USB EMERGENCY Capacitación para Situaciones de Emergencia ...

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USB EMERGENCY Capacitación para Situaciones de Emergencia con Realidad Aumentada

José David Cortés Nuñez, [email protected]

Fabian Felipe Varon Barraza, [email protected]

Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero Multimedia.

Asesor: Andrés Felipe Barco, Doctor en Informática y Sistemas.

Facultad de Ingeniería

Programa de Ingeniería Multimedia

Santiago de Cali

Colombia

2018

USB EMERGENCY CAPACITACIÓN PARA SITUACIONES DE EMERGENCIA CON RE...

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Citar/How to cite [1] J.D. Cortés Nuñez F.F. Varón Barraza

Referencia/Reference

Estilo/Style: IEEE (2014)

[1] J. D. Cortés Nuñez y F. F. Varón Barraza.

“USB EMERGENCY Capacitación para Situaciones de Emergencia con Realidad Aumentada”, Trabajo de grado de Ingeniería Multimedia, Universidad San Buenaventura Cali, Facultad de Ingeniería, 2018.

Bibliotecas Universidad de San Buenaventura

● Biblioteca Fray Alberto Montealegre OFM - Bogotá.

● Biblioteca Fray Arturo Calle Restrepo OFM - Medellín, Bello, Armenia, Ibagué.

● Departamento de Biblioteca - Cali.

● Biblioteca Central Fray Antonio de Marchena – Cartagena.

Universidad de San Buenaventura Colombia

Universidad de San Buenaventura Colombia - http://www.usb.edu.co/

Bogotá - http://www.usbbog.edu.co

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Cartagena - http://www.usbctg.edu.co

Editorial Bonaventuriana - http://www.editorialbonaventuriana.usb.edu.co/

Revistas - http://revistas.usb.edu.co/


3

Agradecimientos

En el diseño y desarrollo del proyecto queremos agradecer a todas las personas que participaron

y/o aportaron a la realización del mismo, a nuestros padres por acompañarnos en nuestro ciclo de

vida universitario y brindarnos todo su apoyo, a nuestro profesores por inculcar un pensamiento

crítico en nosotros y aportarnos toda su sabiduría, a la Universidad San Buenaventura por

acogernos como estudiantes y guiarnos como seres humanos, a la vida y al universo por

permitirnos estar presentes en este instante del tiempo.


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TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN 8

I. INTRODUCCIÓN 11

II. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 13 A. Desk Research 13 B. Identificación del Problema 18

III. JUSTIFICACIÓN 19

IV. PROPUESTA DE SOLUCIÓN 21

V. OBJETIVOS 22 A. Objetivo general 22 B. Objetivos específicos 22

VI. DEFINICIÓN DE ACTIVIDADES 23 A. Estructura de Descomposición de Trabajo (EDT) 23 B. Diccionario de Actividades 24 C. Diagrama de Precedencia 25

VII. DEFINICIÓN DE EQUIPO DE TRABAJO 27

VIII. CRONOGRAMA CON TIEMPOS, HOLGURAS Y RUTA CRÍTICA 29 A. Cronograma 29 B. Diagrama de Red 31

IX. DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN 32 A. Análisis 32 B. Diseño 38 C. Desarrollo e Implementación 54

X. VALIDACIÓN DE PROTOTIPO 60

XI. CONCLUSIONES 67

XII. TRABAJOS FUTUROS 68

XIII. BIBLIOGRAFÍA 69


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LISTA DE TABLAS

Tabla I. Cuadro Comparativo Antecedentes Bibliográficos………..………………………….…13

Tabla II. Tabla de precedencia de actividades….………….………….……………………….…25

Tabla III. Cronograma………..……………….….……..…………….……………………….…29

Tabla IV. Cuadros de Casos de Pruebas de Usuarios…….….……..……....………………….…60


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LISTA DE FIGURAS

Fig. 1. Árbol Problema……………………………………………………………...……………18

Fig. 2. Sketch de la propuesta de la solución...……………………………………...……………21

Fig. 3. Estructura de Descomposición de trabajo...………….……………………...……………23

Fig. 4. Diagrama de precedencia de actividades...………….……………………...…………….26

Fig. 5. Diagrama de red……………………….....………….……………………...…………….31

Fig. 6. Proceso de Design Thinking…………......………….……………………...…………….33

Fig. 7. Tarjetas Insight…………….…………......………….……………………...…………….35

Fig. 8. Mapa Conceptual………….…………......………….……………………....…………….36

Fig. 9. Mapa de Empatía………….…………......………….……………….……...…………….37

Fig. 10. Prototipos de Papel……….…………......………….……………………...…………….38

Fig. 11. Diagrama de Casos de Usos...………......………….……………………...…………….46

Fig. 12. Diagrama de Clases………....………......………….……………………...…………….47

Fig. 13. Interfaces de la aplicación móvil…..........………….……………………...…………….48

Fig. 14. Logo USB EMERGENCY…….…..........………….……………………...…………….49

Fig. 15. Diagrama de Flujo de Juego….…............………….……………………...…………….50

Fig. 16. Diagrama de Arquitectura...….…............………….……………………...…………….51

Fig. 17. Storyboard 1……………....….…............………….……………………...…………….52

Fig. 18. Storyboard 2……………....….…............………….……………………...…………….53

Fig. 19. Entorno de desarrollo Unity….…............………….……………………...…………….54

Fig. 20. Usuarios en Firebase……...….…............………….……………………...…………….56

Fig. 21. Implementación del Mapa………............………….……………………...…………….57

Fig. 22. Implementación de SDK Vuforia……………….….……………………...…………….58

Fig. 23. Montaje de videos en After Effects...………..….….……………………...…………….59


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8

RESUMEN

En la cotidianidad, el ser humano está acompañado de vulnerabilidades que pueden

desencadenar una situación de emergencia en la cual su vida puede estar en peligro. Sin

embargo, a lo largo de la historia, se ha implementado diversas acciones para minimizar estas

vulnerabilidades, reduciendo así las pérdidas humanas y materiales que pueda ocasionar una

situación de emergencia. A pesar de sus esfuerzos, el ser humano todavía está expuesto a estas

vulnerabilidades y muchas veces no se cuenta con el adecuado conocimiento de Cómo actuar

frente a una situación emergencia; aumentando así sus probabilidades de riesgo. Esto sucede

debido al poco grado de interés que tienen las personas, el cual es causado por cierto

conformismo y confianza, donde se cree que no le va a pasar nada. Además que muchas veces

el conocimiento es transmitido por personas no profesionales en el tema. Es por esto que se

debe elevar el interés de la sociedad en educarse y/o capacitarse con el conocimiento real sobre

cómo actuar frente a una situación de emergencia.

En la Universidad San Buenaventura Cali, se han venido implementando un Plan de

Emergencia con el fin de reducir las vulnerabilidades principales a la que se encuentra

expuesta la comunidad en general. Sin embargo, se presenta la problemática del poco grado de

interés por parte de la comunidad a la hora de adquirir estos conocimientos. En coherencia con

lo anterior, nosotros como estudiantes del programa de Ingeniería Multimedia, queremos dejar

una herramienta interactiva basada en la tecnología de la Realidad Aumentada, con la cual la

comunidad pueda capacitarse y educarse en este tipo de temas, de una manera motivadora e

innovadora.

Palabras clave: Situaciones de Emergencia, Realidad Aumentada, Geolocalización, Aplicación

Móvil, Universidad San Buenaventura Cali.


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ABSTRACT

In daily life, the human being is accompanied by vulnerabilities that can trigger an emergency

situation in which his life may be in danger. However, throughout history, various actions have

been implemented to minimize these vulnerabilities, thus reducing the human and material losses

that an emergency situation may cause. Despite their efforts, the human being is still exposed to

these vulnerabilities and many times do not have adequate knowledge of how to act in the face of

an emergency situation; thus increasing your chances of risk. This happens due to the low degree

of interest that people have, which is caused by certain conformism and trust, where it is believed

that nothing will happen to them. In addition, knowledge is often transmitted by

non-professionals in the field. That is why society's interest in educating and / or training with

real knowledge about how to act in the face of an emergency situation must be raised.

At the Universidad San Buenaventura Cali, an Emergency Plan has been implemented in order to

reduce the main vulnerabilities to which the community in general is exposed. However, the

problem of the low degree of interest on the part of the community at the time of acquiring this

knowledge is presented. In coherence with the above, we as students of the Multimedia

Engineering program, want to leave an interactive tool based on Augmented Reality technology,

with which the community can be trained and educated in this type of topics, in a motivating and

innovative way .

Keywords: Emergency Situations, Augmented Reality, Geolocation, Mobile Application, San

Buenaventura University Cali.


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I. INTRODUCCIÓN

Los desastres son intensas perturbaciones del entorno que producen efectos adversos sobre la

vida y los bienes, sobrepasando la capacidad de respuesta comunitaria y requiriendo del apoyo

externo; los eventos adversos que logran ser atendidos por la comunidad se les reconoce como

situaciones de emergencia. La vulnerabilidad extendida permite que determinados eventos

alcancen proporciones desastrosas.[1] A lo largo de la historia, estos sucesos han ocurrido

numerosas veces, lo cual ha causado grandes catástrofes que han marcado a la sociedad, por ello

en toda la región existe la preocupación por prevenir o minimizar sus efectos. Para muchas

personas un desastre implica una situación personal trágica en donde se pierden vidas de seres

queridos, el hogar, los bienes, la salud, o el empleo. En ese momento resulta necesario el

despliegue de una serie de estrategias y de acciones concretas que refuercen los sistemas de

soporte individual, familiar y comunitario para incrementar la capacidad de afrontar la situación

de crisis por la que puede atravesar la [2] sociedad.

De igual manera, en las actividades que se realizan en los edificios de la Universidad San

Buenaventura Cali se pueden generar situaciones de emergencia de tipo antrópicas, provocados

por el hombre como incendios, atentado terrorista, explosiones, fallas estructurales, se suman

también fenómenos naturales como movimientos sísmicos, inundaciones, huracanes que en algún

momento, además de causar en la mayoría casos traumáticos de orden económico, pueden afectar

en una forma súbita y significativa el estado y condiciones de salud de las personas expuestas,

empleados y visitantes. [3] Por consiguiente, se ha implementado un Plan de Emergencia el cual

se fundamenta en la estructuración de acciones preventivas y de preparación administrativas,

funcionales y operativas, antes, durante y después de una emergencias, que permita al personal de

la Universidad San Buenaventura Cali adaptarse a las condiciones reales de sus amenazas,

creando condiciones que permitan a las personas adquirir los conocimientos y actitudes

organizativas necesarias para actuar correctamente en la prevención y el control de emergencias.

[3]


12

Sin embargo, a pesar del esfuerzo por parte de la Universidad San Buenaventura Cali

implementando el Plan de Emergencia, su comunidad sigue expuesta a vulnerabilidades que

pueden desencadenar situaciones de emergencia donde pueden ocurrir catástrofes de pequeñas o

grandes proporciones. Puesto que, esto continúa siendo un riesgo para la sociedad san

bonaventuriana, es importante capacitar y educar a su comunidad de manera que comprendan

¿Cómo actuar frente a una situación emergencia?. Teniendo en cuenta que estamos pasando por

la llamada “Era de la información”, es posible transmitir el conocimiento a las personas y las

pautas necesarias para saber qué hacer frente a una de estas situaciones.

Ahora bien, dando aprovechamiento al uso de la Realidad Aumentada como factor de innovación

docente lo encontramos en lo que sería la construcción emergente de una Educación

Personalizada, esto es, una educación que pretende dar respuesta a las necesidades personales de

aprendizaje del alumnado con calidad educativa, y, a la vez, fomentar un estilo híbrido de

aprendizaje que podemos considerar como más avanzado y creativo. Y esto ocurre como

consecuencia de una socialización digital que está cambiando la forma en que los jóvenes

aprenden. Por ejemplo, durante mucho tiempo la pedagogía no ha considerado los videojuegos

como una herramienta de interés científico, únicamente se le atribuía un carácter meramente

lúdico y motivador para un aprendizaje teóricamente más laxo, e incluso se le concebía como un

elemento distractor de un aprendizaje relevante. Hoy en día, los estudios más recientes

transforman la pedagogía en una disciplina más dinámica, preocupada por cómo los nuevos

cambios tecnológicos están generando nuevas y diversas formas de enseñar y aprender. [4]

Dado que, nosotros como calidad de estudiantes del programa de Ingeniería Multimedia de la

Universidad San Buenaventura Cali contamos con el conocimiento y las bases sobre la tecnología

de Realidad Aumentada se diseñó e implementó una herramienta que permite a la comunidad san

bonaventuriana capacitarse y educarse en ¿Cómo actuar frente a una situación emergencia? a

través del uso de esta tecnología que aporta inmediatez e interactividad intuitiva en el aprendizaje

del alumnado. [4]


13

II. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

En la cotidianidad de la Universidad San Buenaventura - Cali, la comunidad se ve acompañada

de vulnerabilidades, la cuales pueden causar un gran número de heridos, pérdidas materiales e

incluso llegan a cobrar la vida de muchas personas. No obstante, ciertas situaciones pueden ser

manejadas de tal forma que se vea reducido el grupo de afectados, mientras se generan estrategias

para el conocimiento de ¿Cómo actuar frente a una situación de emergencia? Según las

vulnerabilidades principales detectadas en la Universidad San Buenaventura Cali. Actualmente,

estamos afrontando la llamada “Era de la información”, de lo cuál podríamos decir que es fácil

comunicar las pautas a tener en cuenta, pero éstas muchas veces vienen dadas por personas que

no son profesionales en el tema, generando confusión a la hora de actuar. A su vez, en algunos

casos son insuficientes los medios, debido al costo que representa el acceder a plataformas, guías,

aplicaciones, etc, que ayuden a entender más fácil las situaciones de emergencia. El inadecuado

manejo de estas situaciones de emergencia, no solo consiste en la falta de información que se

brinda, sino, que existe poco grado de interés en la comunidad, causado por cierto conformismo y

confianza, donde se donde se cree que nunca le va a suceder nada, corriendo con mayor

probabilidad de no superarla.

A. Desk Research

Para demostrar la validez del proyecto, se realizó una búsqueda de antecedentes bibliográficos en

la cual estuvieran involucrados la Realidad Aumentada como herramienta para la educación y/o

capacitación en situaciones de emergencia y se hizo un cuadro comparativo entre estos con el fin

de identificar las ideas principales de cada referencia.

Tabla I - Cuadro Comparativo Antecedentes Bibliográficos.

Cuadro comparativo de Antecedentes Bibliográficos

Tecnologías de Geolocalización

Resumen


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y Realidad Aumentada en Contextos Educativos: Experiencias y Herramientas.

“El presente artículo parte de una filosofía pedagógica de software libre, donde consideramos que es necesario que, en el ámbito educativo, podamos avanzar hacia metodologías didácticas más innovadoras para dar respuesta a las actuales demandas en la sociedad del conocimiento. Así, las tecnologías basadas en sistemas de geolocalización y realidad aumentada son herramientas didácticas útiles para atender a los nuevos modelos de aprendizaje del alumnado de la era digital, favoreciendo modelos inclusivos e interculturales en los centros escolares mediante el acercamiento, la comunicación, el intercambio de información y experiencias entre países en entornos virtuales basados en mapas interactivos. También, vamos a exponer algunas experiencias que se vienen desarrollando en distintas etapas educativas, reflexionado sobre el potencial pedagógico de herramientas de cartografía digital desde una mirada educativa de carácter colaborativo e inclusivo.”

Introducción

“Como exponen Reig (2012 y 2013), así como Reig y Vílchez (2013), son muchas las instancias que prevén el aumento del uso y la incorporación de dispositivos y aplicaciones en el ámbito educativo. Entre ellos cabe destacar Horizon Report liderado por el New Media Consortium y Educause con la colaboración de especialistas a nivel mundial y que constituye un proyecto de investigación de una década de duración diseñado para identificar y describir las tecnologías emergentes que puedan tener un impacto en el aprendizaje, la enseñanza y la investigación en el presente, futuro inmediato y futuro lejano de distintos países. En su novena edición de la versión Internacional de la que la autora Dolors Reig forma parte, destaca especialmente el Mobile Learning, surgiendo a la vez temas asociados a éste, como son los libros electrónicos, el aprendizaje basado en juegos (Serious Game y Gamificación) o la realidad aumentada.”

Conclusiones

“Finalmente, todo estos cambios suponen una reorientación del papel de los docentes que no son ya transmisores de información, sino al contrario, agentes de facilitación y promoción de aprendizajes relevantes para estudiantes que deben aprender en la era digital (Pérez, 2012). Ese es el reto, y nosotros apostamos decididamente por el aprendizaje híbrido en la


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utilización de las Tecnologías de geolocalización y la RA.”

Augmented Reality for Fire & Emergency Services

Resumen

“This paper presents a proposed system for improving collaboration between different agencies and decision makers involved in a fire emergency situation with the help of wearable augmented reality (AR). This field considers the possibility of transcending the physical and territorial boundaries of a real space; it is applicable to all time space configurations of hybrid (Real + Virtual) world. User interaction is through the use of hands and/or gestures. Rapid flow of information across different devices involved in the process such as head mounted display, PDA, laptop, data walls, and desktop is critical to allow this form of collaboration to be integrated with adaptive context aware work environments based on workflow management systems. Functionality of such form of collaboration system is illustrated in the scenario of a fire emergency situation.”

Introducción

“Augmented Reality (AR) is a variation of Virtual Environments (VE), or Virtual Reality as it is more commonly called. VE technologies completely immerse a user inside a synthetic environment. While immersed, the user cannot see the real world around him. In contrast, AR allows the user to see the real world, with virtual objects superimposed upon or composited with the real world. Therefore, AR supplements reality, rather than completely replacing it. Ideally, it would appear to the user that the virtual and real objects coexisted in the same space, Figure 1 shows an example of what this might look like. It shows a real desk with a real phone. Inside this room are also a virtual lamp and two virtual chairs. Note that the objects are combined in 3-D, so that the virtual lamp covers the real table, and the real table covers parts of the two virtual chairs. AR can be thought of as the "middle ground" between VE (completely synthetic) and telepresence (completely real).”

Conclusiones

“The aim of our paper was to use the power of workflow management, augmented reality and co-ordination to improve the emergency service


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provided in-case of a fire emergency. We have shown that mobile equipment integrated with adaptive context aware work environments can prove beneficial for emergency situation like that of fire. We by the help of emergency AR-markers, X-ray vision, hand of God and other advanced technologies transfer information in the system effectively. Multimedia may also be used for the same purpose. The access to the information both for the mobile user and those in control room have been demonstrated. An important advantage of such system is the automatic recording of the onsite data which helps to build the records of these incidents without interfering with the work of emergency team. Records can later be used for training purposes.”

RescueMe: An Indoor Mobile Augmented-Reality Evacuation System by Personalized Pedometry

Resumen

“Emergency applications have recently become widely available on modern smartphones. Nearly all of these commercial applications have focused on providing simple acci- dent information in outdoor settings. AR in indoor environments poses unique challenges, due to the unavailability of GPS indoors and WiFi-based positioning limitations. In this paper, we propose the use of RescueMe, a novel system based on indoor mobile AR applications using personalized pedometry and one that recommends the most optimal, uncrowded exit path to users. We have developed the RescueMe application for use within large- scale buildings, with complex paths. We show how RescueMe leverages the sensors on a smartphone, in conjunction with emergency information and daily-based user behavior, to deliver evacuation information in emergency situations.”

Introducción

“In 2009, the annual losses attributable to re in non- residential buildings included 90 civilian lives and 1,500 serious injuries that occurred in 89,200 buildings, according to the U.S.FEMA (Federal Emergency Management Agency). Injury or death from re within a building can be the result of asphyxiation caused by the inhalation of smoke, people being crushed by the walls collapsing, the spread of the re that burns them before they can escape, or by crowds of people trampling each other in an effort to escape. The common factor is the time it takes for people to


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evacuate. If they can escape from the re within the building in a sufcient amount of time, they can survive.”

Conclusiones

“This paper has presented RescueMe, a novel system that uses pedometry and indoor mobile augmented reality, to recommend the best exit path with the shortest time to users needing to evacuate a building in emergency situations. Through an evaluation of this application, we have shown how our system leverages the sensors on a smartphone, in conjunction with personalized daily walking stride length estimation and emergency information, to support a timely evacuation. Our practical pedometry algorithm with personalized stride estimation provides high positioning accuracy.”

Emergency services with Augmented Reality (AR)

Resumen

“I wanted to explore how augmented reality technologies can be used to improve efficiency of rescue services in city. Particularly how you can use location data of power lines, water and gas pipes in order to help rescue services in the city in a case of emergency.”

Introducción

“I found out innovative ways to use AR (Augmented Reality) in combination with smartphones to enhance operations of emergency services. Augmented reality (AR) is a new concept of seeing casual world, usually it duplicates a scene with additional features using computer generated applications. Now AR browsers and applications are wide-spread and commonly used in advertising, gaming and in other projects. The most useful are those mobile browsers that could locate your position with GPS, scan relevant pictures and then overlay reality with new objects. On the one hand there are multifunctional AR browsers with free, sometimes limited feature publishing like Layar and Wikitude. On the other hand we can find open sources that allows implement your own application, for example Mixare.”

Conclusiones


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“Based on feedbacks and data/information analyses, I will then provide a written description, along with some drawings of what the app would look like. The final product is expected to be a poster that includes general preview of the apps layers and its usage of data. Currently, two posters are made and they preview AR system with water pipes and power lines. We could also understand that those two cases can be two layers on the AR map.”

B. Identificación del Problema

Con base al problema planteado previamente, se realizó un Árbol del Problema en el cual se

identifican las causas y consecuencias de la problemática.

Fig. 1. Árbol Problema


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III. JUSTIFICACIÓN

Desde 1970, la Universidad San Buenaventura Cali se constituyó como una institución destinada

a la enseñanza superior, regentada por los padres Franciscanos, donde es reconocida como una

comunidad católica, de vocación humanística, evangelizadora, social y educativa, en la que ha

sido marco de referencia en la comunidad caleña por su destacado trabajo en los campos de la

investigación y el conocimiento de las ciencias naturales de la vida.[5]

A pesar de que la Universidad San Buenaventura Cali es referente en las universidades caleñas,

no está exenta de vulnerabilidades en su campus las cuales pueden desencadenar situaciones de

emergencia que posiblemente terminen en lesiones, muertes y daños a la propiedad. Con el fin de

minimizar estas vulnerabilidades, la universidad ha implementado planes de emergencia, los

cuales han dado como resultado la reducción de riesgos en el campus universitario. Sin embargo,

se presenta desconocimiento por parte de la comunidad universitaria sobre cómo actuar frente a

una situación de emergencia, esto viene acompañado del poco grado de interés por esta.

Es por esto que como estudiantes de la Universidad San Buenaventura - Cali, del programa

Ingeniería Multimedia se desarrolla e implementa una aplicación móvil con el fin de reducir las

lesiones, muertes y daños a la propiedad en el momento en que ocurre una situación de

emergencia o un riesgo inminente cerca o dentro de las instalaciones de la Universidad San

Buenaventura - Cali, que interfieren con el normal desarrollo de las actividades estudiantiles y

laborales de la misma, a través del uso de la Realidad Aumentada en la cual las personas

interactúan por medio de ella y la usan como una herramienta para educarse y capacitarse y que

así sean capaces de actuar de una manera correcta en caso de una situación de emergencia.

Según el departamento de Seguridad y Salud de la Universidad San Buenaventura Cali, los

riesgos más vulnerables que presenta son:


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● Sismo: la ciudad de Santiago de Cali está localizada en un ambiente sísmico tectónico

que demuestra que presenta actividad sísmica.

● Incendio: en la Universidad San Buenaventura - Cali, una de las amenazas latente más

vulnerables identificada son los incendios estructurales ocasionados por factores internos

y externos como:

○ Diferentes complejos estructurales dentro de la universidad.

○ Cambio de estado climatológico repentino.

○ Actos delictivos en contra de la universidad.

○ Almacenamiento inadecuado de sustancias químicas.

○ Almacenamiento inadecuado de combustibles.

○ Corto circuito de elementos eléctricos.


21

IV. PROPUESTA DE SOLUCIÓN

Teniendo en cuenta la descripción del problema, se planteó como propuesta de solución diseñar e

implementar una aplicación móvil que permita a la comunidad de la Universidad San

Buenaventura Cali, capacitarse y educarse sobre ¿Cómo actuar frente a una situación de

emergencia?, la cual cuenta con vídeos que contienen las pautas necesarias para afrontar las

situaciones de emergencia más vulnerables identificadas a las que está expuestas la sociedad san

bonaventuriana. Además cuenta con una simulación con Realidad Aumentada por cada situación

de emergencia identificada como principal, la cual permite a la persona que la use, experimentar

un simulacro animado enfocado a un juego, donde el objetivo será cumplir con las pautas dadas

previamente. De esta manera, se logra atraer al público general de una forma llamativa e

innovadora lo cual despierta interés en la comunidad y permite hacer una mayor difusión sobre la

información.

Fig. 2. Sketch de la propuesta de la solución


22

V. OBJETIVOS

A. Objetivo general

Desarrollar una aplicación móvil que permita a la comunidad de la Universidad San

Buenaventura - Cali educarse y capacitarse frente a las situaciones de riesgo más vulnerables

identificadas (incendios y sismos) que se puede presentar en las instalaciones, por medio del uso

de la Realidad Aumentada donde las personas podrán interactuar con el entorno real, donde se

guiará a las personas en caso de una situación de emergencia.

B. Objetivos específicos

● Estudiar las medidas preventivas en caso de incendio y sismo por parte del departamento

especializado en estas situaciones.

● Seleccionar los insumos y las tecnologías necesarias que permitan ofrecer un desarrollo

apto al proyecto.

● Realizar el diseño de una aplicación móvil en prevención de emergencias de sismos e

incendios con realidad aumentada.

● Desarrollar aplicación móvil en prevención de emergencias de sismos e incendios con

realidad aumentada.


23

VI. DEFINICIÓN DE ACTIVIDADES

A. Estructura de Descomposición de Trabajo (EDT)


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B. Diccionario de Actividades

● A: Dirigirse a la USB Cali para hablar con el departamento especializado en situaciones

de incendio y sismo.

● B: Investigar sobre las posibles tecnologías a usar.

● C: Asesorarse sobre las posibles tecnologías a usar con docentes.

● D: Hacer Storyboards de los videos.

● E: Diseñar diagrama de flujo de juego.

● F: Hacer el Abstract Project.

● G: Preparar entorno de desarrollo.

● H: Crear diseños.

● I: Conseguir insumos para los diseños.

● J: Crear/Grabar videos.

● K: Adquirir audios.

● L: Realizar script de la base de datos.

● M: Realizar validación de prototipo.

● N: Seleccionar y agrupar información importante sobre las medidas preventivas.

● Ñ: Hacer Game Design de la aplicación móvil.

● O: Hacer la especificación de requisitos de software.

● P: Programar componentes.

● Q: Editar diseños.

● R: Editar videos.

● S: Editar audios.

● T: Implementar base de datos.

● U: Diseñar diagrama de bases de datos.

● V: Preparar diseños.

● W: Preparar videos.

● X: Preparar audios.

● Y: Diseñar diagrama de casos de uso.

● Z: Preparar composición audiovisual.


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● AA: Diseñar diagrama de arquitectura.

● AB: Componer escenarios de Realidad Aumentada.

C. Diagrama de Precedencia

Tabla II. Tabla de precedencia de actividades.

Actividades Actividades Precedentes

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N A

Ñ E

O F

P G

Q H, I

R J


26

S K

T L

U O

V Q

W R

X S

Y U

Z W, X

AA Y

AB P, V, Z

Fig.4 Diagrama de precedencia de actividades.


27

VII. DEFINICIÓN DE EQUIPO DE TRABAJO

En esta sección del documento se especificaron los roles y funciones de todas las personas que

participaron en la ejecución del proyecto.

● Nesly Gutierrez:

○ Roll: Experta en el tema de Seguridad y Salud.

○ Funciones:

■ Asesorar sobre las vulnerabilidades principales que presenta la

Universidad San Buenaventura Cali.

■ Asesorar sobre las medidas preventivas tomadas por la Universidad San

Buenaventura Cali para manejar situaciones de emergencia.

■ Suministrar información necesaria sobre el Plan de Emergencia de la

Universidad San Buenaventura Cali.

● Andrés Felipe Barco:

○ Roll: Asesor del proyecto.

○ Funciones:

■ Asesorar sobre las metodologías eficientes para realizar la ejecución del

proyecto.

■ Asesorar sobre las tecnologías aptas para el desarrollo del proyecto.

■ Observar y corregir el diseño, desarrollo e implementación del proyecto.

■ Suministrar información necesaria para realizar la ejecución del proyecto.

● Fabian Felipe Varon:

○ Roll: Desarrollador del proyecto.

○ Funciones:

■ Documentar todo lo relacionado acerca del proyecto.

■ Realizar análisis de la solución móvil.


28

■ Realizar diseño de la solución móvil.

■ Realizar estimaciones acerca de la ejecución del proyecto.

■ Aplicar información suministrada para realizar la ejecución del proyecto.

● José David Cortez:

○ Roll: Desarrollador del proyecto.

○ Funciones:

■ Realizar implementación del proyecto.

■ Realizar análisis de la solución móvil.

■ Realizar diseño de la solución móvil.

■ Realizar estimaciones acerca de la ejecución del proyecto.

■ Aplicar información suministrada para realizar la ejecución del proyecto.


29

VIII. CRONOGRAMA CON TIEMPOS, HOLGURAS Y RUTA CRÍTICA A. Cronograma

Tabla III. Cronograma


30


31

B. Diagrama de Red

Fig. 5. Diagrama de red


32

IX. DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN

A. Análisis

Antecedentes Teóricos

Como parte de la demostración de la viabilidad de nuestro proyecto vamos a argumentar por

medio explicaciones científicas las posibilidades que tiene la Realidad Aumentada en el campo

de la prevención de situaciones de emergencia aprovechando esta tecnología innovadora que

actualmente podría beneficiar al plan de emergencias de la Universidad San Buenaventura Cali.

Por una parte, podemos ver la labor de la Universidad San Buenaventura Cali, donde con el Plan

de Emergencias se pretende minimizar las consecuencias y severidad de los posibles eventos

catastróficos que puedan presentarse en un área o sector determinado, disminuyendo las lesiones

que se puedan presentar tanto humanas como económicas y la imagen corporativa de la

universidad. [3]

Por otro lado, previamente ya se consideró la Realidad Aumentada como herramienta para la

prevención de situaciones de emergencia donde un sistema compuesto por ella, a fin de satisfacer

las crecientes expectativas, deberán integrarse con sistemas troncales que puedan ofrecer la

potencia computacional y la capacidad de almacenamiento necesarias para proporcionar entornos

elaborados con conciencia de contexto y un mejor acceso a la información. En el mundo de los

sistemas de información, la ingeniería de procesos de negocios y los sistemas de gestión del flujo

de trabajo se han integrado y están debidamente vinculados a las bases de datos. Una

computadora usable con una interfaz de usuario de realidad aumentada (AR) permite desplegar

nuevas y emocionantes aplicaciones colaborativas en un entorno al aire libre.[6]

Población

La población está compuesta por estudiantes, profesores, personal, contratistas y visitantes de la

Universidad San Buenaventura Cali, aproximadamente una media de 2.500 a 3.500 personas.


33

Metodología

Para hacer la abstracción y el análisis de la información necesaria para realizar el proyecto se

utilizó la metodología de Design Thinking que permite enlazar la creatividad y la innovación para

transformar las ideas en propuestas prácticas y atractivas para los clientes o usuarios. [7]

El Design Thinking es una manera de resolver problemas reduciendo riesgos y aumentando las

posibilidades de éxito. Empieza centrándose en las necesidades humanas y a partir de ahí,

observa, crea prototipos y los prueba, consigue conectar conocimientos de diversas disciplinas

(psicología, sociología, marketing, ingeniería...) para llegar a una solución humanamente

deseable, técnicamente viable y económicamente rentable. [8]

La metodología que se ha identificado puede resumirse en una serie de etapas que cada diseñador

ha agrupado de forma diferente pero que en esencia son: comprender, observar, definir, idear,

prototipar, testear, implementar y aprender. En el marco de estas fases, se pueden definir

problemas, realizar las preguntas más adecuadas, crear más ideas y seleccionar las mejores

respuestas. Estos pasos no son lineales, pueden ocurrir simultáneamente y pueden ser repetitivos

en lo que los diseñadores llaman un “proceso iterativo”. Es decir, un proceso de repetición. En la

figura de más abajo las líneas grises indican las idas y venidas del proceso. En cualquier

momento podemos volver a la fase anterior para corregir y aplicar lo aprendido.[8]

Fig. 6 Proceso de Design Thinking


34

En cada etapa del proceso de Design Thinking se utilizan herramientas que se ajusten a las

necesidades de la solución y permiten la abstracción y el análisis de la información. Las

herramientas utilizas para el proyectos fueron las siguientes:

Herramientas

● Tarjetas Insight: Son reflexiones basadas en datos reales de las Investigaciones

Exploratoria, Desk y en Profundidad, transformadas en Tarjetas que facilitan la consulta

rápida y su manipulación.[9]

● Mapa Conceptual: Es una visualización gráfica, construida para simplificar y organizar

visualmente datos complejos de campo, en diferentes niveles de profundidad y

abstracción. Su objetivo es ilustrar los lazos entre los datos y, así, permitir que nuevos

significados sean extraídos de las informaciones recolectadas en las etapas iniciales de la

fase de Inmersión, principalmente a partir de las asociaciones entre ellas.[9]

● Mapa de Empatía: Es una herramienta de síntesis de informaciones sobre el cliente en

una visualización de lo que él dice, hace, piensa y siente. Posibilita la organización de los

datos de la fase de Inmersión como una forma de proveer entendimiento de situaciones de

contexto, comportamientos, preocupaciones y hasta aspiraciones del usuario.[9]

● Prototipos: Es un proceso de mejora o sea en las fases iniciales de cada proyecto puede

ser un poco amplio y el prototipado debe ser de manera rápida y barata de hacer pero que

puedan entregar tema para debatir y recibir feedback de usuarios y colegas. Este proceso

se va refinando mientras el proyecto avanza y los prototipos van mostrando más

características como funcionales, formales y de uso.[9]

Considerando la metodología aplicada para la abstracción de la información, utilizamos

herramientas que nos permitieron identificar puntos claves en cada fase y así tener una

perspectiva más amplia de cómo realizar el proyecto.


35

Experiencia de Usuario

Teniendo en cuenta que en esta fase se realizan las etapas de comprender, observar y definir, se

utilizó la herramienta de Tarjetas Insight, donde nos permitió recopilar información clave sobre

los factores de mayor peso en el proyecto. Los factores planteados fueron: Realidad Aumentada,

Situaciones de Emergencia y Universidad San Buenaventura Cali. Por cada factor se creó una

tarjeta insight donde se plantearon las preguntas más relevantes sobre la información del

proyecto.

Fig. 7. Tarjetas Insight

Creatividad

Para esta fase se usó la herramienta del mapa conceptual ya que se permitió organizar la

información previamente abstraída y encontrar una relación entre los datos, donde así se podría

idear una posible solución a la problemática planteada.


36

Fig. 8. Mapa Conceptual


37

Selección

En la fase de selección se hizo un reconocimiento de los usuarios potenciales que utilizarían la

aplicación móvil y sobre la percepción que tienen ellos sobre su entorno, para esto se utilizó el

mapa de empatía donde se pudo visualizar lo que ellos dicen, hacen, piensan y sienten.

Fig. 9. Mapa de Empatía

Diseño y Ejecución

Se crearon prototipos de papel donde se pudo ver una vista inicial de la aplicación móvil y de

cómo será su interacción con los usuarios, de esta manera se pudo implementar y iterar para

poder realizar los cambios necesarios sin gastar recursos y de esta manera se pudo dar con la

solución informática.


38

Fig. 10. Prototipos de Papel

B. Diseño

Al recopilar la información necesaria durante el análisis se obtuvo todos los insumos para diseñar

una solución informática viable que satisfaga las necesidades de los usuarios.


39

Abstract Project

En el abstract project se determina el alcance de la solución informática, en la cual se define lo

que se hace y no se hace en concreto en el sistema. Donde las preguntas de ¿quiénes?, ¿qué

hacen?, ¿dónde? y ¿cómo? concretan los factores que intervienen en el sistema; al responder las

preguntas obtenemos los factores: sujetos, usos, sistema y desarrollo. Estos factores están

compuestos de fuentes de requisitos, objetos de contexto y propiedades y relaciones.

● Fuentes de requisitos: son la procedencia de la información utilizada para el desarrollo

de la solución informática.

● Objetos de contexto: son los datos que intervienen en la solución informática.

● Propiedades y relaciones: son las propiedades y relaciones que tienen los objetos del

contexto en la solución informática.

Alcance

Esta aplicación móvil dará soporte a las siguientes funciones:

● Cargar y reproducir videos. ● Mostrar un mapa de las zonas principales de la universidad (cafetería central y auditorio

principal). ● Simular un entorno RA (Realidad Aumentada) de situaciones de emergencias limitado a

incendios y sismos en cada mapa. ● Ubicar las animaciones en el entorno RA (Realidad Aumentada). ● Interactuar por medio de las animaciones.

El desarrollo de la aplicación móvil híbrida será solo para cargar y reproducir videos donde muestren información relevante sobre cómo actuar en una situación de emergencia en las instalaciones de la Universidad San Buenaventura Cali y mostrar un mapa de las zonas principales de la universidad (cafetería central y auditorio principal) donde se va a simular un entorno RA (Realidad Aumentada) de situaciones de emergencias limitado a incendios y sismos


40

en cada mapa, se deben ubicar las animaciones en el entorno RA (Realidad Aumentada) y debe permitir interactuar por medio de de las animaciones.

Contexto del sistema

USB EMERGENCY

Sujetos

● Personas: José David Cortés Nuñez, Fabian Felipe Varon, Andrés Felipe Barco, Nesly Gutierrez, Pamela Cartagena.

● Documentos: ● Plan de Emergencia USB

● Objetos del contexto: ■ Usuario. ■ Módulo riesgo. ■ Tipos riesgo. ■ Videos. ■ Mapa. ■ Simulación RA (Realidad Aumentada). ■ Misiones. ■ Coordenadas. ■ Animaciones 3D.

● Propiedades y relaciones:

■ Un usuario puede acceder a un módulo de riesgo. ■ Los módulos de riesgo están clasificados por tipos de riesgo. ■ Un módulo de riesgo contiene videos. ■ Un módulo de riesgo contiene una simulación RA. ■ Una simulación RA (Realidad Aumentada) contiene una misión. ■ Una misión contiene coordenadas. ■ Una animación 3D está ubicada en una coordenada.

Usos

● Personas: José David Cortés Nuñez, Fabian Felipe Varon, Andrés Felipe Barco, Nesly Gutierrez, Pamela Cartagena.

● Documentos: ● Tendencias de diseño 2018. ● Psicología del color.


41

● Objetos del contexto: ■ Animaciones RA (Realidad Aumentada) de Pokemon GO. ■ Vistas de Youtube. ■ Tendencia Flat design. ■ Mapeo AR de Canarias 3D.

● Propiedades y relaciones: ■ El aplicativo móvil está disponible sólo en el idioma de español. ■ La animación dentro del aplicativo móvil es parecido a la realidad

aumentada de Pokemon Go. ■ Las vistas de la aplicación móvil es similar a la vistas de Youtube. ■ La aplicación sigue la tendencia de diseño web Flat design. ■ El mapeo AR es parecido al mapeo de la aplicación Canarias 3D.

Sistema

● Personas: José David Cortés Nuñez, Fabian Felipe Varon, Andrés Felipe Barco.

● Documentos. ■ Documentación de C#. ■ Documentación de Google Maps APis.

● Objetos del contexto: ■ C#. ■ Google Maps APis. ■ SDK Android. ■ Javascript/Json.

● Propiedades y relaciones:

■ El aplicativo móvil se codifica en C# y Javascript. ■ Se debe generar el SDK de Android. ■ El mapa se obtiene por medio de una APi de Google Maps. ■ La base de datos se codifica en Javascript/Json.

Desarrollo

● Personas: José David Cortés Nuñez, Fabian Felipe Varon, Andrés Felipe Barco.

● Documentos: ■ Documentación de Unity


42

■ Documentación de Vuforia ■ Documentación Google Maps. ■ Documentación Firebase.

● Objetos del contexto: ■ Unity. ■ Vuforia. ■ Google Maps. ■ Firebase.

Requisitos Funcionales

Con base al alcance y el contexto del sistema establecidos, se definen los requisitos funcionales

con los que debe contar la aplicación móvil USB EMERGENCY. Para esto, se clasificaron de

manera que se establecen los requisitos esenciales, los cuales son indispensable para el

funcionamiento de la aplicación y los requisitos de alto valor, los cuales dan un valor agregado al

aplicativo móvil.

● Características esenciales

○ RAM1: El aplicativo móvil permite al usuario visualizar una vista de logueo en la

cual le permite iniciar sesión con un nickname y una contraseña registrada.

○ RAM2: En caso de que el usuario no tenga una cuenta registrada, la aplicación

móvil permite al usuario crear una cuenta nueva.

○ RAM3: Al presionar el botón ‘Registrate’, la aplicación móvil redirige al usuario

a la vista de registro, en la cual debe llenar un formulario con el nombre, el

nickname y la contraseña, al final debe presionar el botón ‘Iniciar’ para quedar

registrado.

○ RAM4: Una vez logueado, el aplicativo móvil permite visualizar una vista al

usuario donde le da opciones de ‘Empezar a Jugar’ y ‘Vídeos Instructivos’.

○ RAM5: En caso de seleccionar la opción de ‘Empezar a Jugar’, el aplicativo

móvil redirige al usuario a la vista de misiones.


43

○ RAM6: Una vez en la vista de misiones, el aplicativo móvil muestra las misiones

disponibles al usuario la cuales son ‘Incendios’ y ‘Sismos’.

○ RAM7: Al seleccionar una misión, el aplicativo móvil permite al usuario

visualizar un mapa de la zona de juego de la Universidad San Buenaventura Cali,

su ubicación e instrucciones a seguir.

○ RAM8: En caso de seleccionar la misión ‘Incendios’, el aplicativo móvil permite

al usuario visualizar las llamas y los extintores representados en el mapa, donde el

objetivo es apagar las llamas con los extintores antes de perder toda su salud.

○ RAM10: Una vez el usuario esté cerca de un extintor, el aplicativo móvil permite

visualizar un escenario de Realidad Aumentada donde hay una animación 3D de

un extintor en el sitio del extintor real.

○ RAM11: Al presionar el extintor animado, el aplicativo móvil permite visualizar

una recarga en la barra de carga de extintores del usuario.

○ RAM12: Una vez el usuario esté con la barra de carga de extintores llena, el

fuego se extingue y deja de afectar su salud.

○ RAM13: En caso de apagar las llamas habiendo sobrevivido, se completa la

misión.

○ RAM15: En caso de seleccionar la misión ‘Sismos’, el aplicativo móvil permite al

usuario visualizar la zona afectada en el mapa, las zonas seguras a los cuales

deberá dirigirse y las respectivas instrucciones.

○ RAM16: En caso de estar en la zona afectada, el usuario visualiza una escena en

Realidad Aumentada donde muestra paredes y piedras cayendo (escombros), los

cuales afectan su salud constantemente hasta llegarle hacer fracasar la misión y el

aplicativo móvil permite al usuario repetir la misión.

○ RAM17: En caso de llegar con salud a una zona segura, se completa la misión.

○ RAM19: En caso de seleccionar la opción de ‘Vídeos Instructivos’, el aplicativo

móvil redirige a la vista de videos.

○ RAM20: Una vez en la vista de videos, el aplicativo móvil lista al usuario los

videos almacenados.


44

○ RAM21: Al seleccionar un video, el aplicativo móvil permite al usuario visualizar

el video.

○ RAM24: El aplicativo móvil permite cerrar sesión al usuario.

● Características de alto valor

○ RAM9: Además permite visualizar una barra de carga de extintores, la cual se

llenará al tomar un extintor del mapa.

○ RAM14: En caso de perder toda la salud afectada por el fuego, la misión fracasa

y el aplicativo móvil permite al usuario repetir la misión.

○ RAM18: En caso de perder toda la salud antes de que el usuario llegue a la zona

segura, fracasa la misión.

○ RAM22: El aplicativo móvil permite pausar el video.

○ RAM23: El aplicativo móvil permite ajustar el volumen en general de la

aplicación.

Requisitos No Funcionales

Para establecer los requisitos no funcionales se tomaron en cuenta diferentes factores que afectan

directamente una aplicación móvil.

● Rendimiento

○ El acceso al aplicativo móvil no debe demorar más de 3 segundos en iniciar.

○ El aplicativo móvil no debe demorar en cargar su información más de 3 segundos.

○ El aplicativo móvil debe permitir que las respuestas de la animación al interactuar

con el usuario no demoren más de 3 segundos.

○ El aplicativo móvil no debe demorar más de 4 segundos en cargar un mapa.

○ El aplicativo móvil no debe demorar más de 3 segundos en acceder a la cámara del

dispositivo.

● Escalabilidad


45

○ Los servidores deben tener la capacidad de soportar al menos 3.000 peticiones de

usuarios por segundo.

● Disponibilidad

○ El aplicativo móvil debe estar disponible su información las 24 horas del día.

● Confiabilidad

○ El aplicativo móvil debe dar una introducción a sus componentes y funciones la

primera vez que ingrese el usuario.

● Seguridad

○ En caso de un ataque informático, el servidor debe bloquearse para proteger la

información de los clientes.

○ El aplicativo móvil debe garantizar la confidencialidad de la ubicación de los

usuarios.

● Administrabilidad

○ El aplicativo móvil debe contar con una herramienta para administrar la base de

datos.

● Usabilidad

○ El aplicativo móvil debe contar con mensajes de retroalimentación a las acciones

de los usuarios.

○ El aplicativo móvil debe permitirse manejar de manera intuitiva por el usuario.

○ El aplicativo móvil debe contar con un diseño responsive.

● Mantenibilidad

○ El servidor debe hacer respaldos del banco de datos cada mes.

● Extensibilidad

○ El aplicativo móvil debe soportar nuevas actualizaciones futuras que mejoren su

funcionamiento.


46

Casos de Usos

Fig. 11. Diagrama de Casos de Usos

Diagrama de Clases

En este diagrama se establece las relaciones y atributos que tienen los objetos que interactúan en

la aplicación móvil.


47

Fig. 12. Diagrama de Clases

Interfaces de la aplicación móvil


48

Fig 13. Interfaces de la aplicación móvil.

Game Design

USB Emergency es un videojuego en primera persona de género Acción – educativo, donde un

estudiante se moviliza en el campus universitario y experimenta situaciones de emergencia;

situación de incendio y sismo exactamente. Con apoyo del mapa podrá observar los lugares

donde ocurren dichas situaciones, así también la ubicación de ciertos elementos que le ayudarán a

salir del apuro, como lo son los extintores y las zonas seguras (Puntos de encuentro) de la

universidad.


49

En caso de ser una situación de incendio, el jugador verá por medio de su cámara del dispositivo

móvil y con ayuda de realidad aumentada cómo está afectado el ambiente por el fuego, el cual

deberá extinguir con ayuda de los extintores ubicados en la universidad, el más cercano que vea

en el mapa de ser posible, puesto que tendrá una mejor puntuación al finalizar la misión si

controla la situación en el menor tiempo posible. De no controlar la situación en el tiempo

estipulado será consumido por el fuego, donde se verá una cinemática del fuego en su mayor

expansión y concluirá con la pérdida de la misión, la cual deberá repetir si lo desea.

Por otro lado, en el caso de situación de sismo, el jugador verá cómo el ambiente está afectado

por objetos que van cayendo, simulando un derrumbe progresivo, los cuales debe ir esquivando

hasta llegar a los puntos de encuentro seguros, ubicados en las instalaciones de la universidad, los

cuales verá en el mapa. Si dichos objetos le caen encima irá perdiendo salud hasta perder la

misión, la cual deberá repetir si lo desea.

Al tratarse de un videojuego género educativo también, en él se podrán ver videos relacionados a

buenas prácticas y consejos para superar situaciones de riesgo como lo son incendio y sismo.

Fig. 14. Logo USB EMERGENCY

Diagrama de Flujo de Juego

Se diseñó un diagrama de flujo de juego donde se puede detallar la interacción que tiene el

usuario al jugar.


50

Fig. 15. Diagrama de Flujo de Juego

Diagrama de Arquitectura

Para soportar la aplicación móvil se planteó utilizar los servidores de Unity como instancias de

prueba para llevar el desarrollo, al final, se exporta un APK para Android donde se instala en el

dispositivo móvil del usuario.

La aplicación cuenta con un Api de Google Maps, la cual brinda el servicio de geolocalización y

permite hacer uso de mapas en el aplicativo. Además cuenta con un servicio de autentificación

enlazado con Firebase la cual permite registrar usuarios e iniciar sesión.


51

Al final se muestra la información de la geolocalización la cual se utiliza para hacer el despliegue

de los escenarios de Realidad Aumentada.

Fig. 16. Diagrama Arquitectura


52

Storyboards

Fig. 17. Storyboard 1


53

Fig. 18. Storyboard 2


54

C. Desarrollo e Implementación

Así pues, con el diseño de la aplicación móvil definido se procedió a realizar el desarrollo e

implementación. Para esto, se utilizaron herramientas informáticas Open Source que permitieron

implementar las tecnologías necesarias para el funcionamiento del aplicativo.

Desarrollo con Unity

Unity3D (Unity) es propiedad de Unity Technologies, y actualmente es uno de los motores de

juego más importantes y extendidos. Permite utilizar Javascript , Boo y C#, y dispone de un

editor que agiliza el desarrollo del videojuego. También posee una amplísima comunidad, que

ayuda a resolver dudas y crea plugins para cubrir aspectos puntuales del desarrollo, algunos de

los cuales son muy potentes y su uso está muy extendido. Entre todos los videojuegos que se han

desarrollado usándolo podemos destacar algunos: Monument Valley, The Forest, Oddworld: New

‘n’ Tasty, Rust y Broforce. [10] Se escogió Unity como entorno de desarrollo debido a que el

motor funciona iterando sobre un Game Loop que itera en cada frame para realizar los cálculos y

el renderizado. Este patrón de diseño es el más usado en este tipo de sistemas cuya prioridad es

ejecutar el programa en tiempo real sin perder rendimiento.[11]

Fig. 19. Entorno de desarrollo Unity


55

Además se hizo aprovechamiento de su interfaz de usuario donde podemos observar cinco

separaciones claras en la figura 19. En primer lugar, podemos observar la ventana marcada con el

uno y esta es la ventana de jerarquía. Aquí es donde estarán presentes todos los elementos en la

escena de juego. En ella los elementos entablan una relación de padres e hijos para organizar la

escena. En ella solo se albergan GameObjects. Con el número dos, encontramos la venta de

proyecto. Este apartado contiene todos los elementos o assets que tenga juego. El número tres es

la vista de la escena, donde podemos movernos en tres dimensiones o dos según las dimensiones

del juego, y la vista de juego, donde se mostrará el juego mientras se monta con la imagen final

que tendrá. También es la vista que mostrará el juego mientras esté en ejecución en el editor. La

barra de herramientas, que en la figura 19 se demarca con el número cuatro, contiene botones 9

que hacen más rápida la interacción con el usuario. Aquí podemos seleccionar el modo del cursor

del ratón para la vista de escena, ejecutar, pausar o parar el juego y cambiar la disposición de las

ventanas del editor entre otras cosas. Cabe decir, que estas ventanas pueden ser modificadas al

gusto del usuario también mediante drag and drop. Finalmente, tenemos el inspector marcado con

el número cinco. Esta ventana es la encargada de ofrecer información detallada de todos los

elementos seleccionables del proyecto.[12]

Se desarrolló e implementó las interfaces de la aplicación móvil donde se crearon las

funcionalidades definidas en el diseño y el HUD (Heads Up Display) del jugador el cual contiene

los objetos con los cuales cuenta el usuario al momento de jugar, el nombre y la configuración.

Autenticación con Firebase

Para implementar el sistema de logueo y registro de usuario se utilizó el servicio de autenticación

de Firebase creando un proyecto en el Firebase Console, el cual proporciona servicios de

backend, SDK y bibliotecas de IU para autenticar usuarios en tu app, a través de un JSON con los

servicios de Firebase utilizados. Admite autenticación con contraseñas, proveedores de

identidades federadas populares, y más opciones.[13]


56

En el proyecto se ha decidido realizar la autenticación por mail y password.[13]

Fig. 20. Usuarios en Firebase

Una vez implementado, se puede generar nuevos usuarios desde la propia aplicación o mediante

el acceso web de Firebase Authentication.[13]

Implementando Servicio Google Maps Api

Para implementar el mapa de la Universidad San Buenaventura Cali en tiempo real, nos valimos

del servicio que ofrece Google Maps Api ya que permite la visualización de Google Maps en tus

propias aplicaciones móviles. El API proporciona unas determinadas herramientas para

interaccionar con los mapas y añadir contenido a los mismos a través de una serie de servicios,

permitiendo llegar a crear aplicaciones con mapas de gran complejidad y robustez. [14]

Para implantar esta tecnología en la aplicación móvil, Google te proporciona una clave

credencial, que es válida para un único directorio o dominio. Para obtener esta clave se debe tener

una cuenta de google, y la clave que se proporciona estará conectada a dicha cuenta. [14]


57

Fig. 21. Implementación del Mapa

Desarrollo con Vuforia

Vuforia es un kit de desarrollo de software de Realidad Aumentada (SDK) para dispositivos

móviles que permite la creación de aplicaciones de Realidad Aumentada. Se utiliza la tecnología

de visión por ordenador para reconocer y realizar un seguimiento de las imágenes planas

(objetivos imagen) y objetos 3D simples, tales como cajas, en tiempo real. Esta capacidad de

registro de imágenes permite a los desarrolladores posicionar y orientar los objetos virtuales, tales

como modelos en 3D y otros medios de comunicación, en relación con las imágenes del mundo

real cuando éstos se ven a través de la cámara de un dispositivo móvil. [16]

Al implementar Vuforia, genera una Api Key con la cual se utiliza para la creación de la base de

datos interna en la cual se almacenan los elementos 3D que componen el escenario de realidad

aumentada y se integra con el editor de Unity haciendo uso del componente de la cámara de

realidad aumentada, de esta misma manera se integra con el componente de la cámara del

dispositivo móvil en caso de emplearla para el desarrollo.


58

Fig. 22. Implementación de SDK Vuforia

Para el posicionamiento de los escenarios de realidad aumentada se hace valer de la latitud y

longitud donde se permite ubicar los objetos directamente en el mapa previamente implementado.

De esta misma forma también captura las coordenadas del usuario que está haciendo uso de la

aplicación móvil por medio de la geolocalización y con base a la distancia del usuario se muestra

el escenario de realidad aumentada en el cual debe estar cerca al punto en el cual se posicionó en

el mapa previamente.

Edición de Videos con After Effects

Para la creación y edición de los videos se utilizó las herramientas brindadas por Adobe After

Effects el cual proporciona un entorno y unas herramientas dirigidas a crear una extensa variedad

de efectos de posproducción de la imagen. Está pensado especialmente para la composición de

imágenes de vídeo mediante la acumulación de capas de transparencia. En este sentido podría

compararse a Photoshop, pero en After Effects entra en juego la dimensión temporal. Desde este

punto de vista también admite comparación con Premiere; de hecho, se pueden encontrar una

serie de similitudes, pero no hay que perder de vista que cada uno de ellos se adecua a diferentes


59

finalidades. After Effects sobrepasa con mucho en flexibilidad y precisión las herramientas con

las que cuenta Premiere para la realización de las operaciones de animación, máscara, etc., así

como todas aquellas que no sean fundamentalmente operaciones de edición. Por otro lado, si

nuestro fin de mayor importancia en un proyecto audiovisual es el montaje de un material de

audio y vídeo, desde el proceso de captura hasta la conclusión del producto audiovisual final, sin

que la parte de efecto. [17] Con esta herramienta se implementó las animaciones que contienen lo

videos encontrados en la aplicación móvil.

Fig. 23. Montaje de videos en After Effects


60

X. VALIDACIÓN DE PROTOTIPO

Para realizar la validación de prototipo se implementaron casos de prueba de usuarios (CPU) en

los cuales se testea cada caso de uso y se evalúa si cumple a cabalidad una serie de pasos

destinados a verificar los requisitos funcionales y no funcionales.

Casos de Prueba de Usuario

Tabla IV. Cuadros de Casos de Pruebas de Usuarios

ID Prueba: CPU-1 Prueba diseñada por: Fabián Felipe Varon

Título: Caso de Prueba de Usuario - Registro de usuarios.

Prueba ejecutada por: Fabián Felipe Varon

Objetivo: Verificar que se permita registrar usuarios en la aplicación móvil.

Fecha de ejecución: 30/05/18

Precondiciones:

Pasos #

Descripción Info. Necesaria

Resultado Esperado

Resultado Aprobada/No Aprobada

1 Pulsar botón ‘Registrate’.

Redirección a la vista de registro de usuarios.

El aplicativo móvil redireccionó correctamente a la vista de registro de usuarios.

Aprobada.

2 Ingresar ‘nombre’ del usuario.

Nombre del usuario.

No aplica. No aplica.

3 Ingresar ‘nickname’ del usuario.

Nickname del usuario.


4 Ingresar ‘contraseña’ del usuario.

Contraseña del usuario.


5 Pulsar botón ‘Iniciar’.

Logueo y registro del

El aplicativo móvil registro y logueo a

Aprobada


61

usuario en la aplicación móvil y redirección a la vista del menú principal.

el usuario correctamente y lo redireccionó a la vista del menú principal.


Título: Caso de Prueba de Usuario - Iniciar sesión.


Objetivo: Verificar que se permita iniciar sesión en la aplicación móvil correctamente.


Pre-condiciones: Usuario registrado en la aplicación móvil.

Pasos #


Resultado Esperado


1 Ingresar ‘Usuario’.

Nickname del usuario.


2 Ingresar ‘contraseña’.

Contraseña del usuario.


3 Pulsar botón ‘Iniciar Sesión’.

Logueo del usuario y redirección a la vista del menú principal.

El aplicativo móvil logueo a el usuario correctamente y lo redireccionó a la vista del menú principal

Aprobada


Título: Caso de Prueba de Usuario - Ver lista de videos.


Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite listar los vídeos alojados en el sistema.


Pre-condiciones: Usuario con sesión activa.

Paso Descripción Info. Resultado Resultado Aprobada/No


62

s #

Necesaria Esperado Aprobada

1 Pulsar botón ‘Videos Instructivos’.

Redirección a la vista de videos en la cual los videos listados deben estar cargados.

El aplicativo móvil redireccionó correctamente a la vista de videos y cargo todos los videos listados.

Aprobada.


Título: Caso de Prueba de Usuario - Visualizar video.


Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite visualizar los vídeos alojados en el sistema.


Pre-condiciones: Usuario con sesión activa, encontrarse en la vista de videos.

Pasos #


Resultado Esperado


1 Seleccionar un video listado.

Redirección a la vista de reproducción de video en la cual está cargado el video seleccionado.

El aplicativo móvil redireccionó correctamente a la vista de reproducción de video y cargó el video seleccionado.

Aprobada.

2 Pulsar botón de play.

Reproducir el vídeo seleccionado.

El aplicativo móvil reprodujo correctamente el video seleccionado al presionar el botón de play.

Aprobada.

3 Pulsar botón de pausa.

Pausar el vídeo seleccionado.

El aplicativo móvil pausó correctamente el video seleccionado al presionar el botón de pausa.

Aprobada.


63


Título: Caso de Prueba de Usuario - Seleccionar Misión.


Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite seleccionar las misiones disponibles en la vista de misiones.


Pre-condiciones: Usuario con sesión activa.

Pasos #


Resultado Esperado


1 Pulsar botón ‘Empieza a Jugar’.

Redirección a la vista de misiones.

El aplicativo móvil redireccionó a la vista de misiones.

Aprobada.

2 Seleccionar entre las misiones ‘Incendio en la USB’ o ‘Sismo en la USB’.

Redirección a la vista de la misión seleccionada.

El aplicativo móvil redireccionó correctamente a la vista de la misión seleccionada.

Aprobada.


Título: Caso de Prueba de Usuario - Recibir mapa.


Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite la implementación del mapa en las misiones.


Pre-condiciones: Usuario con sesión activa, encontrarse en la vista de la misión seleccionada.

Pasos #


Resultado Esperado


1 Mostrar mapa de la universidad.

Mapa de la universidad implementado en la misión

El aplicativo móvil mostró el mapa implementado en

Aprobada.


64

seleccionada. la misión seleccionada.

2 Mostrar posición del usuario en el mapa.

Icono del usuario en el lugar en el cual se encuentra ubicado en el mapa.

El aplicativo móvil mostró el icono señalando la ubicación del usuario en el mapa.

Aprobada.

3 Mostrar posición de los puntos de interacción en el mapa.

Labels representativos en los puntos de interacción del mapa.

El aplicativo móvil mostró los labels representativos en los puntos de interacción del mapa.

Aprobada.


Título: Caso de Prueba de Usuario - Recibir Indicaciones.


Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite suministrar indicaciones de como completar la misión seleccionada.



Pasos #


Resultado Esperado


1 Suministrar información sobre el objetivo de la misión.

Tips de indicación de cómo completar la misión.

El aplicativo móvil suministró tips de indicación de cómo completar la misión al usuario.

Aprobada.

2 Suministrar ubicaciones a las cuales el usuario debe dirigirse para

Coordenadas de las ubicaciones a las cuales el usuario debe dirigirse para

El aplicativo móvil suministró coordenadas de las ubicaciones a las cuales el

Aprobada.


65

completar la misión.

completar la misión.

usuario debe dirigirse para completar la misión.


Título: Caso de Prueba de Usuario - Empezar misión.


Objetivo: Verificar que el aplicativo móvil permite comenzar la misión seleccionada.



Pasos #


Resultado Esperado


1 Al seleccionar la misión, empezar a ejecutarse la misión seleccionada.

Visualización del HUD(Heads Up Display) del usuario.

El aplicativo móvil mostró salud y herramientas necesarias para el usuario.

Aprobada.


Título: Caso de Prueba de Usuario - Empezar simulación de Realidad Aumentada.


Objetivo: Verificar que el aplicativo permite empezar una simulación de Realidad Aumentada durante la ejecución de la misión.


Pre-condiciones: Usuario con sesión activa, haber comenzado una misión.

Pasos #


Resultado Esperado


1 Interactuar con las llamas o fuego ubicados en el

Vista en RA del entorno incendiado al momento de

El aplicativo móvil interactuó con el usuario mostrando una vista en RA del

Aprobada.


66

mapa. ubicarse en la zona de incendio del mapa.

incendio al momento de acercarse al lugar de las llamas ubicadas en el mapa.

2 Interactuar con los extintores en RA ubicados en la simulación.

Interacción en la cual el usuario toca el extintor y lo adquiere. Al recolectar un extintor, las llamas mostradas en el entorno bajan su intensidad, una vez apagadas, se completa la misión.

El aplicativo móvil interactuó con el usuario al momento de tocar y adquirir un extintor ubicado en el mapa y se disminuyó la intensidad de las llamas, se repitió el proceso hasta completar la misión.

Aprobada.

3 Interactuar con las fisuras ubicadas en el mapa.

Vista en RA del entorno el cual caen escombros al momento de acercarse a la zona de fisuras ubicada en el mapa.

El aplicativo móvil interactuó con el usuario mostrando una vista en RA, la cual caían escombros al momento de acercarse a las fisuras ubicada en el mapa.

Aprobada

4 Interactuar con los puntos seguros

Vista en la cual indica que se completa la misión al momento de entrar en un punto seguro ubicado en el mapa.

El aplicativo móvil interactuó con el usuario mostrando una vista en la cual indicó que se completó la misión al momento de entrar en un punto seguro ubicado en el mapa.

Aprobada


67

XI. CONCLUSIONES

● Se realizaron los estudios de las medidas preventivas en caso de incendio y sismo por

parte del departamento especializado en estas situaciones de emergencia en el cual se

identificó el Plan de Emergencias de la Universidad San Buenaventura, que nos brindó los

datos e información necesaria para empezar a diseñar la solución informática.

● Se seleccionaron los insumos y las tecnologías necesarias que permitieron ofrecer un

desarrollo apto al proyecto donde se escogieron tecnologías Open Source que permitieron

implementar las tecnologías en el desarrollo de la solución informática.

● Se realizó el diseño de una aplicación móvil educativa en prevención de emergencias de

sismos e incendios con realidad aumentada donde permite a la comunidad de la

Universidad San Buenaventuras educarse y capacitarse en cómo actuar frente a estas

situaciones, captando su interés por su solución innovadora e interactiva.

● Se desarrolló la aplicación móvil en prevención de emergencias de sismos e incendios con

realidad aumentada y se realizó la implementación de pruebas de usuario que validen su

funcionamiento correcto, como resultado obtuvimos una aplicación móvil que permite

capacitar intuitivamente a la comunidad san bonaventuriana sobre cómo actuar frente a

una situación de emergencia.


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XII. TRABAJOS FUTUROS

Como trabajos futuros se plantea las siguientes ideas que pueden funcionar como complemento a

la aplicación móvil. La ideas son las siguientes:

● Herramienta Incluyente: se plantea como trabajo futuro crear un módulo incluyente

debido a que actualmente la aplicación no cuenta con un sistema que permita a las

personas con discapacidad visual hacer uso de ella. Por ende, se propone crear una

herramienta que permita al usuario hacer uso de la aplicación por medio del audio, donde

se describa todas las acciones que debe hacer el usuario con la aplicación móvil.

● Módulo “Emergencia Médica”: se plantea como trabajo futuro crear un módulo el cual

explique la pautas a tener en cuenta en caso de presentarse una emergencia médica y en la

cual se pueda hacer uso de la realidad aumentada para realizar simulaciones en tiempo de

real de cómo actuar.

● Módulo “Emergencia Terrorista”:se plantea como trabajo futuro crear un módulo el

cual explique la pautas a tener en cuenta en caso de presentarse una emergencia terrorista

y en la cual se pueda hacer uso de la realidad aumentada para realizar simulaciones en

tiempo de real de cómo actuar.


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XIII. BIBLIOGRAFÍA

[1] N. Morales, "Impacto de Desastres y Situaciones de Emergencia en el Ámbito de la Salud en

el Perú," .

[2] R. Ariel Abeldaño and R. Fernández, "Salud mental en la comunidad en situaciones de

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[3] Universidad de San Buenaventura Cali, "Plan maestro de emergencias USB cali 2013," .

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