Objetos de Aprendizaje 3D
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Dr. Juan Manuel González CallerosBenemérita Universidad Autónoma de Puebla
[email protected]: @Juan__Gonzalez
Objetos de Aprendizaje 3D
Otoño 2011 Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes1
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Motivación
2
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Mundos VirtualesActive Worlds
There.com
The Sims Online
Second Life
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Aprendizaje Aplicaciones serias de 3D
Industries Using Serious GamesMilitary Medicine Emergency Mgt
City Plan Engineering Religion
Space Explore Machinima Politics
4
Metaforas de Entrenamiento Militar
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Americas Army, 2002
AKA: Proyecto de Armada Herramienta de
reclutamiento creada porLa armadaLa escuela naval
Potenciales reclutas se entrenaban incluso n combates a muerte
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Motivación
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Los objetos de AprendizajeTiene un objetivo que es facilitar el aprendizajeEn muchos casos basados en fenómenos físicos que
requieren de representaciones gráficas que faciliten su comprensión
La realidad Virtual o ambientes en tres dimensiones (3D)Tratan de imitar nuestro espacio físico para facilitar la
comprensión del usuarioEs usada en muchos dominios para propósitos serios
La educación uno de ellos Los juegos la alternativa más común Animaciones Los retos
o El desarrollo tecnológicoo Marco metodológico
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Que hemos hecho hasta ahora
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El problemaEl porcentaje de accidentes aéreo es estable,
varia entre 3 y 4 accidentes por millón de salidas
Para el futuro se anticipa un aumenta en el volumen de vuelos
En consecuencia se espera tener un accidente serio cada semana si no se logra reducir el porcentaje de accidentes
55% de los accidentes involucra a la tripulación
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes9
El problemaLa principal causa
son errores humanosIncremento en la
automatización del vuelo Piloto se olvida de
volarExceso de confianza
sobre las maquinasSorpresas que los
sistemas no consideran
Tomar en cuanta factores humano en el diseño de sistemas es crucial
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes10 [Osterloh 2011]
El problemaTenemos que tomar en cuenta al piloto
(usuario) en la fases de desarrollo de un avión
Hay que reducir el porcentaje de errores humanos
Los sistemas de automatización de cabinas de pilotaje han contribuido de forma notable a la reducción de este porcentaje
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes11
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
El problema
PilotosSon difíciles de conseguir, tienen una agenda
muy apretadaSon muy caros, usarlos para hace pruebas
sobre prototipos tiene un costo prohibitivoSistemas de Pruebas (Simuladores)
CarosDifícil acceso
Pilotos + Sistemas de PruebasExclusivo para centro muy especializados
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Propuesta de Solución
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Crear un modelo cognitivo de la tripulaciónPiloto Volando (PF) y Piloto no Volando (PNF)
para reducir necesidad de usar pilotos reales
Herramientas de software para dar soporte
Simulador de sistema de vuelo
Desarrollo basado en modelos de la ergonomía de las interfaces
Con esto se espera predecir ciertos comportamientos del piloto que causen errores y diseñar sistemas que los prevengan
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Que tipo de errores comete el piloto
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Se aburre y no sigue el procedimiento
Sobre carga de información y omite mensajes de alerta importantes que lo hace no seguir los procedimientos
AccionesReales
Predicción de Acciones[Osterloh 2011]
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Pruebas de usabilidad de IUs
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Maquina 3D
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
La arquitectura Cognitiva
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Modela el comportamiento humano tomando en cuenta factores:Psicológicos
búsqueda en la memoriaOlvidoprocesamiento de
conocimiento) Fisiológicos
movimiento de ojosManos voz pies [Osterloh 2011]
La Interfaz de Usuario requiere un modelo
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes17
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Interfaz para navegación
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Task & Concepts
Abstract User Interface
Concrete User Interface
Final User Interface
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Layout-Interfaz para navegación
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Task & Concepts
Abstract User Interface
Concrete User Interface
Final User Interface
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Plano de la IU
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Task & Concepts
Abstract User Interface
Concrete User Interface
Final User Interface
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Semántica del modelo de IU
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window
windowLeftMargin : integerwindowTopMargin : integerisResizable : boolean
bottomBoxleftBox rightBox
borderBox
1
0..1
1
0..1
1
0..1
1
0..1
1
0..1
1
0..1
1topBox
10..1
10..1
button
button
button
button button
menu
popUpMenu : booleantoolBarMenu : boolean
menuItem
type : string
menuItem
type : string
menuItem
type : string menuItem
type : string
menuItem
type : stringmenuItem
type : string
menuItem
type : string
Task & Concepts
Abstract User Interface
Concrete User Interface
Final User Interface
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Ingeniería Inversa-Interfaz Abstracta
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Task & Concepts
Abstract User Interface
Concrete User Interface
Final User Interface
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Ingeniería Inversa-Modelo de Tareas
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Task & Concepts
Abstract User Interface
Concrete User Interface
Final User Interface
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
A partir de este modelo se pueden generar muchas soluciones
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Pruebas de usabilidad de IUs
Page 25
A representa la Interfaz de usuario tal cual es usada en un tiempo nB representa una de tantas posibles variantes de la interfaz para ejecutar la misma tarea
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Pruebas de usabilidad de IUs
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La trayectoria es más visible si usamos un control de checkboxes
Evaluación automática de:• Aspectos estáticos (AHMI layout, posición de objetos)• Conceptos Dinámicos (estado de un botón durante la
interacción, color de la etiqueta).Una especificación basada en modelos puede ser
evaluada de forma automáticaGuías de Usabilidad son evaluadas directamente
sobre los elementos de IU (distribución de los widgets componiendo la IU).
Atención especial fue puesta a guías orientadas a la certificación de estándares
Potencial Beneficio#1
http://www.usixml.orghttp://www.w3.org/2005/Incubator/model-based-ui/
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Representación Formal y natural de Guías
Potencial Beneficio #2
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Evaluación Automática independiente del software
Potencial Beneficio #3
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Evaluación de más que guías• Carga Cognitiva, carga de trabajo, densidad visual,
etc.
1.2 + 3x(1.5 + 0.075) + 1.5 = 7.4254.6 + 4x(4.6 + 2.2) = 31.8
Carga de trabajoRecordar fechaSeleccionar DíaSeleccionar mesSeleccionar año
Tiempo de EjecuciónSeleccionar DíaSeleccionar mesSeleccionar añoValidar
4.6Evaluación/juicio (considerando un aspecto simple) + 2.2Actuación discreta(botón, toggle, trigger)
Potencial Beneficio #4
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Potencial Beneficio #5
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
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Evaluación de más que guíasAnálisis de la atención visual
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Trabajando con accesibilidad
Creamos el conceptoHapget = 3D widget +
haptic feedback
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
During execution…Mozilla Firefox
Haptic Rendering Engine
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
1er Reto
El Desarrollo Tecnológico
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
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El desarrollo tecnológico
PhysicalModels
AI
Network Persistence
3DEngine
GUI
Game TechCore
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Para este propósito podemos seguir enfoques
Basado en Leguajes de Programación: a interfaz 3D se genera usando un lenguaje de programación ara este propósito (C/C++, OpenGL, XNA). DEF PassOn TouchSensor { }
DEF script Script {
eventIn SFBool isOver field SFBool enabled FALSE eventOut SFBool onOff_changed
eventOut SFInt32 which_changed url "javascript: function initialize() { // Initialize to off state. onOff_changed = false; } function isOver( value ) {
enabled = !enabled; onOff_changed = enabled; which_changed = enabled; }" ROUTE PassOn.isOver TO script.isOverROUTE script.which_changed TO
switchMenu.whichChoice36
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Para este propósito podemos seguir enfoques
Herramientas : permiten el desarrollo de nterfaces 3D a traves de herramientas gráficas (Blender, 3D Studio, Maya, ...).
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Para este propósito podemos seguir enfoques
Siguiendo el enfoque basado en modelos: Permiten la especificación de IU basados en
modelos declarativos.CoGenIVE [Cuppens et al. 2006],
InTML[Figueroa 2004], Contigra [Dachselt 2002], [Sutcliffe 2003]
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
2do Reto
El Desarrollo Metodológico
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
El proceso de diseño y desarrollo de videojuegos a menudo carece de estructura y de método.El producto puede no cumplir las
expectativas inícialesEl conocimiento de los desarrolladores no es
posible reusarlo
Desarrollo de Video Juegos
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
En “Design and engineering of game-like virtual and multimodal environments” se identificaron los retos actuales para el desarrollo de videojuegos serios:Mejorar la evaluación del juego en fases
tempranas Diseño centrado en el usuarioIdentificar formalmente el propósito de un
juego serioIntegrar a los desarrolladores en el diseñoHacer prototipos
Desarrollo de Video Juegos
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
En un juego serio es necesario que el proceso de desarrollo de videojuegos más que un arte sea una ciencia.
Este proyecto propone el desarrollo de:Metodología para el diseño e ingeniería de
mundos virtuales y multimodales.Modelos, método, lenguaje y herramienta de
software para dar soporte al método.Marco conceptual que de apoyo del ciclo
de vida de desarrollo de juegos serios.
Desarrollo de Video Juegos
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Validación de la propuesta Videojuego serio para rehabilitación
Pacientes con dificultad de movimientoPacientes con deficiencia cognitiva
Los videojuegos, incluyendo juegos serios, últimamente han recibido una mayor atención de la comunidad de investigadores.Entornos virtuales o multimodal.Permiten motivar al usuario a una meta seria
El diseño del juego y su ingeniería es un área de investigación muy jovenSobre todo los entornos virtuales o multimodales.
Desarrollo de Video Juegos
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
El tratamiento de rehabilitación muchas veces es largo y difícil
Con videojuego se puede motivar al paciente a realizar sus ejercicios diarios
Recabar información de la evolución del paciente.
1er Juego, recuperar el movimiento
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Se requiere de fisiólogos
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Ideas preliminares para el videojuego
1er Juego, recuperar el movimiento
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Movimientos propuestos
Movimientos propuestos
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Entrenamiento de rasurado
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El escenario
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Ergonomía de un baño
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Preservación de la Ergonomía
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Retocado de Objetos
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Texturizado
Texturizado
Texturizado
Texturizado
demo
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Aprendizaje sobre objetos cotidianos
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Aprendizaje sobre objetos cotidianos
60
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Proyectos
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Aprender sobre el agua
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Movimientos propuestos
Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
En la fabrica
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Rompecabezas
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Animaciones
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Conclusiones
Inspiradas en la ciudad de las ciencias de Paris
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
ConclusiónNuevas tecnologías – de la televisión a las
computadoras – siempre son objeto de critica cuando son aplicadas al entrenamiento y la educación.
Algo que parece obvio o aceptable a las nuevas generaciones no lo es para las pasadas cuando la tecnología esta disponible.
Algunas causas? Fijación CulturalResistencia EmocionalLimitaciones TécnicasFalta de visión e imaginación
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Preguntas“La persona más inteligente no es aquella que tiene las mejores respuestas sino aquella que hace las preguntas correctas" (Voltaire)
Muchas Gracias por su atención (visual y
cognitiva)
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Simposio en Tecnologías Educativas Inteligentes
Dr. Juan Manuel González Calleros Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
[email protected] Twitter: @Juan__Gonzalez