LA REALIDAD AUMENTADA UN DESAFÍO EN LA EDUCACIÓN SALVADOREÑA

 LA REALIDAD AUMENTADA UN DESAFÍO  EN LA EDUCACIÓN SALVADOREÑA

Cada día los límites entre la ciencia ficción y la realidad se rompen cada vez con mayor facilidad, sino ágamos un poco de memoria y recordemos las clásicas novelas de ciencia ficción de H.J. Gues. Como un viaje a la luna o un viaje al centro de la tierra, donde se habla de máquinas voladoras capaces de ir a la luna o al centro de la tierra cuando erra impensables hoy en día esa visión de esas clásicas novelas de ciencia ficción está siendo superada por la realidad, y se nos abre las puertas a lo que hoy por hoy conocemos como Realidad Aumentada (RA) esta supone una interacción entre el mundo físico y el virtual, “No es más que la adaptación de la necesidad de la información al presente para proyectarnos al futuro”, debido es que los avances tecnológicos que cada día avanzan a pasos sorprendentes son obsoletos bajo los actuales esquemas de enseñanza tradicional y es en esta área donde la RA. Esta teniendo mayor aplicación, conjuntamente con otras áreas (a continuación amplio). Los educadores como garantes de los conocimientos de la actual y futuras generaciones debemos de estar conocedores de esta nueva tecnología debido a que la globalización cada vez ase más accesible esta tecnología más aún porque tiene gran aplicación en el campo de la educación es debido a esto que he decidido realizar el sí quinte escrito que al final del mismo, anexare una pequeña elección de videos de tantos que he encontrado para demostrarles que esta tecnología está al pasos de unos pocos años quizás meses incluso para los salvadoreños.

                                                     Por: Lic. Mario Alexis Ayala P.

  ¿Que La realidad aumentada (RA)?

  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 en tiempo real.

Consiste en un conjunto de dispositivos que añaden información virtual a la información física ya existente, es decir, añadir una parte sintética virtual a lo real.

Esta es la principal diferencia con realidad, puesto que no sustituye la realidad física, sino que sobreimprime los datos informáticos al mundo real.

Con la ayuda de la tecnología (por ejemplo, añadiendo la visión por computador y reconocimiento de objetos) la información sobre el mundo real alrededor del usuario se convierte en interactiva y digital.

La información artificial sobre el medio ambiente y los objetos pueden ser almacenados y recuperada como una capa de información en la parte superior de la visión del mundo real.

La realidad aumentada de investigación explora la aplicación de imágenes generadas por ordenador en tiempo real a secuencias de video como una forma de ampliar el mundo real.

La investigación incluye el uso de pantallas colocadas en la cabeza, un display virtual colocado en la retina para mejorar la visualización, y la construcción de ambientes controlados a partir sensores y actuadores.

Hardware

Los dispositivos de Realidad aumentada normalmente constan de un "headset" y un sistema de display para mostrar al usuario la información virtual que se añade a la real.

El "headset" lleva incorporado sistemas deGPS, necesarios para poder localizar con precisión la situación del usuario.

Los dos principales sistemas de "displays" empleados son la pantalla óptica transparente (Optical See-through Display) y la pantalla de mezcla de imágenes (Video-mixed Display).

Tanto uno como el otro usan imágenes virtuales que se muestran a los usuarios mezclados con la realidad o bien proyectados directamente en la pantalla.

Los Sistemas de realidad aumentada modernos utilizan una o más de las siguientes tecnologías:

Cámaras digitales, sensores ópticos, acelerómetros, GPS, giroscopios, brújulas de estado sólido, RFID, etc.

El Hardware de procesamiento de sonido podría ser incluido en los sistemas de realidad aumentada.

Los Sistemas de cámaras basadas en Realidad Aumentada requieren de una unidad CPU potente y gran cantidad de memoria RAM para procesar imágenes de dichas cámaras.

La combinación de todos estos elementos se da a menudo en los smartphones modernos, que los convierten en una posible plataforma de realidad aumentada.

Software

Para fusiones coherentes de imágenes del mundo real, obtenidas con cámara, e imágenes virtuales en 3D, las imágenes virtuales deben atribuirse a lugares del mundo real.

Ese mundo real debe ser situado, a partir de imágenes de la cámara, en un sistema de coordenadas.

Dicho proceso se denomina registro de imágenes.

Este proceso usa diferentes métodos de visión por ordenador, en su mayoría relacionados con el seguimiento de vídeo.

Muchos métodos de visión por ordenador de realidad aumentada se heredan de forma similar de los métodos de edometría visual.

Por lo general los métodos constan de dos partes.

En la primera etapa se puede utilizar la detección de esquinas, la detección de Blob, la detección de bordes, de umbral y los métodos de procesado de imágenes.

En la segunda etapa el sistema de coordenadas del mundo real es restaurado a partir de los datos obtenidos en la primera etapa.

Algunos métodos asumen los objetos conocidos con la geometría 3D (o marcadores fiduciarios) presentes en la escena y hacen uso de esos datos.

En algunos de esos casos, toda la estructura de la escena 3D debe ser calculada de antemano.

Si no hay ningún supuesto acerca de la geometría 3D se estructura a partir de los métodos de movimiento.

Los métodos utilizados en la segunda etapa incluyen geometría proyectiva (epipolar), paquete de ajuste, la representación de la rotación con el mapa exponencial, filtro de Kalman y filtros de partículas.

Existen tres técnicas principales para mostrar la realidad aumentada:

Display en la cabeza

Una pantalla instalada en la cabeza (HMD Head-Mounted Display) muestra tanto las imágenes de los lugares del mundo físico y social donde nos encontremos, como objetos virtuales sobre la vista actual del usuario.

Los HMD son dispositivos ópticos que permiten al usuario poder ver el mundo físico a través de la lente y superponer información gráfica que se refleja en los ojos del usuario. El HMD debe ser rastreado con un sensor.

Este seguimiento permite al sistema informático añadir la información virtual al mundo físico.

La principal ventaja de la HMD de Realidad Aumentada es la integración de la información virtual dentro del mundo físico para el usuario.

La información gráfica está condicionada a la vista del usuario.

Display de mano

El dispositivo manual con realidad aumentada cuenta con un dispositivo informático que incorpora una pantalla pequeña que cabe en la mano de un usuario.

Todas las soluciones utilizadas hasta la fecha por los diferentes dispositivos de mano han empleado técnicas de superposición sobre el video con la información gráfica.

Inicialmente los dispositivos de mano empleaban sensores de seguimiento tales como brújulas digitales y GPS que añadían marcadores al video.

Más tarde el uso de sistemas, como ARToolKit, nos permitían añadir información digital a las secuencias de video en tiempo real.

Hoy en día los sistemas de visión como SLAM o PTAM son empleados para el seguimiento.

El display de mano promete ser el primer éxito comercial de las tecnologías de Realidad Aumentada.

Sus dos principales ventajas son el carácter portátil de los dispositivos de mano y la posibilidad de ser aplicada en los teléfonos con cámara.

Display espacial

La Realidad Aumentada espacial (SAR) hace uso de proyectores digitales para mostrar información gráfica sobre los objetos físicos.

La diferencia clave es que la pantalla está separada de los usuarios del sistema. Debido a que el display no está asociado a cada usuario, permite a los grupos de usuarios, utilizarlo a la vez y coordinar el trabajo entre ellos.

SAR tiene varias ventajas sobre el tradicional display colocado en la cabeza y sobre dispositivos de mano.

El usuario no está obligado a llevar el equipo encima ni a someterse al desgaste de la pantalla sobre los ojos.

Esto hace del display espacial un buen candidato para el trabajo colaborativo, ya que los usuarios pueden verse las caras.

El display espacial no está limitado por la resolución de la pantalla, que sí que afecta a los dispositivos anteriores.

Un sistema de proyección permite incorporar más proyectores para ampliar el área de visualización.

Los dispositivos portátiles tienen una pequeña ventana al mundo para representar la información virtual, en cambio en un sistema SAR puedes mostrar un mayor número de superficies virtuales a la vez en un entorno interior.

Es una herramienta útil para el diseño, ya que permite visualizar una realidad que es tangible de forma pasiva.

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.

  Proyectos educativos:

Actualmente la mayoría de aplicaciones de realidad aumentada para proyectos educativos se usan en museos, exhibiciones, parques de atracciones temáticos... puesto que su coste todavía no es suficientemente bajo para que puedan ser empleadas en el ámbito doméstico.

Estos lugares aprovechan las conexiones wireless para mostrar información sobre objetos o lugares, así como imágenes virtuales como por ejemplo ruinas reconstruidas o paisajes tal y como eran en el pasado, Además de escenarios completos en realidad aumentada, donde se pueden apreciar e interactuar con los diferentes elementos en 3D, como partes del cuerpo.

  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?",

 de Blast Theory.

 Es un juego on-line de persecución por las calles donde los jugadores empiezan en localizaciones aleatorias de una ciudad, llevan un ordenador portátil y están conectados a un receptor de GPS.

El objetivo del juego es procurar que otro corredor no llegue a menos de 5 metros de ellos, puesto que en este caso se les hace una foto y pierden el juego. La primera edición tuvo lugar en Sheffield pero después se repitió en otras muchas ciudades europeas.

Otro de los proyectos con más éxito es el ARQuake Project, donde se puede jugar al videojuego Quake en exteriores, disparando contra monstruos virtuales.

A pesar de estas aproximaciones, todavía es difícil obtener beneficios del mercado de los juegos puesto que el hardware es muy costoso y se necesitaría mucho tiempo de uso para amortizarlo.

 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...

  Arquitectura:

La 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. 

La realidad aumentada puede incluir imágenes de los objetos ocultos, que pueden ser especialmente eficaces para el diagnóstico médico o la cirugía. Como por ejemplo una radiografía de rayos vista virtualmente basada en la tomografía previa o en las imágenes en tiempo real de los dispositivos de ultrasonido o resonancia magnética nuclear abierta.

  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 y 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.

  Colaboración:

La 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.

La revista Esquire publica en la edición de diciembre de los 2009 diferentes códigos QR (Quick Response), que son una variante más potente de los códigos de barras que pueden ser escaneados por una webcam que en reconocerlos nos ofrece información extra sobre el producto.

Los códigos QR que incorpora la revista son reconocidos por las webcams de los usuarios y en ser reconocidos activan un video superpuesto a la imagen de la webcam. Para poder interpretarlos se necesita un software específico.

  Turismo:

Plataformas como Junaio  o Layar permiten el desarrollo de aplicaciones a terceros, prácticamente sin conocimientos técnicos, a través de sus servidores.

Esto ha fomentado la publicación de miles de aplicaciones sobre turismo, gincanas, exposiciones virtuales, etc.

• Información:

La empresa austriaca Mobilizy ha desarrollado Wikitude. Al apuntar la cámara del móvil hacia un edificio histórico, el GPS reconoce la localización y muestra información de la Wikipedia sobre el monumento.

En Japón, Sekai Camera, de la empresa Tonchidot, añade al mundo real los comentarios de la gente acerca de direcciones, tiendas, restaurantes... Acrossair, disponible en siete ciudades, entre ellas Madrid y Barcelona, identifica en la imagen la estación de metro más cercana. Bionic Eye y Yelp Monocle, en EE UU, son ejemplos similares.

La Realidad Aumentada debe tener más ejemplos de español modelos informáticos de lugares y sonidos relacionados con la realidad física, así como determinar la situación exacta de cada usuario, y ser capaz de mostrar al usuario una representación realista del entorno que se ha añadido virtualmente.

Es muy importante determinar la orientación y posición exacta del usuario, sobre todo en las aplicaciones que así lo requieran: uno de los retos más importante que se tiene a la hora de desarrollar proyectos de Realidad Aumentada es que los elementos visuales estén coordinados a la perfección con los objetos reales, puesto que un pequeño error de orientación puede provocar un des alineamiento perceptible entre los objetos virtuales y físicos.

En zonas muy amplias los sensores de orientación usan magnetómetros, inclinómetros, sensores inerciales... que pueden verse afectados gravemente por campos magnéticos, y por lo tanto se ha de intentar reducir al máximo este efecto.

Sería interesante que una aplicación de Realidad Aumentada pudiera localizar elementos naturales (como árboles o rocas) que no hubieran sido catalogados previamente, sin que el sistema tuviera que tener un conocimiento previo del territorio. Como reto a largo plazo es posible sugerir el diseño de aplicaciones en los que la realidad aumentada fuera un poco más allá, lo que podemos llamar "realidad aumentada retroalimentada", esto es, que la "descoordinación" resultante del uso de sensores de posición/orientación, fuera corregida midiendo las desviaciones entre las medidas de los sensores y las del mundo real. 

Imagina un sistema de realidad aumentada que partiendo de pares de imágenes estéreo obtenidas de dos cámaras solidarias al usuario (head-mounted) y de la posición del mismo, fuera capaz de determinar la posición y orientación exacta del que mira.

Es importante señalar que la realidad aumentada es un desarrollo costoso de la tecnología. Debido a esto, el futuro de la RA depende de si esos costos se pueden reducir de alguna manera.

Si la tecnología RA se hace asequible, podría ser muy amplia, pero por ahora las principales industrias son los únicos compradores que tienen la oportunidad de utilizar este recurso.

En el futuro podríamos encontrar aplicaciones de este estilo para la R.A.:

  Aplicaciones de multimedia mejoradas, como pseudo pantallas holográficas virtuales, sonido envolvente virtual de cine, "holodecks" virtuales (que permiten imágenes generadas por ordenador para interactuar con artistas en vivo y la audiencia).

  Conferencias virtuales en estilo "holodeck".

 Sustitución de teléfonos celulares y pantallas de navegador de coche: inserción de la información directamente en el medio ambiente. Por ejemplo, las líneas de guía directamente en la carretera.

  Plantas virtuales, fondos de escritorio, vistas panorámicas, obras de arte, decoración, iluminación, etc, la mejora de la vida cotidiana.

  Con los sistemas de RA se puede entrar en el mercado de masas, viendo los letreros virtualmente, carteles, señales de tráfico, las decoraciones de Navidad, las torres de publicidad y mucho más. Éstos pueden ser totalmente interactivos, incluso a distancia.

 Cualquier dispositivo físico que actualmente se produce para ayudar en tareas orientadas a datos (como el reloj, la radio, PC, fecha de llegada / salida de un vuelo, una cotización, PDA, carteles informativos / folletos, los sistemas de navegación para automóviles, etc.) podrían ser sustituidos por dispositivos virtuales.

NOTA: Cada día los dispositivos electrónicos se abren nuevas fronteras en el uso cotidiano las barreras culturales y económicas la RA no es la excepción al paso del desarrollo de la misma también se abren nuevas fronteras en todos los ámbitos de la vida cotidiana.

La educación ha sido uno de los ítems que más se ha visto modificada por la eclosión de la Web social.

No cabe ninguna duda que, un entramado como el actual, en el que la calidad se consolida como la piedra filosofal que lo sustenta y construido a golpe de palabras que simbolizan conocimientos y opiniones, se consolidaría como una potente plataforma que terminaría de una vez por todas con viejos paradigmas asociados a la información sesgada, hecho que sin duda, ha incidido en los procesos educativos.

Cambian los enfoques  y, de la educación tradicional se rescata el mensaje que hace referencia a lo cíclica que es la vida, no cabe duda que, las nuevas tecnologías se centran en la exaltación del dinamismo y la consolidación del cambio como eje central para la formación integral, así las nuevas tecnologías rescatan los tradicionales principios del troquelado, ofreciendo infinidad de opciones en el ámbito de las ventas online, la educación, la medicina o la formación online.

Del troquelado a nuestros días… los inicio de la realidad aumentada

Si nos retrotraemos en la historia a los primeros libros troquelados, nos daremos cuenta que los principios sobre los que se asienta la realidad aumentada son los mismos y si bien las posibilidades de lograr modelos educativos más integrales en los que la innovación y la creatividad que se desprende siempre de la comprobación empírica sustenten un conocimiento mucho más global, el principal obstáculo lo encontramos en los escasos conocimientos que los docentes tienen aún de las nuevas tecnologías.
Adicionalmente, la realidad aumentada es una tecnología que comienza a penetrar en el mercado de la mano del auge de los smartphones y como resultado de la exaltación de las compras comunitarias.

Estamos por lo tanto ante un gran desafío que se encuentra con dos obstáculos en el camino; por un lado la escasa formación docente en el marco de las nuevas tecnologías y, por el otro, la escasa penetración de la realidad aumentada en los hábitos y costumbres, sin embargo éste último – según se mire- puede transformarse en una fortaleza si docentes y alumnos integran, mentalmente las nuevas tecnologías como forma de vida y comienzan la senda del aprendizaje de forma simultánea.

Volvamos a los materiales troquelados que permitían una visión dinámica de los contenidos lo que fomentaba los procesos de aprendizaje y aumentaban la introspección del cambio como eje central de la educación.

La calidad aumentada permite lo mismo, pero con los avances de las nuevas tecnologías creando una realidad híbrida en la que el entorno virtual se exalta para promocionar el entorno real.

La RA es esencial en el nuevo modelo de consumo ya que favorece la experiencia de compra, eliminando uno de los principales obstáculos de las compras online; la imposibilidad del usuario de ver y tocar el artículo que va a adquirir.

Si extrapolamos la experiencia de compra al proceso de aprendizaje, tenemos nuevamente el troquelado pero… en esta ocasión, el troquelado 2.0; mayor percepción, mayor interacción… mayor aprendizaje.

Realidad aumentada aplicada a la educación

Imaginemos la realidad aumentada aplicada a la medicina; enlazar imágenes virtuales a los objetos reales permite hoy, grandes avances en la ciencia médica.

En cirugía la posibilidad del cirujano de visualizar el área afectada a través de realidad aumentad, ha confirmado un descenso en los efectos adversos de la cirugía.

De igual forma en aprendizajes de índole militar, la calidad aumentada se aplica a los simuladores, haciendo más real la adquisición empírica de conocimientos y habilidades.

Arquitectura, cirugía ocular, dispositivos de navegación, industria, ecología, geología y… obviamente la educación infantil atendiendo a criterios de aprendizaje ocular y auditivo, exaltando – gracias a la realidad aumentada- la innovación y la creatividad como cualidades inherentes al individuo.

Comprensión de lectura y realidad aumentada, indispensable en el proceso educativo

Finalmente y no es un tema menor, la realidad aumentada comienza a situarse en primera línea de interés por parte de los responsables de la educación debido principalmente a su eficiencia en relación al proceso de comprensión lectora, base del aprendizaje y sin duda, esencial para el individuo.

En definitiva, la realidad aumentada será implementada en todos los procesos educativos y formativos en el futuro, sin ninguna duda, la combinación entre la realidad y el entorno virtual, optimiza los aprendizajes y activa áreas del cerebro esenciales para minimizar la ineficiencia de los esquemas educativos tradicionales.

Algunos ejemplos en Vídeo

De la enorme cantidad de vídeos existentes  relacionados con este tema, les dejare con una pequeñas elección:

San Salvador 16 de diciembre de 2011