Reduzindo a divisão STEM: hackathon de IA ajuda jovens mulheres a se destacarem em ciência da computação

menina negra sentada de pernas cruzadas com note no colo sorrindo

Ciência da Computação? Isso é coisa de menino. Ou foi o que Hesme, de 15 anos, acreditou quando mudou de escola no 10º ano. “Achei que seria péssima nisso”, diz ela. Sua antiga escola em Durban, na costa da África do Sul, não oferecia aulas abrangentes de ciência, tecnologia, engenharia ou matemática (STEM).

Mas quando ela se mudou para a Curro Heritage House High School, em Morningside, Durban, as aulas de STEM seriam uma parte regular do currículo. Ela estava nervosa com isso – mas quando seu irmão a desafiou a fazer uma disciplina eletiva de ciência da computação, ela aceitou o desafio de provar que ele estava errado.

Para seu espanto, ela adorou. “Tornou-se minha paixão”, diz ela agora, no último ano do ensino médio. Como a única garota da classe, ela se sentiu intimidada, mas acabou prosperando. E quando veio a chamada para tentar um hackathon de Inteligência Artificial (IA) só para meninas, ela imediatamente começou a escrever a carta motivacional necessária para se candidatar.

“Eu estava apenas sentada na aula, escrevendo, e toda a minha paixão veio à tona”, diz ela. Quando escolhida para fazer parte de um time de cinco garotas representando a África do Sul, ela ficou em êxtase.

Hoje, Hesme está desenvolvendo seu próprio aplicativo baseado em IA para ajudar pessoas como ela – com diagnóstico de autismo – a lidar melhor com o mundo. Ela planeja obter um certificado superior em IA no próximo ano, antes de ir estudar ciência da computação na universidade.

E ela ficou emocionada quando sua equipe conquistou o segundo lugar na primeira edição feminina do hackathon virtual de IA da Imagine Cup Junior da Microsoft, realizado em cooperação com a UNESCO, em comemoração ao Dia Internacional da Mulher.

“A IA conquistou meu coração naquele fim de semana”, disse Hesme, cuja equipe competiu contra 16 times de 11 países da Europa, África e Oriente Médio.

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As meninas que conhecem uma mulher em uma profissão STEM são significativamente mais propensas a se sentirem confiantes ao fazer cursos STEM do que aquelas que não conhecem uma mulher em uma profissão STEM, de acordo com a pesquisa.

Negócios como de costume não oferecem oportunidades iguais para as meninas

A diferença de gênero na educação é séria. Mais de 130 milhões de meninas já não tinham educação antes do início da COVID-19. E com o fechamento de escolas em todo o mundo, a Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO) estimou que mais 11 milhões de meninas correm o risco de nunca mais voltar à escola.

Isso pode significar um grande passo para trás depois de anos de progresso lento, mas constante, em direção à igualdade de gênero. Também coloca as meninas em risco de gravidez na adolescência, casamentos precoces e forçados e violência de gênero. Mesmo antes da COVID-19, a taxa de mudança não era rápida o suficiente, de acordo com Justine Sass, Chefe da Seção de Educação para Inclusão e Igualdade de Gênero da UNESCO. A UNESCO fez parceria com a Microsoft no hackathon sob a bandeira de gênero da UNESCO’s Global Education Coalition, que reúne mais de 70 instituições das Nações Unidas, sociedade civil, academia e setor privado para ajudar a minimizar os efeitos da COVID-19 na educação e na igualdade de gênero.

A UNESCO acredita que a redução da educação de meninas afeta todo o mundo. Em uma era em que os empregos exigem cada vez mais habilidades digitais, educar meninas pode impulsionar as economias locais e regionais e combater a pobreza. Mas não está acontecendo rápido o suficiente.

“No ano passado foi o 25º aniversário da Declaração de Pequim”, disse Sass, referindo-se à declaração da ONU de garantir a igualdade para as mulheres em todo o mundo. “Se continuarmos nesse ritmo, não colocaremos todas as meninas na escola primária até 2050.” E ainda, dois terços dos adultos analfabetos no mundo são mulheres, diz ela.

“Tem sido a mesma proporção desde 2000, então não estamos progredindo nessa área”, diz Sass. “Se o objetivo da educação é abrir oportunidades iguais para crianças e jovens, independentemente de seu gênero, não está funcionando.”

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Estudantes sul-africanos em uma reunião de equipes falam sobre seu projeto hackathon. (Foto fornecida pela equipe da África do Sul).

Você não pode ser o que você não vê

Um primeiro passo crítico é expor as meninas a modelos femininos positivos nos campos STEM. Meninas que conhecem uma mulher em uma profissão STEM são significativamente mais propensas a se sentirem confiantes ao fazer os cursos STEM (61%) do que aquelas que não conhecem uma mulher em uma profissão STEM (44%).

Infelizmente, a maioria das meninas simplesmente não tem esse tipo de modelo em suas vidas. Quando solicitadas a descrever um típico cientista, engenheiro, matemático ou programador, 30% das meninas esboçam personagens masculinos. Até as mulheres adultas fazem o mesmo (40%) – incluindo 43% das próprias mulheres que trabalham nas STEM.

“Na UNESCO, muitas vezes procuramos abordar os estereótipos de gênero – por exemplo, em livros didáticos – e oferecer visões mais iguais de um mundo”, diz Sass. “Precisamos começar pequenos. Quem é representado como político e quem é representado na cozinha nos livros que os alunos vêem na escola?”

Talvez ainda mais importante, uma pesquisa recente da Microsoft mostra que as meninas não veem como uma carreira em STEM pode ser criativa e ter um impacto positivo no mundo. Mas encenando “intervenções” na forma de dar às meninas modelos de papéis e exposição a aplicações STEM do mundo real, os educadores têm o poder de mudar radicalmente suas mentes.

Um estudo descobriu que a participação em uma “intervenção de modelo de comportamento” proativa aumentou o interesse das meninas em STEM entre 20% e 30%. É exatamente por isso que a UNESCO busca engajar modelos femininos, incluindo professoras, para fechar as lacunas digitais e STEM na sala de aula, por meio de iniciativas como o YouthMobile, que foi mobilizado para apoiar esta primeira edição All-Girls da Imagine Cup Junior Virtual AI da Microsoft Hackathon.

“Não temos garotas mais velhas mostrando que são capazes”, diz Karla, aluna do último ano da Escola Secundária de Matemática e Ciências Naturais, em Osijek, Croácia, uma pequena cidade às margens do Rio Drava. Sua equipe ficou em terceiro lugar no hackathon. Talvez eles existam, diz ela, mas “eles não estão falando sobre isso e mostrando ao resto de nós o que estão fazendo”.

Precisamente por causa dessa falta de visibilidade das mulheres em STEM, foi empoderador participar do hackaton ao lado de mais de 80 meninas de países da Europa, África e Oriente Médio e receber conselhos de outras mulheres no campo, diz Anamika, uma terceira aluna de um ano na Corro Waterfall High School, no sul da África do Sul, membro da equipe sul-africana.

“Foi honestamente inspirador ver todas essas mulheres, tão destacadas em campos dominados por homens, que conquistaram tanto e foram tão longe”.

Hackathon como uma intervenção para despertar o interesse de meninas em IA

O tema do hackathon focou em AI for Earth e sustentabilidade. Os únicos pré-requisitos eram que as raparigas tivessem entre 14 e 18 anos e tivessem interesse em STEM.

Antes do hackathon, os participantes receberam tarefas de casa e atividades de “nivelamento” que os introduziram na codificação. Durante o evento virtual de dois dias no Microsoft Teams, elas foram convidadas a participar de palestras de mulheres nas áreas de STEM e a participar de workshops práticos, onde trabalharam juntas em exercícios práticos projetados para ensiná-las como a IA pode ser usada para resolver problemas do mundo real, usando modelagem e técnicas de previsão de IA, como árvores e florestas de decisão aleatória.

O maior desafio apresentado às equipes: usar as ferramentas de IA que aprenderam para descobrir uma maneira de salvar uma espécie.

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O Team Clustering da Espanha ganhou o primeiro prêmio com sua solução de IA destinada a preservar o Mar Mediterrâneo. (Foto fornecida pela equipe da Espanha)

O Team Clustering da Espanha ganhou o primeiro prêmio com sua solução de IA destinada a preservar o Mar Mediterrâneo. A equipe primeiro previu a evolução futura das temperaturas do mar usando regressão linear em Python. Em seguida, eles usaram a classificação de imagens para identificar as áreas mais poluídas. Juntando esses dois conjuntos de dados, a equipe criou um modelo de aprendizado de máquina para reduzir a poluição, preservando as espécies marinhas da área.

A equipe Cognition da África do Sul ficou em segundo lugar com uma solução de IA para salvar cães selvagens africanos. A espécie está em perigo devido à perda de habitat, doenças, predadores e comportamento humano. Aproveitando a classificação de imagens e detecção de anomalias, a equipe primeiro localizou as áreas habitadas por cães selvagens e reuniu dados sobre quaisquer atividades humanas ou outras condições perigosas para os cães nessas áreas. Então, por meio de imagens de satélite e reconhecimento de imagem, a equipe rastreou o comportamento dos cães selvagens. Usando a detecção de anomalias, eles podem decidir quando intervir para salvar a população de cães selvagens em risco.

A equipe OCR da Croácia conquistou o terceiro lugar com seu plano para salvar grifos, que desempenham um papel importante no ciclo natural de limpeza em seu país. Usando redes neurais, a equipe primeiro identificou quais áreas são habitáveis ​​para as aves. Em seguida, eles identificaram os abutres-grifo usando a classificação de imagens. Finalmente, a equipe usou a regressão para prever possíveis aumentos ou diminuições na população de grifos, para ajudar as autoridades a tomar decisões de intervenção.

A maioria das meninas entrou no hackathon sentindo-se nervosas e inseguras, de acordo com Nokuthula Mnguni, uma professora de tecnologia da informação que foi mentora do time sul-africano.

“Eles realmente não sabiam se tinham ou não as habilidades corretas que eram necessárias”, diz ela. “Mas, dada a oportunidade, eles acabaram encontrando forças que nem sabiam que tinham.”

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Uma equipe feminina da Croácia participou do hackathon virtual de IA da Imagine Cup Junior da Microsoft, realizado em cooperação com a UNESCO. (Foto fornecida pela equipe da Croácia).

De certa forma, o problema que lhes foi atribuído os distraiu do medo da tecnologia, diz Inmaculada Morena Lara, professora de informática que foi mentora da equipe espanhola, do Colégio São Tomás de Aquino – Colégio La Milagrosa, na pequena cidade espanhola de Tomelloso.

“Eles estavam focados em resolver um problema do mundo real”, diz ela. “Eles não estavam pensando sobre conceitos ou assuntos de IA. Eles não perceberam todas as coisas que estavam aprendendo. Eles não estavam estudando um assunto; eles estavam resolvendo um problema.”

Pulando a tecnologia por si mesma para alcançar sonhos maiores

Em 2018, a Microsoft encomendou uma pesquisa para investigar as atitudes das meninas em relação às STEM, esperando resultados negativos. “Mas, surpreendentemente, descobrimos que eles eram bastante positivos sobre STEM e tecnologia”, disse Alexa Joyce, Diretora de habilidades preparadas para o futuro da Microsoft, que respondeu a perguntas e compartilhou conselhos durante o hackaton para mulheres jovens que buscam mudar o mundo por meio da IA.

“Normalmente, você ouve: ‘Oh, as meninas pensam que a tecnologia é difícil ou chata’. Mas nossa pesquisa não confirmou isso”, diz ela. Em vez disso, as meninas estavam claramente interessadas em usar a tecnologia para serem criativas e abordar questões que impactariam o mundo. Foi a aplicação da tecnologia – não a tecnologia em si – que as fascinou.

A estudante espanhola do terceiro ano Andrea Rodríguez Limón concorda com isso. No momento, há um grande impulso na Espanha para tentar atrair o interesse das meninas para as áreas STEM. Mas Rodriguez sempre descartou os cartazes e mensagens de serviço público postados nos corredores das escolas e nos ônibus que tentam convencê-la a seguir uma carreira em tecnologia.

Por estarem focados na construção e programação de máquinas e cheios de jargão técnico, “eles não atraem as meninas. Eles não sabem falar com as meninas. Se eles querem nos interessar, eles têm que tentar outro caminho”, diz Rodriguez.

“Diga a eles que é algo que eles podem usar para salvar o mundo e que eles estão 100% com você”, diz Joyce. “Esta geração é muito ambiciosa. Eles querem se envolver com algo maior do que eles.”

Sass diz que não podemos viver em um mundo onde as soluções científicas e tecnológicas são desesperadamente necessárias e, ainda assim, excluímos metade do talento mundial necessário para ajudar a criá-las. “Ainda há um grande preconceito na IA. Muito disso é porque os homens ainda estão conduzindo a agenda e não temos mulheres suficientes contribuindo.”

A COVID-19 também continua sendo uma grande preocupação, com um grande número de países se movendo em direção ao aprendizado remoto ou aprendizado híbrido, levantando sérias preocupações de que as meninas não estão aprendendo nesses contextos por causa da exclusão digital de gênero existente, diz Sass.

“Nossos dados iniciais são de que todas essas desigualdades provavelmente serão exacerbadas por causa da COVID-19”, diz ela. “Na verdade, há uma grande oportunidade agora para fecharmos algumas dessas lacunas e realmente usar a tecnologia a seu favor. É uma oportunidade de abrir mais caminhos para que as meninas desenvolvam habilidades digitais e promovam um futuro mais igualitário para elas”.

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