Inteligencia artificial para la toma de decisiones educativas basadas en pruebas

El mundo se enfrenta a una crisis de aprendizaje fundamental. En la actualidad, 251 millones de niños de todo el mundo están sin escolarizar y casi el 70% de los niños de 10 años de los países de ingresos bajos y medios son incapaces de leer o comprender textos básicos. Para alcanzar el Objetivo de Desarrollo Sostenible 4 de las Naciones Unidas, consistente en garantizar una educación inclusiva y equitativa y promover oportunidades de aprendizaje permanente para todos, es esencial colmar esta brecha en el aprendizaje básico.

Para hacer frente a este desafío, Capgemini se asoció con la UNESCO y nuestra colaboración en curso con AWS para desarrollar una solución basada en la IA Generativa capaz de analizar datos de evaluación del aprendizaje a gran escala, que proporciona información valiosa pero a menudo infrautilizada, en particular en los países de ingresos bajos y medios debido a sus limitaciones de tiempo, experiencia, financiación e infraestructura. La colaboración entre la UNESCO y Capgemini tiene el potencial de permitir a los países interpretar la riqueza de los datos de evaluación del aprendizaje, facilitando la toma de decisiones basadas en pruebas que mejoren los resultados del aprendizaje, en este caso, las capacidades de lectura de los niños.   

Impulsar la innovación con la competencia

Este proyecto encajaba perfectamente en el Global Data Science Challenge (GDSC) de Capgemini. Gracias al crowdsourcing del proceso de desarrollo, los participantes aportaron una enorme variedad de experiencias y conocimientos, al tiempo que impulsaban la innovación con el poder de la competición. Este planteamiento ya había demostrado su valor en anteriores iniciativas de aplicación de la IA para proteger la biodiversidad y estudiar los entornos oceánicos.

«Cada año, nos entusiasma aportar nuestra experiencia colectiva a un reto esencial», afirma Niraj Parihar, I&D CEO de Capgemini. «Centrándonos en la educación, vimos el potencial que Gen AI tenía para procesar datos y ayudar a los líderes de todo el mundo a tomar decisiones más informadas cuando se trata de política educativa.»

En la séptima edición del Global Data Science Challenge (GDSC), se encargó a los participantes que crearan una IA experta en política educativa capaz de analizar y proporcionar información a partir del conjunto de datos PIRLS 2021, uno de los estudios más completos del mundo sobre la capacidad de lectura de los niños. Casi 1500 participantes se unieron al reto y desarrollaron sistemas de IA capaces de responder de forma inteligente a preguntas complejas sobre tendencias educativas, rendimiento de los estudiantes y prácticas docentes.

Aprovechando modelos lingüísticos avanzados de gran tamaño y sistemas agénticos, los equipos crearon soluciones capaces de procesar e interpretar datos de 400.000 estudiantes de 57 países para poner al alcance de responsables políticos, educadores e investigadores conocimientos educativos sofisticados. Las soluciones ganadoras demostraron su capacidad para proporcionar respuestas basadas en datos sobre todo tipo de cuestiones, desde el impacto de la COVID-19 en los hábitos de lectura hasta los hábitos de lectura y el rendimiento de los alumnos de 4º curso, apoyando en última instancia la misión de la UNESCO de garantizar una educación de calidad inclusiva y equitativa para todos.

En todo Capgemini, los equipos utilizaron la tecnología de AWS, incluidos Amazon Bedrock y SageMaker, para explorar las posibilidades. Mientras aprendían a utilizar la tecnología más reciente, los equipos colaboraron y compitieron entre sí para desarrollar, entrenar y probar sus modelos.

«La UNESCO cree que la IA y, en particular, la IA generativa -si se desarrolla y despliega con una sólida base ética y un enfoque centrado en el ser humano- puede ser una poderosa herramienta para ayudar a los responsables políticos, los líderes escolares y los educadores a proporcionar asistencia específica a los alumnos», afirma Borhene Chakroun, Director de Políticas y Sistemas de Aprendizaje Permanente de la UNESCO.

Avances en IA para la política y la práctica educativas

Al final del GDSC, un jurado compuesto por representantes de la UNESCO, AWS y Capgemini seleccionó al equipo ganador tras una exhaustiva comparación de numerosos modelos con los objetivos establecidos. La solución de IA agéntica elegida demuestra cómo consultar y comprender grandes conjuntos de datos, combinar esta información con otras fuentes de datos verificadas y explicar el resultado tanto visualmente como en forma de texto.

«La experiencia de enseñanza y aprendizaje son absolutamente vitales para el futuro de nuestro planeta y para la paz mundial», explica Mike Miller, Senior Principal Product Lead, Generative AI, AWS. «A lo largo de la competición, hemos visto cómo la IA generativa puede ayudar a que la educación sea más eficaz en todo el mundo y permitir que nuestra comunidad global se comprometa con un desarrollo más sostenible.»

El equipo ganador, insAIghtED, desarrolló una solución innovadora destinada a mejorar los conocimientos educativos utilizando agentes avanzados de IA. Su modelo aprovecha la base de datos PIRLS 2021, que proporciona datos estructurados y basados en muestras sobre las capacidades de lectura de alumnos de 4º curso de todo el mundo.

Sin embargo, reconociendo las limitaciones de basarse únicamente en este conjunto de datos, el equipo amplió su modelo para incorporar otras fuentes de datos como el PIB, la esperanza de vida, estadísticas de población e incluso contenidos de YouTube. Este sistema de IA multiagente está diseñado para proporcionar información matizada a educadores y responsables políticos, ofreciendo respuestas breves, visualizaciones de datos, explicaciones elaboradas e incluso una sección divertida para atraer a los usuarios.

En la arquitectura de la solución participan un analista de datos principal, un ingeniero de datos, un preparador de gráficos y un científico de datos, cada uno de los cuales contribuye a distintos aspectos de la funcionalidad del modelo. El sistema es capaz de consultar bases de datos, agregar datos, realizar búsquedas en Internet y preparar respuestas elaboradas. Mediante la integración de diversas fuentes de datos y el empleo de marcos de IA de última generación como Langchain y crewAI, el modelo insAIghtED ofrece perspectivas impactantes del mundo real que van más allá de los números, ayudando a abordar retos y tendencias educativas complejas.

«Estamos increíblemente orgullosos de formar parte de este proyecto. El GDSC es siempre una oportunidad emocionante, y esta vez no ha sido diferente», afirma Niraj Parihar. «La colaboración entre nosotros, la UNESCO y AWS ha mostrado el potencial positivo de Gen AI y ha dado un paso en el avance de una toma de decisiones más basada en datos en la educación.»

Esta solución de IA Generativa ya puede poner al alcance de todos las perspectivas basadas en datos, ofreciendo una orientación que antes sólo estaba al alcance de los expertos. Esta democratización de los datos y de lo que revelan tiene la capacidad de orientar la acción en todo el mundo, ya que los responsables políticos pueden acceder instantáneamente a perspectivas y pruebas que les ayuden a tomar decisiones informadas sobre la educación.

Además, la UNESCO y Capgemini se comprometen a mejorar los resultados del aprendizaje en todo el mundo publicando la solución bajo una licencia de código abierto. Esto permitirá su adaptación y uso a escala mundial, contribuyendo a un bien público compartido.