais surgiram como
alternativa econô mica a estes problemas, analizados por Lesk (1995).
Quais os problemas inerentes à construção de bibliotecas digitais?
As principais quest es enfrentadas na construç o de bibliotecas digitais s o
relativas à criaç o de m todos eficientes para coletar, organizar, armazenar e
disseminar a imensa quantidade de informaç es produzidas pela humanidade.
Diversos problemas surgem sob v rias perspectivas, sendo os principais
relacionados à :
•
•
•
•
•
•
aquisiç o e tratamento de dados;
seleç o de conte do;
licenciamento e quest es legais;
recuperaç o de informaç es e Navegaç o;
fatores humanos;
interoperabilidade.
Estes problemas s o analisados a seguir.
Aquisição e tratamento de dados
Uma vasta quantidade de documentos a serem inseridos em bibliotecas digitais
tem que ser digitalizados, principalmente atrav s do emprego de scanners e OCRs.
Dependendo da natureza do documento, pode ser necess rio empregar uma ampla
gama de t cnicas de digitalizaç o, que envolvem a seleç o de diferentes resoluç es,
codificaç es, filtros, etc, e depende de fatores como (Gladney et alli, 1998):
•
•
•
•
a natureza do documento - datilografado, manuscrito, carta, fotografia,
imagem, mapa, colorido, P&B, etc;
estado do documento - antigo, fr gil, deteriorado, raro, etc;
tamanho do documento - cart o, painel, selo, etc;
uso que se far do documento - pesquisas histó ricas que envolvem an lise
de min cias ou uma simples captura do conte do escrito?
Mesmo quando os dados est o na forma digital muitas vezes surgem problemas
relativos à vasta quantidade de mídias de armazenamento (tamanho e formataç o
de disquetes e fitas), dispositivos de leitura e gravaç o, formato de registros e
descriç es de campos de dados que j n o existem mais.
Seleção de conteúdo
invi vel armazenar e recuperar todo tipo de
Considerado o fato de que
informaç o que produzida pela humanidade nas mais diversas mídias (jornal,
televis o, r dio, cinema, livros, revistas, etc.), como selecionar ou desprezar o que
vai estar dentro e fora das bibliotecas digitais? A soluç o para este problema
baseia-se na cooperaç o entre bibliotec rios e especialistas nas reas de
conhecimento, que:
•
•
•
faç am a indicaç o e catalogaç o do conte do;
criem esquemas de recomendaç o em grupo, cuja decis o
feita em
consenso;
incorporem esquemas de classificaç o à s mídias, utilizando meta-dados por
exemplo, que indicam qual o conte do das mídias.
Esquemas como PICS e IMS Meta-data Specification oferecem soluç es para
classificar as mídias da Web. PICS - Platform for Internet Content Selection um
modelo de classificaç o de mídias proposto pelo W3 Consortium (1997), cujo
objetivo permitir que adultos possam controlar a informaç o que acessada por
crianç as atrav s da Web, baseado no uso de filtros de dados. IMS Meta-data
Specification (IMS Project, 1997) um modelo baseado na tecnologia XML (Bray et
alli, 1998), cujo objetivo
permitir que mó dulos de suporte à instruç o e
aprendizagem na Web, produzidos por provedores de conte do diversos, possam
ser integrados em ambientes de ensino distribuídos pela Web.
Licenciamento e Questões Legais
Com relaç o a este tó pico existe um sem n mero de pontos a considerar, entre eles:
•
•
como criar esquemas auto-sustent veis que suportem a produç o,
digitalizaç o, e disseminaç o de conte do digital, atrav s da criaç o de uma
cadeia de pagamentos justos a autores, publicadores e bibliotecas?
como proteger o conte do digital contra atos de pirataria, e outras infraç es
de copyright? Uma das t cnicas mais promissoras baseada em marcas
d' gua digitais (Mintzer et alli, 1997);
Recuperação de Informações e Navegação
Como criar estruturas de informaç o dinâ micas, distribuídas e f ceis de usar,
capazes de orientar usu rios de bibliotecas digitais no interior de uma vastíssima
quantidade de informaç es? Os problemas que surgem nesta rea s o similares aos
discutidos na arquitetura de informaç o de web sites por Rosenfeld e Morville
(1998).
Fatores humanos
Estudos em HCI ainda n o s o conclusivos a respeito do efeito que tem sobre a
cogniç o e aprendizagem humanas, o uso intensivo de livros, jornais e outras
mídias digitais, em detrimento do uso de papel e outros meios convencionais.
Estes e outros aspectos ainda carecem de experi ncia e pr tica no uso de
bibliotecas digitais.
O que poder substituir ou compensar o prazer de caminhar por entre estantes de
livros raros ou nunca antes visitadas? Perceber, atrav s do cart o de empr stimo
sem assinaturas, que aquele exemplar de livro provavelmente nunca foi lido, ou
mesmo ver que ele foi emprestado muitas vezes a algu m que voc muito admira?
Interoperabilidade
Conte do
incorporado à s bibliotecas digitais de forma distribuída e
independente. Considerando-se a ampla gama de tecnologias empregadas, a
criaç o de esquemas de interoperabilidade que permitam o acesso de conte do
entre as bibliotecas uma tarefa bastante complexa (Paepcke et alli, 98). Outro
exemplo onde surge a necessidade de interoperabilidade na possível integraç o
entre bibliotecas digitais e mó dulos educacionais utilizados em escolas.
Qual o real valor de uma biblioteca digital?
A dificuldade em se construir bibliotecas digitais parece ser mais do que
compensada pelo potencial valor social que elas tem. Mais do que repositó rios de
livros e jornais científicos que servem primariamente à elite intelectual que atua em
universidades e centros de pesquisa, bibliotecas digitais s o virtualmente capazes
de disseminar entre todos os segmentos da sociedade o conjunto de informaç es e
conhecimento que a pró pria sociedade produz, o que era impossível de se
imaginar at pouco tempo atr s. Al m do conhecimento geral ou especializado
normalmente presente em bibliotecas convencionais, as bibliotecas digitais se
prestam a coletar, armazenar e disseminar informaç es e conhecimento sobre:
•
•
•
•
Comunidade (Cowan et alli, 1998) - situaç o presente e passada da
comunidade, problemas que surgem no dia a dia nas reas de educaç o,
sa de, transportes, seguranç a, habitaç o, saneamento, emprego, meio
ambiente, etc.;
Cultura - descriç es do acervo de museus, eventos e produç o cultural local,
etc.;
Economia - informaç es sobre o ind stria, com rcio, agricultura e serviç os,
oportunidades de investimento, etc.;
Governo - projetos e investimentos, coleta de impostos e legislaç o federais,
estaduais e municipais.
Todas estas informaç es a respeito da sociedade s o de domínio p blico, no
entanto, tem permanecido dispersas, desorganizadas e n o classificadas,
principalmente nas repartiç es p blicas. Esta dificuldade de acesso à informaç o
reduz sobremaneira a capacidade que a sociedade tem de discutir e solucionar seus
pró prios
problemas.
Bibliotecas Digitais e o Ciberespaço
uma tarefa complexa, que envolve
A construç o de bibliotecas digitais
colaboraç o entre bibliotec rios, sociedade, governo, pesquisadores e t cnicos de
mídia, de computaç o, etc. O que se percebe no nível mundial a conscientizaç o
crescente da importâ ncia de tais empreendimentos (Lesk, 1997), atrav s do
surgimento de grandes esforç os, nacionais ou focalizados, em v rios países como
Estados Unidos (Lesk, 1997; Dippo, 1998), Alemanha (Endres e Fuhr, 1998),
Singapura e China (Leong et alli, 1998) e Brasil (Gonç alves e Medeiros, 1998).
4.4 Computador e a Reforma do Ensino
A necessidade e viabilidade de uma reforma sist mica da educaç o começ ou a ser
analisada a partir da percepç o de que as tecnologias modernas de disseminaç o e
tratamento de informaç es (televis o, computadores, bases de dados, Internet,
WWW, etc.), podem facilitar a re-agregaç o do conhecimento que vem sendo
historicamente fragmentado nas v rias reas do conhecimento humano desde a
Gr cia Antiga (McLuhan, 1964). Esta re-agregaç o hoje j
bem sucedida nos
meios de comunicaç o de massa como a televis o, que conseguem aliar
entretenimento com educaç o em programas como Globo Ci ncia (Rede Globo,
1999), Globo Ecologia (Rede Globo, 1999), Alô Escola (TV Cultura, 1999), para citar
alguns exemplos produzidos pela televis o brasileira.
A recente introduç o do computador e das redes de computador juntos à
sociedade desenvolvida conseguiu aumentar rapidamente esta lacuna entre a
imensa capacidade de agregaç o de conhecimento possível atrav s dos meios de
comunicaç o interativos como Internet e WWW, e a lenta capacidade de
assimilaç o desta tecnologia por parte de um sistema educacional convencional,
carente de recursos e vido por novas experi ncias.
O sistema educacional convencional est sendo forç ado a acompanhar estas
mudanç as, sob o risco de se tornar cada vez menos atrativo para alunos,
comparando-se com a capacidade de envolvimento que a televis o e a Internet
oferecem, por exemplo.
No entanto, computador e a tecnologia n o s o panac ias para a grande
quantidade de problema educacionais com que a nossa sociedade se depara. Antes
de mais nada devem servir como ferramentas de suporte para mudanç as
fundamentais no sistema educacional, em especial nos pap is desempenhados por
alunos, professores e comunidade, que devem em conjunto participar da criaç o de
um sistema de educaç o reformado, com apoio da tecnologia (Anson, 1994; David,
1994; Lane e Cassidy, 1996).
O maior desafio da tecnologia educacional, mais especificamente do computador e
das redes de computadores na reforma do ensino, o uso do computador como
agente de mudanç as objetivas. Criar a infra-estrutura computacional de MUDs,
chats, correio eletrô nico e acesso à Web tecnicamente simples, embora a car ncia
de recursos humanos, no Brasil bem como no resto do mundo, seja um problema
crô nico na manutenç o da infra-estrutura. Uma vez resolvido o problema da infraestrutura, surge uma quest o mais complexa, que
como manter o foco da
tecnologia dentro de objetivos educacionais claros. Outra quest o ainda mais
complexa como compreender quais s o as necessidades educacionais de uma
sociedade em profunda transformaç o, principalmente devido à pró pria
disseminaç o da tecnologia (em amplo escopo) no seio da sociedade.
Educação Convencional versus Educação Reformada
Lane e Cassidy (1996) destacam que os principais contrastes entre a educaç o (e
instruç o)
convencional
e
a
reformada
pela
tecnologia,
s o
:
Educaç o Convencional
Educaç o Reformada
Dirigida pelo professor
Explorada pelo aluno
Ensino did tico
Modos interativos de instruç o
Pequenos blocos
assuntos simples
de
instruç o
sobre Grandes blocos de trabalho aut ntico e
multi-disciplinar
Trabalho individual
Professor como
conhecimento
Trabalho colaborativo
um
fornecedor
de Professor como facilitador de acesso ao
conhecimento
Avaliaç o sobre conhecimento de fatos e Avaliaç o baseada na performance
habilidades discretas
Tecnologias Computacionais Aplicadas à Educação
As tecnologias computacionais aplic veis à educaç o podem ser enquadradas em
quatro categorias (Means et alli, 1993):
•
•
•
•
Tutorial - ensinam atrav s do provimento de informaç o, demonstraç es e
simulaç es em seqü ncias pr -definidas pelo sistema. Os exemplos mais
comuns s o: Sistemas Multimídia em CD-ROM e os de CAI - Computer
Assisted Instruction;
Explorató rio - facilitam a aprendizagem ao fornecerem informaç o,
demonstraç es ou simulaç es quando requeridas pelo estudante. Exemplos
relevantes s o: Web, Enciclop dias Multimídia em CD-ROM, simuladores
de micro-mundos (SimCity, SimEarth, etc.);
Aplicativos - usadas para ediç o de texto e figuras, an lise de dados,
processadores de texto, planilhas, gerenciadores de bancos de dados,
sistemas de gravaç o e ediç o de vídeo);
Comunicaç o - conjunto de software e hardware usados para
intercomunicaç o em redes locais, acesso à Internet e seus serviç os, correio
eletrô nico, chats, etc.
Uma quinta categoria que se pode destacar
a das tecnologias de foco
construtivista, que s o bastante promissoras pois fornecem suporte à :
•
•
construç o espontâ nea de artefatos em comunidades digitais, atrav s do uso
de realidades virtuais compartilhadas - MUDs e;
construç o coordenada em equipes, possível atrav s do desenvolvimento de
web sites, sendo mais direcionada à síntese e compartilhamento de trabalho
em equipes coordenadas.
Mudanças de Atitudes
A criaç o de um ensino reformado (Lane e Cassidy, 96) depende de profundas
mudanç as de atitude, algumas relacionadas com a interaç o entre professores e
alunos:
•
•
•
•
•
•
•
como selecionar atividades relevantes que permitam a criaç o de trabalho
aut ntico e multi-disciplinar?
como desenvolver e adaptar material instrucional de boa qualidade?
como avaliar (em tempo-real) a evoluç o da aprendizagem do aluno?
como armazenar e recuperar dados sobre a atividade dos alunos?
como estabelecer metas a serem alcanç adas?
como gerenciar a instruç o?
como testar v rias alternativas para expor e discutir o conte do da instruç o
de modo a obter maior rendimento?
Outros aspectos s o diretamente relacionados com o professor, na medida que se
disp e de um profissional muitas vezes mal remunerado ou desmotivado, que
ainda tem que:
•
•
•
•
aprender a usar uma grande variedade de tecnologias;
usar, adaptar e projetar currículos incrementados com tecnologia, de modo
a satisfazer à s necessidades e expectativas dos estudantes;
expandir o conhecimento para assumir projetos multi-disciplinares;
assumir novos pap is e estilos em um ambiente em constante modificaç o,
onde o aluno tem mais liberdade de aç o e o professor n o tem todas as
respostas, o que demanda maior capacidade de decis o e inovaç o.
Educação e o Ciberespaço
Os v rios modelos do ciberespaç o apresentados no início deste trabalho mostram
facetas diferentes de uma mesma situaç o: interaç o digital entre elementos
autô nomos, sejam eles autô matos celulares (no caso de Vida Artificial), pessoas
(Construcionismo Distribuído), ou agentes de software. O elemento comum a
todas estas teorias a busca por soluç es criativas dentro de uma comunidade,
sejam elas a sobreviv ncia em um ecossistema, a construç o de artefatos em
realidades virtuais compartilhadas ou a soluç o compartilhada de um problema
bem definido entre v rios agentes.
Considerando os aspectos descritos acima, e ainda o aspecto multi-disciplinar (de
re-agregaç o do conhecimento) enfatizado pela reforma do ensino, talvez a
abordagem pedagó gica que tenha maior chance de sucesso no ciberespaç o seja a
criaç o de representaç es e implementaç es dos mundos reais e cibern ticos,
efetuada conjuntamente por professores, estudantes e pela comunidade. Na busca
por alternativas de sobreviv ncia neste mundo híbrido, o estudante dever contar
com o auxílio de seus colegas, professores, da comunidade e do pró prio
ciberespaç o.
4.5 Comércio Eletrônico
A criaç o de um esquema regional e global de transaç es comerciais digitais entre
organizaç es e indivíduos, o chamado Com rcio Eletrô nico (Organization for
Economic Cooperation and Development, 1997; Information Society Promotion
Office, 1999), o resultado natural da evoluç o da tecnologia da informaç o, do
crescimento da Internet e da necessidade de expans o de mercados inerente ao
sistema econô mico mundial, a globalizaç o. As transaç es propiciadas pelo
com rcio eletrô nico resultam em esquemas altamente eficientes de troca de
produtos digitais e/ou físicos, atrav s da reduç o de intermedi rios entre a
produç o e o consumo de bens.
A expans o do com rcio eletrô nico depende diretamente de tr s elementos:
•
•
•
Criaç o de tecnologias de comercializaç o seguras;
Estabelecimento de sistemas legais e regras comerciais claras;
Reestruturaç o organizacional e econô mica dos agentes envolvidos na
comercializaç o.
Estes elementos são detalhados a seguir.
Tecnologias de Comercialização Seguras
As margens de lucro cada vez mais reduzidas da economia de mercado
demandam a criaç o de suporte tecnoló gico que garanta a vendedores e
compradores a realizaç o de transaç es com seguranç a para ambas as partes. No
entanto, as transaç es comerciais que ocorrem na Internet a princípio implicam:
•
•
•
•
•
•
num grande volume de transaç es entre vendedores e compradores;
nas quais as partes envolvidas s o em geral desconhecidas, em alguns casos
anô nimas;
separadas por barreiras geogr ficas extensas;
que usam diferentes línguas, sistemas legais, comerciais e financeiros;
que podem fazer desde micro-transaç es da ordem de fraç es de centavos
at grandes transaç es da ordem de milhares de dó lares;
que comercializam produtos físicos (gr os, veículos, CDs, livros, etc),
digitais (programas de computador, livros, m sicas e filmes digitais) e
serviç os (jogos, loteria, esoterismo, etc.)
As soluç es t cnicas para superar esta extensa e complexa combinaç o de fatores
ainda n o s o completamente abordadas pelas dezenas de modelos de
comercializaç o eletrô nica mostradas, por exemplo, em Peirce (1997).
À parte do inevit vel desenvolvimento de t cnicas de criptografia para garantir
que os dados das transaç es possam trafegar de forma confi vel nas redes de
computador de m dio e longo alcance, as tecnologias de suporte ao com rcio
eletrô nico s o normalmente agrupadas em torno de quatro variaç es:
•
•
•
•
Baseadas em cart o de crédito. Estendem o j consolidado esquema
convencional de cart o de cr dito para permitir que as compras de produtos
e serviç os possam ser efetuadas atrav s da Internet e WWW. Como exemplo
pode-se citar o esquema de comercializaç o de livros, CDs, equipamentos
eletrô nicos, brinquedos e outros artigos da Amazon (1996).
Baseadas em dinheiro eletrônico. Este esquema pode ser visto como uma
vers o eletrô nica e disseminada das fichas que se usam em cassinos, dos
cart es telefô nicos, ou dos vales transporte usados para comprar cachorro
quente. Criam alguma esp cie de dinheiro virtual que circula dentro de um
sistema econô mico restrito. Uma vez adquirido - por interm dio de cart es
de cr dito convencionais, por exemplo - este dinheiro pode ser livre e
anonimamente utilizado para realizar transac es entre os participantes. A
implementaç o deste esquema totalmente digitalizado e anô nimo baseada
em t cnicas de criptografia cega (Davies, 1999), e, adicionalmente, depende
do uso de entidades certificadoras centralizadas - instituiç es banc rias, por
exemplo - que autenticam a veracidade de todas as transaç es realizadas ou
ainda do uso de smart cards que cont m micro-chips especiais (Davies, 1999).
Se a representac o do dinheiro eletrô nico
totalmente digital, e n o
depende de suporte físico, como de um smart card, por exemplo, este
esquema chamado de digital cash.
Baseadas em cheque eletrônico. Usa tecnologias similares à s dos cart es de
cr dito e de dinheiro eletrô nico, mas as transaç es ficam vinculadas a contas
banc rias.
Baseadas em micro-pagamentos. Tecnologias como MilliCent (Compaq,
1999), permitem que um elevado volume de transaç es comerciais da ordem
de d cimos de centavos possam ser realizadas efetivamente. Os esquemas
baseados em micro-pagamentos viabilizam o surgimento de uma ampla
gama de fornecedores produtos e serviç os de informaç o de reduzido custo,
num mercado antes restrito à s grandes corporaç es como empresas de
telefonia e televis o por assinatura. Exemplos de transaç es típicas de uso
com micro-pagamentos s o: consultas a artigos individuais de um jornal,
listas especializadas de endereç os, telefones, refer ncias comerciais,
cat logos de produtos, profissionais especializados, bem como execuç o
individualizada de uma m sica, programa de computador, etc.
Regras Comerciais Claras
Spar e Bussgang (1996) destacam que a exist ncia de regras claras relativas à
propriedade e aos direitos e deveres envolvidos na comercializaç o fundamental
para o desenvolvimento econô mico. No entanto, a inerente plasticidade da mídia
digital, a característica inovadora da Internet e Web, e as diferenç as culturais entre
as pessoas que hoje povoam o ciberespaç o s o os principais fatores que contribuem
para reduzir o ritmo de expans o do com rcio eletrô nico e globalizado.
Em funç o desta conjuntura, os países industrializados e que j disp em de uma
infra-estrutura de telecomunicaç es adequada buscam avidamente definir estas
regras, principalmente relativas a patentes, copyright e taxaç es. Outros aspectos
regulató rios importantes s o verificabilidade das transaç es; proteç o e
privacidade do consumidor, especialmente as crianç as; emprego; balanç a
comercial, etc.
Reestruturação Organizacional e Econômica
Economistas s o unâ nimes em afirmar que a reduç o nos custos das transaç es
de grande importâ ncia para estimular a vitalidade econô mica. A Teoria da Firma
(Holmstron e Tirole, 1989), por exemplo, preconiza que o principal fator que
conduz à consolidaç o de uma organizaç o a reduç o dos custos nas transaç es
entre seus departamentos. Sendo assim, o custo nas transaç es um fator de
grande importâ ncia na manutenç o da coes o e acoplamento entre as
organizaç es. Variaç es do com rcio eletrô nico praticadas externa e internamente
a uma organizaç o tem alterado drasticamente estes custos de transaç o,
normalmente reduzindo-os, sejam do ponto de vista intra-organizacional, sejam
extra-organizacional, e consequentemente est o produzindo grandes mudanç as na
forma como estas organizaç es e a pró pria economia se reestruturam.
Da abordagem tradicional de automaç o e controle oriunda da tecnologia da
informaç o, que basicamente consolidava a estrutura pr -existente das
organizaç es, a mensuraç o e comercializaç o de produtos e serviç os das mais
variadas naturezas suporta hoje a criaç o engenhosa de novos esquemas de
organizaç o empresarial, surpreendentemente mais eficientes (Hammer e
Champy, 1994), traduzidos em nomes e propostas como:
•
•
Just-In-Time. O planejamento cuidadoso das redes de produç o,
distribuiç o e consumo de insumos dentro de uma organizaç o ou rede de
organizaç es reduz consideravelmente os estoques, investimentos e riscos
de uma cadeia produtiva;
Corporaç es Virtuais (Kimball, 1998). O incremento da efici ncia e
compet ncia das empresas em uma economia organizada, associado ao uso
de tecnologias como EDI, permite a r pida terceirizaç o (outsourcing) de
•
•
•
•
determinadas funç es, como produç o, por exemplo. Deste modo s o
formadas corporaç es virtuais, que rapidamente reunem especialistas de
v rias reas, formando um bloco consistente. As fus es eventualmente
ocorrem quando a corporaç o virtual precisa escapar à s taxaç es;
Marketing de Tempo-Real (McKenna, 1995). Baseia-se no uso de sistemas
de informaç o na Internet e Web para integrar marketing, vendas e
produc o. Substitui o marketing de broadcast por um marketing de di logo,
onde as necessidades dos consumidores s o "satisfeitas" em tempo-real. O
desenvolvimento de produtos feito com a participaç o do consumidor, o
que reforç a a marca (brand) e cria laç os de fidelidade com o consumidor;
Fábricas Reais-Virtuais (Upton e McAfee, 1996). V rias f bricas reais s o
integradas em rede por sistemas de Manufatura Integrada por Computador
(Computer Integrated Manufacturing - CIM), o que as faz funcionar sob
determinadas condic es como uma nica f brica, flexível e com baixo custo.
O sistema de CIM permite que estas troquem informaç es sobre projetos de
CAD, estoque, escalonamento da produç o, em v rios niveis de
engajamento diferentes, inclusive estimulando atividades competitivas
entre estas;
Canais de Distribuiç o Adaptativos (Narus e Anderson, 1996). Em
determinadas atividades comerciais como reparo de veículos, m quinas
industriais e equipamentos el tricos sempre surgem demandas por
produtos que s o impossíveis de serem programadas pelos distribuidores, e
mesmo pela f brica, de forma economicamente vi vel. A soluç o que
algumas f bricas tem adotado para atender de forma eficiente a estas
demandas extemporâ neas de produtos consiste em criar sistemas de
informaç o que integram os estoques de seus distribuidores ou
concession rios, de modo que qualquer um deles possam identificar
rapidamente quais dentre os outros distribuidores podem lhe repassar o
produto com rapidez;
Parques Tecnoló gicos e de Inovaç o. Para sobreviver em uma economia em
r pida transformaç o, as empresas baseadas em tecnologia necessitam de
constante inovaç o de processos e produtos, o que exige investimentos e
implica em riscos. Se a economia ainda n o est habituada a empregar
capital de risco para suportar estes investimentos, como o caso no Brasil,
torna-se difícil o surgimento de novas empresas baseadas em tecnologia,
pois os detentores do conhecimento tecnoló gico inovador normalmente n o
disp em de capital suficiente para implementar suas id ias ou manter
estrat gias agressivas de inovaç o. Parques tecnoló gicos e de inovaç o,
como Softex (1999), Innonet (1997) e Innovatech (1999), normalmente
financiados com recursos governamentais, surgem como forma de viabilizar
soluç es para este problema, que crítico principalmente nas economias em
desenvolvimento. Al m de funcionarem como incubadoras de empresas,
estes parques fomentam a transfer ncia de tecnologia, integraç o de
informaç o e competiç o entre as empresas que abrigam, e que passam a
constituir um ecossistema de empresas, capaz de auto-sustentar o processo
de desenvolvimento tecnoló gico interno e externo.
Os modelos de reestruturaç o organizacional descritos acima possivelmente
confluem para adotar uma Arquitetura Convergente (Fernandes e Meira, 1998a),
na qual os esquemas de projeto, produc o e uso de produtos, principalmente os
digitais, s o concebidos e evoluem de forma integrada.
Comércio Eletrônico e o Ciberespaço
Qualquer estabelecimento comercial ou industrial convencional necessita investir
em uma instalaç es físicas, pessoal, estoque, etc., para que possa funcionar
adequadamente. As tecnologias de informaç o, e principalmente as de com rcio
eletrô nico, tem reduzido drasticamente estes custos de instalaç o e manutenç o,
principalmente se os produtos comercializados ou fabricados forem digitais, o que
tem provocado intensas reestruturaç es organizacionais.
Estas mudanç as organizacionais provocadas pela tecnologia da informaç o e pelo
com cio eletrô nico tem resultado em grande revitalizaç o econô mica,
principalmente nos pó los de onde a tecnologia de origina. Como conseqü ncia
deste processo estamos testemunhando hoje intensas mudanç as na composiç o e
importâ ncia econô mica de atividades como com rcio, ind stria, servicos e
finanç as. Atividades econô micas s o estimuladas, e outras s o eliminadas. F bricas
s o automatizadas, novos empregos e nichos de mercado surgem, e outros tantos
desaparecem.
O processo de globalizaç o, suportado tamb m atrav s do ciberespaç o, tende a
facilitar a penetraç o destas pr ticas e tecnologias entre as economias em
desenvolvimento, o que sugere discuss es e aç es imediatas a serem tomadas por
empresas, sociedades e indivíduos que querem se manter no mercado regional e
globalizado.
Este trabalho sobre o ciberespaç o empregou muitas vezes as palavras mudanç a,
evoluç o, impacto, inovaç o e outros termos similares. Vimos na Figura 3, por
exemplo, o desaparecimento de uma populaç o de indivíduos "0001"s, que apó s
passar milhares de iteraç es dominando um ecossistema artificial, foi abalada por
uma combinaç o imprevisível de pequenos movimentos entre outras populaç es.
O fator comunicaç o e interaç o agiu como o principal elemento desta mudanç a.
Do mesmo modo, possível que a estabilidade do sistema ecoló gico, econô mico,
social e político em que vivemos tamb m seja afetada pela grande facilidade de
interaç o e comunicaç o que o ciberespaç o oferece a nível mundial.
Ser tudo isto realmente v lido? Estar o nosso planeta e nossa sociedade se
modificando radicalmente em funç o do desenvolvimento das redes de
computadores mundiais, ou ser este discurso apenas uma crise sintom tica de
final de s culo, motivada quem sabe pelo bug do ano 2000, ou talvez pelo pâ nico
que parece tomar conta da sociedade quando calend rio chega perto de xx99?
Karl Popper, um dos filó sofos da ci ncia mais importantes deste s culo, fornece
algumas bases de reflex o, atrav s de seus Tr s Mundos. O impacto do ciberespaç o
sobre estes tr s mundos discutido a seguir. Popper (1989) afirma que a nossa
realidade formada por tr s mundos distintos e interligados:
•
•
•
Mundo 1 - o mundo físico em que vivemos. O meio ambiente formado por
ecossistemas, plantas e animais;
Mundo 2 - a consci ncia do indivíduo, seus sentimentos e percepç es
sensoriais;
Mundo 3 - as estruturas criadas por grupos humanos, como linguagens,
empresas, cultura, com rcio, inventos, meios de comunicaç o, etc.
Que novo planeta, homem e humanidade emergir o como consequ ncia do
inevit vel ciberespaç o? Qual a relaç o entre estes mundos e o ciberespaç o?
Benedikt (1991) traç a algumas perspectivas deste processo. Outras perspectivas e
se
seguem.
quest es
Ciberespaço e o Mundo 3 de Popper
O Mundo 3 de Popper o que McLuhan (1964) chama de "extens es do homem".
S o os produtos das sociedades humanas: artes, histó ria, livros, estradas, leis,
naç es, ci ncia, tecnologia, reló gios, dinheiro, trabalho, televis o, Internet, etc. O
Mundo 3 n o a representaç o físicas de tais produtos, mas sim o significado e o
impacto que estes produzem. Cada uma destas construç es do Mundo 3 tem ou
teve maior ou menor impacto sobre a forma como as sociedades humanas se
organizaram e evoluíram.
Posto que o Mundo 3 um mundo construído em comunidade e manipulado
sobretudo de forma simbó lica, o ciberespaç o oferece suporte natural para
desenvolvimento dos componentes deste mundo, e deste modo desempenhar um
papel cada vez maior na conviv ncia e sobreviv ncia do homem na sociedade pó s-
industrial, onde a cultura, com rcio, tecnologia e ci ncia cada vez mais subjugam o
mundo físico (Mundo 1) e influenciam a consci ncia do indivíduo (Mundo 2).
Ciberespaço e o Mundo 2 de Popper
Comunicaç o e comunidade s o essenciais à formaç o de cogniç o e intelig ncia.
Neurô nios em conex o com outros neurô nios e com o mundo exterior formam o
pensamento. Abelhas em comunidades formam uma colm ia, a qual pode ser vista
como um supra-indivíduo. Agentes transacionando em um sistema econô mico
criam a "M o Invisível" de Adam Smith (Heilbroner, 1996).
Os computadores e o ciberespaç o tamb m incrementam a interaç o entre o
indivíduo e a m quina, e entre o indivíduo e as comunidades eletrô nicas.
Que influ ncia ter o sobre a mente humana as personalidades coletivas, virtuais,
sistemas de valores, mitos, religi es e mundos criadas pelas comunidades
eletrô nicas do futuro, que em breve poder o ter uma representaç o tridimensional,
reativa, program vel, inesperada ou emergente?
Que novos processos cognitivos ser o desenvolvidos na mente do homem, como
resultado destas intensas experi ncias sensoriais digitalizadas, sint ticas e
estimuladas
atrav s
do
ciberespaç o?
Ciberespaço e o Mundo 1 de Popper - Em Busca de uma Humanidade AutoSustentável
A conviv ncia entre tecnologia e meio ambiente sempre foi um processo complexo.
Na África existem registros pr -histó ricos de extensas queimadas provocadas pelo
homem na busca de espaç o para agricultura de subsist ncia. A expectativa de vida
mais longa e maior consumo para a parte industrializada e semi-industrializada do
mundo n o significou que as condiç es de vida humana tenha evoluído como um
todo. Os imensos danos ecoló gicos que os grupos humanos, especialmente a
ind stria, tem paulatinamente impingido ao meio ambiente neste final de s culo
s o conseqü ncias da combinaç o entre ignorâ ncia do delicado equilíbrio ecoló gico
que o nosso planeta apresenta, associada ao aumento populacional e ao aumento
da produç o e consumo (Hart, 1997).
A histó ria da industrializaç o tem mostrado que as pr ticas danosas ao meio
ambiente e ao homem s o primariamente exercidas nos parques industriais, mas
tamb m s o inexoravelmente transferidas para a periferia ignorante, o que sugere
que a opul ncia atualmente usufruida pelos habitantes dos países mais
desenvolvidos respons vel por parcelas significativas destruiç o ambiental na
periferia do capitalismo, com conseqü ente empobrecimento das regi es miser veis
do mundo. As p ssimas condiç es em que vivia boa parte da populaç o inglesa no
s culo XIX (Heilbroner, 1996, p. 73) hoje est o presentes ao redor dos grandes
aglomerados urbanos africanos, asi ticos e latino-americanos.
O processo de industrializaç o como um todo poderia continuar indefinidamente,
na esperanç a de que em uns cinqü enta anos os habitantes destas outras regi es
pudessem adquirir condiç es de vida mais dignas. O "pequeno" detalhe que passa
despercebido por muitos que, ao contrario do ciberespaç o, o nosso planeta
fisicamente limitado, e as pr ticas atuais de produç o e consumo poder o em
breve reduzir parte consider vel da gua pot vel, ar, solo e ecossistemas que
formam nosso planeta.
Como o ciberespaç o poderia contribuir para criar soluç es para este problema? S o
destacadas duas perspectivas complementares de soluç o: tecnoló gica e social.
A Solucão da Tecnologia
Hart (1997) acredita que o avanç o tecnoló gico e a economia de mercado
contribuem para solucionar o problema. O desenvolvimento, uso e disseminaç o
intenso da ci ncia e tecnologia para manejo de ecossistemas, biotecnologia,
nanotecnologia, novos materiais, etc., em escala mundial, contribui para o
desenvolvimento de m todos e t cnicas de produç o e consumo que reduzem o
desperdício de mat ria-prima e energia em v rias reas da atividade humana,
como na: construç o civil; em resid ncias; veículos movidos a combustíveis n o
fó sseis ou sem combust o interna; transporte de massa; reciclagem; ecologias
industriais; herbicidas e inseticidas inteligentes, etc. A transfer ncia destas
tecnologias à s regi es subdesenvolvidas do mundo poderia teoricamente se dar
atrav s da economia de mercado.
O desenvolvimento ciberespaç o certamente est contribuindo para este avanç o
tecnoló gico e para a disseminaç o dos princípios da economia de mercado.
A Mobilização Social e Econômica
Estudos promovidos pelo Banco Mundial (Serageldin e Sfeir-Younis, 1996) indicam
a necessidade de mudanç as imediatas nas pr ticas sociais e econô micas, pois a
economia de mercado isoladamente n o consegue solucionar a quest o, e o custo
da inaç o poder ser catastró fico. Algumas observaç es s o:
•
nesta era de governo reduzido e recursos p blicos minguados, esforç os para
promover desenvolvimento sustent vel n o mais dependem de governos
isolados, nem de doadores tradicionais;
•
•
•
•
•
a parceria entre governo, setor privado e investidores parece ser a melhor
forma de aumentar recursos escassos;
as Organizaç es N o Governamentais (ONGs) podem prover complemento
vital à aç o dos governos e do setor privado (Mayer, 1997);
deve-se promover, na medida do possível, estrat gias de aç o nas quais
todos os parceiros envolvidos saiam ganhando, onde por exemplo, a
ind stria venha a reduzir seus custos e a populaç o consiga melhorar as
condiç es ambientais.;
o stress sobre o ambiente
geralmente proporcional ao crescimento
populacional;
a educaç o da mulher provavelmente o principal fator para reduç o do
crescimento populacional.
O ciberespaç o poderia ser este espaç o de mobilizaç o social e econô mica?
Em Busca de Soluções (para uma convivência produtiva entre o homem e o
ciberespaço)
O uso do computador pode realmente aumentar o grau de educaç o e consci ncia
dos grandes problema de manutenç o do desenvolvimento sustentado? A
compreens o e divulgaç o das leis b sicas que regem o funcionamento de sistemas
complexos como ecossistemas e economias, usando ferramentas de modelagem
oriundas da vida artificial, por exemplo, poderia indicar as conseqü ncias que um
sistema econô mico cada vez mais produtivo tem sobre um mundo materialmente
limitado? Bibliotecas digitais e realidades virtuais compartilhadas poderiam
formar uma base dinâ mica de conhecimento sobre a qual as comunidades
humanas discutiriam adequadamente seus problemas? Sistemas multi-agentes
seriam capazes de encontrar o ponto de equilíbrio entre crescimento econô mico e
investimento social? Que novas teorias econô micas, ou revis es de velhas teorias,
talvez resultantes dos esforç os conjuntos das ci ncias econô micas, sociais,
bioló gicas, tecnoló gicas e computacionais ser o capazes de sensibilizar governos, o
setor privado e a sociedade industrializada, a ponto de fomentar a busca bem
sucedida por uma humanidade auto-sustent vel?
N o existem respostas simples. O papel da ci ncia e da tecnologia a serviç o da
humanidade buscar, por um processo de tentativa e erro, descobrir o caminho
para
um
mundo
melhor
(Popper,
1989).
Quero antes de mais nada, agradecer a Hermano Perrelli a oportunidade de me
permitir falar e refletir sobre este tema t o fascinante, quando me convidou para
ministrar a primeira vers o de um curso sobre o Ciberespaç o (Fernandes, 1997) na
EINE'97 - Escola de Inform tica do Nordeste/SBC , realizado em novembro de
1997, entre o DI-UFPE e DIMAp-UFRN. Meus agradecimentos tamb m a Silvio
Meira, pelas conversas estimulantes e por tentar manter meus p s no ch o,
enquanto permite que minha cabeç a "voe pela estratosfera". Agradeç o tamb m as
valiosas sugest es de Alejandro Frery, que contribuíram significativamente para a
melhorar a clareza desta monografia, bem como seu grande empenho em estimular
a difus o deste trabalho. Por fim, desejo externar o amor e admiraç o que tenho
pela minha esposa Magda, cuja paci ncia foi fundamental para realizaç o deste
trabalho. Em particular, nossas discuss es sobre sociologia me ajudaram a adquirir
uma vis o um pouco mais crítica da ci ncia e tecnologia que nos t o presente.
Este trabalho contou com o apoio financeiro e logístico das seguintes instituiç es:
CIn-UFPE, onde realizei boa parte destas investigaç es como aluno de doutorado;
DIMAp-UFRN, onde sou professor, e do programa CAPES-PICDT, ao qual foi
vinculado como bolsista.
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