Boletín electrónico de la Unidad de Virtualización Académica (UVA) Universidad de San Martín de Porres (USMP)

LA REALIDAD AUMENTADA COMO HERRAMIENTA PARA MEJORAR LOS PROCESOS EDUCATIVOS EN LA USMP

Ing. Juan José Flores Cueto Universidad de San Martín de Porres

Director de la Unidad de Virtualización Académica USMP VIRTUALjflores@usmpvirtual.edu.pe

Ing. Carlos Michel Domínguez JaraUniversidad de San Martín de Porres

Jefe del área de Desarrollo de la USMP VIRTUALcdominguez@usmpvirtual.edu.pe

Est. Juan José Franklin Rodríguez VilaUniversidad Tecnológica del Perú

Jefe de proyecto de Realidad Aumentada – USMP VIRTUALjrodriguez@usmpvirtual.edu.pe

Resumen

Los enfoques educativos tradicionales se han visto drásticamente afectados debido a los grandes avances de tecnologías de información y comunicación. Cada vez las instituciones educativas optan por innovar los modelos pedagógicos para tener un mayor alcance en el alumnado y generar un proceso de óptimo de aprendizaje.

Libros, revistas, folletos troquelados formaron parte de todo un modelo que pretendía la interacción entre el lector y el material físico. Esta interacción permitía que los lectores capten con mayor amplitud lo que de forma textual se pretendía lograr.

Con el paso de los años vemos que esta metodología se ha reducido considerablemente debido a las nuevas tecnologías de información. Es por ello que el presente proyecto busca reactivar la relación con el educando creando un entorno más dinámico y virtual para que los principios utilizados en los materiales troquelados se vean reflejados utilizando tecnología como realidad aumentada.

El enfoque de la realidad aumentada puede ofrecer infinidad de nuevas posibilidades de interacción, que hacen que esté presente en muchos y varios ámbitos, en la actualidad se ven aplicaciones de realidad aumentada utilizadas para el marketing, la arquitectura, el entretenimiento, la educación, el arte, el mundo del diseño de interiores, la medicina o las comunidades virtuales.

El mundo académico no está al margen de las iniciativas y también ha empezando a introducir la tecnología de Realidad Aumentada en algunas de sus disciplinas. Sin embargo, el conocimiento y la aplicabilidad de esta tecnología en la docencia aún son mínimos; entre otros motivos se debe a la propia naturaleza y estado de desarrollo de dicha tecnología, así como también a su escasa presencia en los ámbitos cotidianos de la sociedad. El desarrollo de iniciativas en la utilización de esta tecnología en la educación y su divulgación contribuirán a su extensión en la comunidad docente.

Es por ello que el presente artículo tiene como enfoque brindar las pautas para mejorar el proceso de aprendizaje del educando mediante la creación de revistas con principios troquelados utilizando realidad aumentada.

Palabras Clave: Educación, Realidad Aumentada, Multimedia.

1. Metodología Troquelada

Los libros troquelados son aquellas elaboraciones que fueron utilizados esencialmente para ilustrar de forma dinámica e interactiva cuentos tradicionales que eran ideales para ampliar el grado de atención de los lectores. Su principal enfoque durante los años pasados fueron para la elaboración de cuentos infantiles que refuercen la lectura con pequeñas adiciones a las páginas con objetos que se desglosaban al abrirlas, permitiendo así que el niño tenga más atracción.

Los impactos que generaban esta metodología eran positivos, ya que se demostraba que los lectores captaban la parte textual con más intensidad reforzándolo con la imagen troquelada que tenía la historieta. Para recordar los tipos de libros troquelados podemos ver la siguiente figura 1:

Figura 1: Libro con principios troquelados

Fuente: http://www.ecodazoo.com

El aprendizaje a través de los libros troquelados era más significativo, en comparación a los que sólo utilizaban texto e imágenes. Es por ello que los conceptos y principios troquelados son metodologías que si se aplican a más ámbitos utilizando tecnología se generaría nuevos modelos no sólo de uso educativo, sino también para otros procesos como el de marketing, simulaciones médicas, etc.

2. Realidad Aumentada

La realidad aumentada (RA) o Augmented Reality (AR), es el término que se usa para definir una visión directa o indirecta de un entorno físico del mundo real, cuyos elementos se combinan con elementos virtuales para la creación de una realidad mixta a tiempo real.

Esta nueva tecnología complementa la percepción e interacción con el mundo real y permite al usuario estar en un entorno real aumentado con información adicional generada por el computador.

Paul Milgram y Fumio Kishino definen la realidad de Milgram-Virtuality Continuum en 1994. Que describen como un continuo que abarca desde el entorno real a un entorno virtual puro. Entre medio hay Realidad Aumentada (más cerca del entorno real) y Virtualidad Aumentada (está más cerca del entorno virtual).

Figura 2: Realidad Aumentada por Paul Milgram y Fulmio Kishino

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Realidad_aumentada

La realidad aumentada es una tecnología que nos brinda la posibilidad de reconstruir y ampliar nuestra experiencia del mundo real a través de la superposición en la imagen de distintas capas de datos virtuales.

El objetivo central es construir una realidad híbrida, que mezcle la visión en tiempo real de un lugar u objeto con información propia y contextual desde distintas fuentes y orígenes en internet.

El funcionamiento de modelos utilizando realidad aumentada se da a través del siguiente esquema:

3. Interacción de la Realidad Aumentada

La realidad aumentada puede describirse mediante la interacción de los dispositivos que se muestran en la figura 3.

Figura 3: Realidad Aumentada

Fuente: http://www.magicsymbol.com/

Como se ve en la figura anterior, vemos la secuencia para visualizar objetos y los principales componentes que se utiliza, como es tener una webcam, un monitor que puede ser de alta tecnología como se muestra en el esquema ó también se puede utilizar un monitor convencional. Y por último crear la plataforma para que la webcam pueda realizar la simulación.

El papel ó tarjeta que se muestra en el esquema contiene la codificación que se realizó para lograr el resultado final, que vienen a ser un modelo en 3D de la imagen que se desea mostrar. En este caso la codificación del papel contiene una figura de una botella en 3D, que se logra visualizar por el monitor, a través de la webcam.

Como ejemplo podemos ver la siguiente figura 4:

Figura 4: Simulación de huesos del brazo en Realidad Aumentada

Fuente: http://www.magicsymbol.com/

Dado que la persona tiene adherido unas tarjetas desarrolladas utilizando realidad aumentada en el brazo como se ve en la imagen, al ser enfocado con la webcam se observa la formación de los huesos que incluyen su respectivo nombre.

Existe un lenguaje de programación D.A.R.T (Designer’s Augmented Reality Toolkit) que permite implementar esta tecnología y así poder enlazar las imágenes virtuales con los objetos físicos reales. En conclusión todo esto se logró con la utilización de:

Headset (Cámara Web): que ubica y rastrea los elementos reales y es capaz de medir aceleración y la orientación de los objetos.

Display (monitor de computadora): Donde el usuario final puede ver el resultado de la combinación de los objetos físicos con los agregados virtuales.

Los Marcadores (tarjetas con símbolos impresos): Son tarjetas o papel con símbolos específicos que con la ayuda del Headset y el software (Puede ser D.A.R.T) de desarrollo son interpretados y a estos son agregados los objetos virtuales con los comportamientos específicos. Estos símbolos pueden encontrarse en otras superficies como en cubos, revistas u otros objetos.

La realidad aumentada ofrece infinidad de nuevas posibilidades de interacción, que hacen que esté presente en muchos y varios ámbitos, como son la arquitectura, el entretenimiento, la educación, el arte, la medicina o las comunidades virtuales.

En seguida les mostramos algunos ejemplos de realidad aumentada:

Aplicado en: Descripción

Cirugía:

La aplicación de Realidad Aumentada en operaciones permite al cirujano superponer datos visuales como por ejemplo termografías o la delimitación de los bordes limpios de un tumor, invisibles a simple vista, minimizando el impacto de la cirugía.

Entretenimiento

Teniendo en cuenta que el de los juegos es un mercado que mueve unos 30.000 millones de dólares al año en los Estados Unidos, es comprensible que se esté apostando mucho por la Realidad Aumentada en este campo puesto que ésta puede aportar muchas nuevas posibilidades a la manera de jugar. Una de las puestas en escena más representativas de la Realidad aumentada es el "Can You See Me Now?",

Simulación Se puede aplicar la Realidad Aumentada para simular vuelos y trayectos terrestres.

Servicios de emergencias y

militares:

En caso de emergencia la Realidad Aumentada puede servir para mostrar instrucciones de evacuación de un lugar. En el campo militar, puede mostrar información de mapas, localización de los enemigos.

ArquitecturaLa Realidad Aumentada es muy útil a la hora de resucitar virtualmente edificios históricos destruidos, así como proyectos de construcción que todavía están bajo plano.

Apoyo con tareas

complejas:

Tareas complejas, como el montaje, mantenimiento, y la cirugía pueden simplificarse mediante la inserción de información adicional en el campo de visión. Por ejemplo, para un mecánico que está realizando el mantenimiento de un sistema, las etiquetas pueden mostrar las partes del mismo para aclarar su funcionamiento.

Los dispositivos de navegación:

AR puede aumentar la eficacia de los dispositivos de navegación para una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, la navegación dentro de un edificio puede ser mejorada con el fin de dar soporte al encargado del mantenimiento de instalaciones industriales. Las Lunas delanteras de los automóviles pueden ser usadas como Pantallas de visualización frontal para proporcionar indicaciones de navegación e información de tráfico.

Aplicaciones Industriales

La realidad aumentada puede ser utilizada para comparar los datos digitales de las maquetas físicas con su referente real para encontrar de manera eficiente discrepancias entre las dos fuentes. Además, se pueden emplear para salvaguardar los datos digitales en combinación con prototipos reales existentes, y así ahorrar o reducir al mínimo la construcción de prototipos reales y mejorar la calidad del producto final.

Prospección

En los campos de la hidrología, la ecología y la geología, la AR puede ser utilizada para mostrar un análisis interactivo de las características del terreno. El usuario puede utilizar, modificar y analizar, tres mapas bidimensionales interactivos.

ColaboraciónLa realidad aumentada puede ayudar a facilitar la colaboración entre los miembros de un equipo a través de conferencias con los participantes reales y virtuales.

Publicidad

Una de las últimas aplicaciones de la realidad aumentada es la publicidad. Hay diferentes campañas que utilizan este recurso para llamar la atención del usuario.

Fiat ha lanzado una campaña en la que cualquier usuario puede crear su propio anuncio de televisión con el Fiat 500 como protagonista a través de la página web, el usuario solo necesita tener una webcam.

Figura 5: Ejemplos de Realidad Aumentada

Fuente: Recopilación de imágenes en la red.

4. Realidad Aumentada aplicada a la educación

El proceso de aprendizaje según Edgar Dale, pedagogo estadounidense que realizó contribuciones visuales y auditivas enfocadas a descifrar las fases de un proceso de aprendizaje. Desarrolló la siguiente pirámide que define pretende definir como repercute la metodología tradicional usada en el educando:

Figura 6: Cono de Aprendizaje según Edgar Dale

Fuente: http://www.sabiduria.com/liderazgo/crisis-educativa/

Como se puede apreciar las fases para lograr un aprendizaje óptimo sigue una secuencia las cuales en la actualidad pueden verse afectadas debido a los grandes avances tecnológicos de información y comunicación. Sin embargo cuando tomamos en cuenta la realidad aumentada como herramienta para dar creatividad a nuevas metodologías pedagógicas, permitiendo al estudiante experimentar la interacción con objetos virtuales que refuercen las clases presenciales, material impreso de apoyo entre otros modelos pedagógicos tradicionales.

Un modelo ideal que la USMP Virtual mediante el proyecto de realidad aumentada pretende desarrollar es la creación de revistas con principios troquelados utilizando realidad aumentada.

Dicho proyecto no incentiva a reemplazar la lectura, sino más bien reforzarla a través de la simulación de objetos virtuales que el educando podrá interactuar mediante la realidad aumentada.

La revista constará de material textual, imágenes y se añadirán las tarjetas desarrolladas en realidad aumentada que complementarán de manera significativa el contenido de dicha revista académica permitiendo lograr el objetivo del proyecto, que es la interacción entre los objetos virtuales con el estudiante.

Figura 7: Propuesta del Modelo de Revista con Tecnología de Realidad Aumentada

Fuente: Elaboración Propia

Figura 8: Resultado de la Interacción con Realidad Aumentada

Fuente: Elaboración Propia

5. Referencias Bibliográficas

Basogain, M. Olabe, K. Espinosa, C. Rouèche* y J.C. Olabe+, Realidad Aumentada en la Educación: una tecnología emergente, Educa Madrid 2007-

Kato, H., Billinghurst, M. "Marker tracking and hmd calibration for a video-based augmented reality conferencing system.",In Proceedings of the 2nd IEEE and ACM International Workshop on Augmented Reality (IWAR 99), October 1999.

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Betina Lippenholtz, La realidad aumentada. Educación e inmersión. Una buena dupla para reflexionar sobre las posibilidades de las nuevas tecnologías, consultado el 15 de

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Innovae Visión, Aplicaciones de la Realidad Aumentada, consultado el 20 de Junio del 2010 en: http://www.realidadaumentada.info/aplicaciones.html