PROYECTO DE GRADO (INGENIERÍA DE SISTEMAS)
2015
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TECNOLOGÍA
(Línea de Investigación)
A 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Jaramillo Villegas , E. (s.f.). Analisis y Diseño de Algoritmos. Obtenido de www.virtual.unal.edu.co: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4060024/Lecciones/Capitulo%20I/problemas.htm
TECNOLOGÍA
(Línea de Investigación)
Título:
“Diseño e implementación de realidad amentada como
herramienta para el aprendizaje en los estudiantes del curso Virtual de
Ensamble y Mantenimiento de Computadores de la Universidad nacional Abierta y a
distancia UNAD”
A 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Según ( Pedraza & Valbuena , 2014) :
Un estudio realizado por la Universitat
Ramon Llull , demuestra que la aplicación adecuada de las tecnologías de la
información y las comunicaciones (TIC), en el aula, puede ser una herramienta
efectiva para mejorar significativamente los resultados académicos de los
estudiantes . Resaltando que no basta dotar las aulas con la tecnología sino
que deben tenerse contenidos educativos adecuados y profesorado con la
formación necesaria para aprovechar el valor añadido de las TIC. El avance en
las TIC ha permitido explorar nuevas metodologías de enseñanza, tales como el
e-learning y el m-learning, buscando reducir las limitaciones de tiempo y
espacio en la formación académica de los estudiantes y fortalecer los procesos
de enseñanza y aprendizaje.
“Adoptar el m-learning
con la realidad aumentada, es una posibilidad que se abre para explorar nuevos
enfoques y metodologías para la optimización y el fortalecimiento de la
enseñanza y el aprendizaje de las matemáticas. Además de realizar aportes
externos a los contenidos expuestos en el aula de clase” ( Pedraza & Valbuena , 2014) .
La asociación de las Tecnologías de la Información y
la Comunicación (TIC) en los métodos
de enseñanza y aprendizaje universitarios están sustituyendo gradualmente al
método tradicional, en técnicas de comunicación directa entre los profesores y
los estudiantes, mediante propuestas
metodológicas de enseñanza que forman uso seguido de los servicios de las TIC. Si bien es innegable que las
técnicas pedagógicas tradicionales han manifestado su potencial, actualmente las instituciones universitarias
globalmente atienden favorablemente el acompañamiento
de nuevas técnicas de enseñanza, con el propósito de optimizar los niveles de
rendimiento para beneficio de estudiantes. De tal forma las nuevas tecnologías están reconociendo
con juicio a las necesidades educativas. Recientes estudios revelan que los
Ambientes Virtuales de Aprendizaje (Virtual
Learning Environment), acogidos en gran variedad de centros de educación
superior, han facilitado el aprendizaje de las materias cursadas.
Debido a la modalidad de estudio abierta y a distancia
que proporciona la UNAD, el estudio de los materiales propuestos en los cursos
se vuelve monótona, aburrida y poco estimuladora, en base a esto se propone el
uso de la realidad aumentada para la optimización de las dinámicas de
aprendizaje.
Los materiales propuestos sobre el ensamble y configuración
de un computador del curso de Ensamble y mantenimiento de computadores, en la
actualidad no ofrecen interactividad a los estudiantes de la UNAD, debido a
esto se presenta una disminución en el interés por las temáticas de cada curso
y con ello se disminuye los conocimientos adquiridos por los estudiantes. También
algunos estudiantes pierden el curso por la inasistencia a las prácticas de
laboratorio y por falta de recursos con los que pueda realizar los laboratorios
sin tener que asistir presencialmente a estos.
Se pretende incorporar un espacio donde el estudiante
pueda tener acceso a herramientas para desarrollar los laboratorios, por
ejemplo si el laboratorio es de ensamblar, desensamblar y configurar un
computador el estudiante podrá observar por medio de objetos 3D mediante la RA,
paso a paso como se realiza y podrá interactuar y manipular las piezas del
computador y observando cada una de las características y la forma de
configurarlo, de esta forma lograría tener una base fundamental para el
desarrollo de la práctica y enviar el informe correspondiente como ya se ha
mencionado; sin necesidad de asistir presencialmente a la Universidad
Con esto, el uso de la realidad aumentada mediante el
uso de animaciones propone aumentar la interacción de los materiales sobre el ensamble
y la configuración del computador, propuestos por en el curso de Ensamble
y Mantenimiento de Computadores, aumentando el interés que se despierta en las
estudiantes por las temáticas tratadas, además tener herramientas de apoyo para
el desarrollo de los laboratorios desarrollados en este curso ofrecido por la UNAD.
Aplicando
la realidad aumentada no se presentara un estudio monótono para los estudiantes
al contrario será más dinámico el estudio de las temáticas de los cursos. Con
ejemplos como los siguientes.
En la imagen se presenta el uso de una caja de arena
interactiva, el cual siendo manipulable genera interés por las temáticas
tratadas en el área de geografía.
O aplicaciones como Strat Chart
Esta aplicación orientada al conocimiento de astronomía, simulando las
figuras de cada constelación.
Por ejemplo de esta forma se genera interese por las temáticas que
trate la astronomía. Así mismo es lo que se pretende con este proyecto pero
enfocándolo a las temáticas del curso al que se quiere implementar la RA, por
ejemplo las partes del computador en 3D hasta la forma de ensamblarlo.
Al igual que en las siguientes imágenes donde se muestra el uso de la
realidad aumentada usándola en la química.
De esta forma se genera interese por las temáticas que trate la
astronomía.
Aplicación
LMS: sistema de gestión de aprendizaje:
Se ha observado como en la educación se han
implementado sistemas como soporte de la misma por ejemplo este sistema LMS.
Un sistema de gestión de
aprendizaje (LMS) es un software instalado en un servidor web que se emplea
para administrar, distribuir y controlar las actividades de formación no
presencial (o aprendizaje electrónico) de una institución u organización.
Las principales funciones del
sistema de gestión de aprendizaje son: gestionar usuarios, recursos así como
materiales y actividades de formación, administrar el acceso, controlar y hacer
seguimiento del proceso de aprendizaje, realizar evaluaciones, generar
informes, gestionar servicios de comunicación como foros de discusión,
videoconferencias, entre otros.
Un sistema de gestión de
aprendizaje generalmente no incluye posibilidades de autoría (crear sus propios
contenidos), sino que se focaliza en gestionar contenidos creados por fuentes
diferentes. La labor de crear los contenidos para los cursos se desarrolla
mediante un Learning Content Management System (LCMS)”.
2. PROPÓSITO DE LA INVESTIGACIÓN
El conjunto de aplicaciones multimedia de propósito
educativo, se utilizan de diferentes formatos, tales como texto, imágenes,
vídeo, animaciones y sonido, para así
poder presentar el material académico a
estudiar. Estas herramientas perfeccionan los métodos tradicionales de
enseñanza, ya que los contenidos, objeto de estudio, se planean
de tal forma que sea sugerente e interesante para el estudiante observador. De
tal forma que cualquier sistema o método posterior convendrá discurrir las
tendencias y necesidades presentes de la educación superior, a todos los entendimientos
inspirados de las nuevas tecnologías. Observando la estructura curricular específica
de las ingenierías, en las que las facultades primordiales solicitan altas cantidades
de abstracción, jurisdicción y /o competencia de por sí, complicada, la
enseñanza y de por si el aprendizaje debería ser más práctico coordinando con lo propuesto
o sugerido.
Por ende, todas las ideas y esfuerzos deben encaminarse hacia un simple
propósito, reforzar la capacidad de análisis de los alumnos, formándolos
participes de un entorno más colaborativo, a la par que motivador, con la ayuda de mecanismos y elementos
audiovisuales, ubicuos en sus actividades académicas.
“El término Realidad Aumentada fue
utilizado por primera vez por Tom Claudel, un investigador de la compañía
Boeing, de quien se dice que acuñó el término a comienzos de la década del 90.
Por ese entonces, para reparar y montar aviones de la compañía los operarios
empleaban un visor montado sobre su cabeza que permitía visualizar textos y
diagramas relativos a la parte del avión que se estaba reparando” (Cwaik,
2014) .
“En 1999 se difundió el término cuando
Hirokazu Kato creó ARToolKit, librería base del mundo de Realidad Aumentada. De
las aplicaciones en mecánica se pasó a nuevos campos, como los juegos, el
marketing, la publicidad, la comunicación empresarial e incluso la educación.
En la actualidad, el logotipo oficial de Realidad Aumentada indica a los
usuarios en qué sitios pueden aprovechar sus aplicaciones para así maximizar su
experiencia e interactuar de otra manera con la realidad que los rodea” (Cwaik,
2014) .
“En un comienzo, los sensores que se
utilizaban eran magnéticos, ópticos o acústicos y muy costosos. También se
hacía necesario que existieran determinados marcadores que el software pudiera
interpretar para así brindar una respuesta. Hoy día cada vez más aplicaciones
trabajan sin marcadores, basadas en reconocimiento facial, de imágenes y otra
información contextual” (Cwaik, 2014) .
De acuerdo a (
Pedraza & Valbuena , 2014)
: Esteban, Restrepo, Trefftz, Jaramillo y
Álvarez (2012), desarrollan una herramienta de realidad aumentada, que les
permitió el diseño de experiencias de aprendizaje significativas para los
estudiantes y les ayudó a potenciar la comprensión de los conceptos objeto de
estudio. Esto generó que los estudiantes repasaran, pensaran e integraran los
conceptos vistos en otras tutorías o eran capaces de intuir conceptos a
desarrollar en tutorías posteriores. Fitzgerald,
Adams, Ferguson, Gaved, Mor y Thomas (2012a), destacan que el uso de la
realidad aumentada en la educación, y particularmente el m-learning, se
encuentra aún en estudio y las nuevas contribuciones son vistas como buenas y
útiles para crear experiencias de aprendizaje efectivas.
En los últimos años numerosas universidades han emprendido
en utilizar nuevas técnicas de visualización, con el propósito de engrandecer
los presentes programas educativos, logrando
la Realidad Aumentada (RA) como una tecnología competente para existentes hoy en día.
Hablando técnicamente la RA entiende como un conjunto o una mezcla
de gráficos por computador, perspectiva artificial y multimedia, en la que el
usuario logre afinar su conocimiento y perspectiva del mundo real, por medio de la asociación de
información virtual.
Como resultado a este proyecto se pretende el desarrollo de un software el cual haga uso
de modelos diseñados para la optimización y estimulación del aprendizaje de los
materiales propuestos por la universidad en el curso de Ensamble y
mantenimiento de computadores, con el propósito de cumplir los objetivos propuestos para el curso
dentro de los cuales se aumentan las probabilidades de apropiación del tema
usando de forma eficiente las herramientas informáticas y mejorando la dinámica
de aprendizaje.
Se proyecta implementar elementos en 3D en el aula
virtual del curso de ensamble y mantenimiento de computadores que ofrece la
UNAD, con el uso de la realidad aumentada (RA) mediante el uso de animaciones,
se quiere aumentar la interacción en los
materiales propuestos en el que se pretende amplificar el interés en los
estudiantes por las temáticas tratadas en este curso.
Algunos estudiantes pierden el curso por la inasistencia
a las prácticas de laboratorio y por falta de recursos con los que pueda
realizar las prácticas sin tener que asistir presencialmente a estas. Se pretende
incorporar un espacio donde el estudiante pueda tener acceso a herramientas para
desarrollar los laboratorios, por ejemplo si el laboratorio es de ensamblar y desensamblar
un computador el estudiante podrá observar por medio de objetos 3D paso a paso
como se realiza y podrá interactuar y manipular las piezas del computador y
observando cada una de las características, de esta forma lograría tener una
base fundamental para el desarrollo de la práctica y enviar el informe correspondiente
como ya se ha mencionado; sin necesidad de asistir presencialmente a la
Universidad.
Por la falta de herramientas más interactivas y
llamativas, surge la necesidad de buscar instrumentos como complemento a la
información encontrada sobre el ensamble y configuración del computador como
parte de los materiales didácticos hallados en el entorno del aula virtual de
curso de ensamble y mantenimiento de computadores, Implementar elementos 3D que
muestre la arquitectura del computador, el ensamble y desensamble del mismo, la
configuración, y mantenimiento preventivo y correctivo del mismo, por ejemplo
en la que se pueda observar figuras en 3D como las partes de un computador, se
pueda interactuar con esta herramienta por medio de una especie de practica en
la que el estudiante logre ensamblar y desensamblar y computador por medio de la
RA.
Se busca establecer enseñanza de calidad; el potencial
perfecciona el aprendizaje de los
estudiantes del curso de la UNAD de
ensamble y mantenimiento de computadores, lo cual significa en garantizar una mayor economía por que la
percepción del nuevo estudiante en cuanto a la calidad de enseñanza que brinda a través de
la RA permitiendo que más estudiantes logren inscribirse y de esa
manera amplificar los ingresos de la Institución ofreciendo materiales
actualizados.
Por medio del proyecto se busca perfeccionar la
eficacia en el aprendizaje de los estudiantes, empleando la metodología de lo
moderno en software, se conseguirá que la enseñanza de los docentes del área
sea más práctica, efectiva y se llegue a
los objetivos ya planteados.
3. PREGUNTAS
- ¿Qué conceptos y metodologías se deben conocer para el diseño e implementación de realidad amentada como herramienta para el aprendizaje en los estudiantes del curso Virtual de Ensamble y Mantenimiento de Computadores de la Universidad nacional Abierta y a distancia UNAD?
- ¿Qué modelo tecnológico y de negocio de la realidad aumentada en la educación como prototipo de realidad aumentada se puede aplicar y desarrollar en un objeto virtual de aprendizaje de un curso de la UNAD como necesidad para mejorar y dinamizar el aprendizaje y optimización de los recursos didácticos para los estudiantes de la UNAD?
- ¿Cómo puede ayudar el uso de la realidad aumentada al proceso de aprendizaje en los estudiantes matriculados en el curso de ensamble y mantenimiento de computadores?
- ¿De qué forma puede la realidad aumentada mejorar la dinámica de aprendizaje.
- ¿Cómo se puede volver eficiente el uso de la realidad aumentada en las prácticas de laboratorio del curso de ensamble y mantenimiento de computadores de la UNAD?
4. TERMINOLOGÍA
1.
Terminología
RA
(Realidad aumentada): Combinación de elementos reales y
virtuales, interactiva en tiempo real mediante el uso de modelos 3d o 2d.
3d:
Figuras geométricas basadas en gráficos tridimensionales.
2d:
Figuras geométricas basadas en gráficos bidimensionales.
Animaciones:
Proceso utilizado para dar la sensación de movimientos a imágenes u objetos
inanimados.
Reconocimiento
de objetos: Es la tarea de encontrar e identificar objetos en
una imagen o secuencia de video.
Software:
Sistema informático que comprende el conjunto de los componentes lógicos
necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas.
Códigos
QR:
Modulo para almacenamiento de información en una matriz de puntos o en un
código de barras bidimensional.
Entorno
virtual de aprendizaje: “Un Entorno Virtual de Aprendizaje (EVA)
o Virtual learning environment (VLE) es un espacio educativo alojado
en la web, conformado por un conjunto de herramientas informáticas o sistema
de software que
posibilitan la interacción didáctica (Salinas 2011). Según Colombia Digital
(2015) los EVA "se consideran una tecnología para crear y desarrollar
cursos o modelos de formación didácticos en la web". Son espacios con
accesos restringidos solo para usuarios que respondan a roles de docentes o
alumnos” (wikipedia.org, 2015) .
B. MAPA CONCEPTUAL
C. PLANEACIÓN DE LA SOLUCIÓN: De acuerdo al Decálogo de Bernal.
C. PLANEACIÓN DE LA SOLUCIÓN: De acuerdo al Decálogo de Bernal.
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CONCEPTO
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DESCRIPCIÓN
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Cronología (¿Cuándo?)
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Durante este proceso de investigación
surge la necesidad de crear un nuevo escenario educativo, incorporado en el
aula virtual de Ensamble y
Mantenimiento de Computadores que es uno de los cursos ofrecidos por la
UNAD mediante la realidad aumentada contribuyendo a la optimización de la
enseñanza, mayor interactividad en el aprendizaje autónomo del estudiante así
creando escenarios alternativos a la enseñanza clásica aplicando la tecnología como recuso de
educación y aprendizaje.
De acuerdo a lo observado y
experimentado dentro de las aulas virtuales de la UNAD se ha notado falta de
recursos que brinden mayor interacción entre estudiantes y los materiales
didácticos en los diversos entornos.
Aunque la Realidad aumentada (RA) ha
existido hace muchos años, con el paso del tiempo y la innovación
tecnológica, los sistemas informativos y las herramientas virtuales han
avanzado, la realidad aumentada tiene sus avances en una de sus principales
aplicaciones como lo es la educación.
Se ha observado que en la UNAD se han
hecho modificaciones en la plataforma virtual de los cursos que ofrece pero
no se ha visto mejoras en los materiales didácticos, es por ello que nace la
propuesta de implementación de la RA en uno de los cursos que ofrece.
Una vez se obtengan los requerimientos y
conocimiento de los procesos y materiales didácticos del aula virtual de ensamble
y mantenimiento de computadores se tomaría alrededor de 6 meses calculando la
duración de las 7 etapas de acuerdo al modelo cascada para la creación de un
producto software:
De acuerdo a
“INGENIERÍA DE SISTEMAS: En esta etapa el analista luego de un
minucioso y detallado estudio de los sistemas de una organización, detecta un
problema o una necesidad que para su solución y/o satisfacción es necesario
realizar un desarrollo de software.
ANÁLISIS: En esta
etapa se debe entender y comprender de forma detallada cual es la
problemática a resolver, verificando el entorno en el cual se encuentra dicho
problema, de tal manera que se obtenga la información necesaria y suficiente
para afrontar su respectiva solución. Esta etapa es conocida como la del QUÉ
se va a solucionar.
DISEÑO: Una vez que
se tiene la suficiente información del problema a solucionar, es importante
determinar la estrategia que se va a utilizar para resolver el problema. Esta
etapa es conocida bajo el CÓMO se va a solucionar.
IMPLEMENTACIÓN: partiendo del
análisis y diseño de la solución, en esta etapa se procede a desarrollar el
correspondiente programa que solucione el problema mediante el uso de una
herramienta computacional determinada.
PRUEBAS: Los errores
humanos dentro de la programación de los computadores son muchos y aumentan
considerablemente con la complejidad del problema. Cuando se termina de
escribir un programa de computador, es necesario realizar las debidas pruebas
que garanticen el correcto funcionamiento de dicho programa bajo el mayor
número de situaciones posibles a las que se pueda enfrentar.
DOCUMENTACIÓN: Es la guía o
comunicación escrita en sus diferentes formas, ya sea en enunciados,
procedimientos, dibujos o diagramas que se hace sobre el desarrollo de un
programa. La importancia de la documentación radica en que a menudo un
programa escrito por una persona, es modificado por otra. Por ello la
documentación sirve para ayudar a comprender o usar un programa o para
facilitar futuras modificaciones (mantenimiento)".
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Axiomas (¿Quién?)
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Para
el proceso de implementación es necesario contar con los siguientes
elementos:
La
universidad Abierta y a Distancia (UNAD) debe proveer los recursos necesarios
para la realización de todo el proceso y procedimientos.
Es
importante tener claro la estructura del curso de Ensamble y mantenimiento de
Computadores, para analizar cada uno de los entornos y materiales didácticos
encontrados para así observar en que contenidos se va implementar la realidad
aumentada RA. Con estas nuevas herramientas
que se quieren implementar en una de las aulas virtuales de la UNAD se pretende
contribuir a la optimización de la enseñanza, mayor interactividad en el aprendizaje
autónomo en los estudiantes de la universidad. Cada día la tecnología avanza
y por ello nace la necesidad de buscar, crear e implementar nuevas formas de
enseñanza y aprendizaje en los estudiantes. Reforzar el aprendizaje de los
contenidos educativos mediante su asociación con el mundo real.
Las dependencias que tienen que ver y que son involucradas
en la implementación de la realidad aumentada en el aula virtual de Ensamble
y Mantenimiento de computadores.
Grupo o quien será el encargado de la recolección
de requisitos, la implementación y pruebas de resultado del proyecto y por
consiguiente el producto.
Finalmente los beneficiados los estudiantes
quienes tendrán entornos educativos y didácticos más interactivos mediante la
RA. También se verán involucrados los
Tutores quienes obtendrán y visualizaran los nuevos resultados que genera la
implementación de los recursos en el aula virtual. Además será una
herramienta de apoyo para aquellos estudiantes que no pueden asistir a las prácticas
de laboratorio presenciales propuestas en este curso que ofrece por la UNAD.
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Método (¿Cómo?)
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Una vez se obtengan los requerimientos y
conocimiento de los procesos y materiales didácticos del aula virtual de
ensamble y mantenimiento de computadores se tomaría alrededor de 6 meses
calculando la duración de las 7 etapas de acuerdo al modelo cascada para la
creación de un producto software.
Para poder realizar la implementación la
Realidad Aumentada en el curso de Ensamble y Mantenimiento se debe
realizar las siguientes actividades:
Ingeniería
de Sistemas
ü Tener
acceso a la información del curso y de los materiales didácticos encontrados
dentro del curso.
ü Verificación
del estado actual de los contenidos didácticos del aula virtual.
ü Verificar
herramientas de apoyo para el desarrollo del componente práctico de este
curso.
Análisis
ü Identificar
contenidos en el curso
ü Identificar
los entornos del curso
ü Identificar
las unidades Didácticas del curso
ü Identificar
las Temáticas del curso
ü Identificar
gráficos, esquemas dentro del contenido didáctico del curso.
Diseño
ü Diseñar
los posibles esquemas a implementar
ü Identificar
y crear las posibles combinaciones de elementos virtuales y reales sombre el ensamble
y configuración de un computador.
ü Identificar
y crear el procesamiento en tiempo real en cuanto a los objetos que deben ser
rastreados como la información sobre estos deben proporcionarse a tiempo
real.
ü Identificar
y diseñar los registros 3D. Los objetos reales y virtuales son registrados y
alineados geométricamente asociados y dentro del espacio para darles relación
espacial. Partes del computador y configuraciones.
ü Diseñar
o adquirir un software necesario y capacitado para realizar la fusión
coherente del mundo real con elementos virtuales en 3D.
ü Adquirir
el hardware a utilizar como dispositivo capturador de video como una cámara y
un ordenador que procese los datos.
Implementación
ü Realizar
la implementación de software y hardware necesarios para el funcionamiento de
la RA en el aula virtual.
Pruebas
ü Realizar
las pruebas pertinentes, verificando y aprobando el funcionamiento del nuevo
entorno virtual.
Documentación
ü Describir
y documentar detalladamente el funcionamiento del nuevo ambiente o entorno
virtual
Seguimiento
post implantación
ü Se
debe hacer seguimiento al producto verificando el funcionamiento y
actualizando contenidos.
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Ontología (¿Qué?)
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Implementar
un nuevo escenario en las aulas virtuales de la UNAD específicamente en el aula de
ensamble y mantenimiento de computadores, donde el estudiante
pueda reforzar el aprendizaje de los contenidos educativos mediante su
asociación con el mundo real.
Por
medio de este proyecto se pretende optimizar la enseñanza, crear mayor
interactividad en el aprendizaje autónomo del estudiante así creando
escenarios alternativos a la enseñanza clásica aplicando la tecnología
como recuso de educación y aprendizaje
Diversos
estudios científicos han demostrado que existe una mejora significativa en
los procesos de aprendizaje gracias a la Realidad Aumentada. Igualmente, la
motivación de los alumnos también se ve incrementada al incorporar contenidos
3D en los materiales didácticos. Esta tecnología, potencia el efecto
educativo ofreciendo actividades de entretenimiento y a su vez, demuestra que
es una gran herramienta para motivar a los estudiantes.
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Tecnología (¿Con qué?)
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Herramientas
para el proyecto
Para la elaboración de este proyecto se
pueden utilizar diferentes tipos de visualizadores, tales como teléfonos
móviles, videocámaras y gafas, que abarcan el campo visual del usuario y son
capaces de proyectar datos relacionados con un objeto o espacio real (Silva,
et. al., 2003).
·
Cámara Web: Para enfocar el
marcador (código)
·
Monitor: Para observar lo real y lo
virtual
·
Software: Interpreta el Marcador
(código) y muestra los elementos virtuales
·
Marcador (Código): hoja de papel
con símbolo que el software interpreta y muestra una imagen 3D, 2D o videos
Los visualizadores saben cómo presentar
la AR a través de un sistema de rastreo que permite observar distintos
elementos capaces de interactuar y relacionarse con un escenario específico.
Por ejemplo cada una de las partes del computador y características.
Rastreo sin marcadores: el dispositivo
que se está utilizando para la experiencia con AR se basa en tecnología GPS o
en brújulas digitales (incluidas en muchos teléfonos inteligentes) para
recoger y presentar la información.
“Rastreo con marcadores: se usa para que
una videocámara sepa dónde colocar la experiencia gráfica en el ambiente
tangible. Este tipo de rastreo usa una serie de formas y símbolos como el que
se muestra a continuación (pearltrees.com, s.f.)”:
“En
este último caso, la cámara capta la información del patrón impreso en el
marcador y la transmite a un software de AR que se encarga de interpretarla.
Luego, una computadora asociada a una pantalla superpone sobre el símbolo en
el marcador una animación 3D, un video o una imagen”. (pearltrees.com, s.f.)
La tecnología de realidad aumentada está
siendo cada vez más utilizada en la educación, donde se considera una de las
elecciones de mayor influencia gracias a su capacidad para conseguir mayor
percepción, interacción y aprendizaje en los estudiantes.
Para
la elaboración de la realidad aumentada es necesario tener en cuentas
estas posibles herramientas.
Ø
Aumentaty
Author
Para ordenadores Windows, destaca por su
uso sencillo: lo primero es importar los modelos 3D creados con otras
aplicaciones (Trimble Sketchup, Blender o Autodesk 3ds Max) o descargarlos
desde colecciones como las contenidas en la Galería 3D de Google. Luego, esos
modelos se arrastran sobre las marcas clásicas del programa, y se enlazan
automáticamente. Y por último, se puede ver y compartir ese contenido a
través del visualizador Aumentatity Viewer.
Ø
ARCrowd
Una plataforma que funciona a través de
una cuenta gratuita y que, como curiosidad, muestra en su página web los
trabajos más populares de las últimas semanas, que pueden explorarse y
utilizarse en nuestras propias clases. Se utiliza directamente desde el
navegador (no hay que instalar ningún programa en el ordenador), y los
contenidos creados pueden compartirse en las redes sociales (Twitter,
Facebook, Google Plus, Whatsapp, correo, etc.).
Ø ZooBurst
Permite crear libros 3D de forma
sencilla y dinámica. Para ello, sólo hay que registrarse y comenzar con la
composición. El sitio web dispone de una base de datos de más de 10.000
imágenes de libre uso, y también pueden utilizarse ilustraciones propias que
irán sucediéndose hasta componer la historia. Una vez terminada la obra, los
libros pueden rotarse, mirarse desde cualquier ángulo… incluso se puede optar
por permitir a los lectores hacer ‘clic’ sobre los personajes para conocer su
historia. La cuenta básica es gratuita, mientras que existe la posibilidad de
hacerse con una licencia Premium o una para la escuela por alrededor de 10
dólares mensuales.
A la hora de crear los contenidos con
realidad aumentada, funciona de forma tan sencilla como arrastrando los
elementos digitales interactivos, entre los que se pueden incluir cortes de
vídeo, música, presentaciones fotográficas, páginas web completas, enlaces a
las redes sociales…
Ø Aurasma
Cada imagen, objeto o lugar puede tener
su propio “aura”; así es como denominan sus creadores la experiencia de
realidad aumentada. En el aula, tal y como destacan, los docentes pueden
crear sus propias auras para añadir contenidos digitales a materiales
impresos. Tomado de
Ø
Quartz
Compose
Esta aplicación es una aplicación
innovadora del ARToolKit, una librería gratuita y de código abierto para
crear aplicaciones de realidad aumentada creada en 1999. Del mismo modo que
los SDK para plataformas como iPhone hacen mucho más fácil el desarrollo de
aplicaciones móviles, estos tipos de plugins para herramientas de diseño
visuales hacen que el desarrollo de aplicaciones de realidad aumentada
resulte rápido y fácil. Cuanto más fácil (y barato) sea desarrollar
aplicaciones de realidad aumentada, más rápido crecerá la tecnología y más
atención recibirá ante el público
De acuerdo a
Software
Un software para realidad con el que he
tenido contacto se llama catomir, funciona bajo Windows XP y trae una serie de
ejemplos y gráficos para hacer nuestras pruebas, es software gratuito (no
libre). Para Nokia n97 existe uno llamado Around que también es gratuito y
otro llamado MARA (Mobile Augmented Reality Applications).
Bibliotecas
de desarrollo
Existen diferentes bibliotecas de
desarrollo de aplicaciones de Realidad Aumentada. Entre las principales se
encuentran:
·
Artoolkit
·
OSGART
·
FLARToolkit
Las tres bibliotecas presentan como
características comunes el uso de marcas de papel (marcadores) encontrados en
una escena física donde se insertan los elementos virtuales y da lugar a una
escena física enriquecida de información virtual.
Los marcadores son reconocidos por
algoritmos de visión por computador presente en estas bibliotecas mediante el
uso de dispositivos de captura de video.
Es una biblioteca de desarrollo diseñada
originalmente por Hirokazu Kato y Billinghurst Marcos. ARToolkit constituye
un conjunto de librerías de lenguaje C/C++. Proporciona una serie de
funciones para la captura de vídeo y el seguimiento de patrones, mediante
técnicas de visión por computador. Consta de diversos ejemplos y utilidades
de gran ayuda al programador que requiera realizar aplicaciones de Realidad
Aumentada (RA). OSGART es una poderosa biblioteca para el render, la
interacción y el desarrollo de aplicaciones de RA. La biblioteca OSGART
integra la Librería ARToolKit con el motor gráfico OpenSceneGraph (OSG). OSG
es un recurso abierto implementado en Lenguaje C++ orientado a objetos, sobre
la conocida Librería OpenGL.
FLARToolkit es una biblioteca de
Actionscript, Flash (v3), versión de ARToolKit que se pueden utilizar para
desarrollar Realidad Aumentada en la web. FLARToolkit reconoce una marca
visual de una entrada de imagen, luego calcula la orientación de la cámara y
posición en el mundo 3D y capas de gráficos virtuales en la imagen de video
en vivo. FLAToolKit tiene soporte para todos los principales motores Gráficos
3D flash (Papervision3D, Away3D, Arena, Alternativa3D). Es la biblioteca más
utilizada en la RA de la web, basada en Flash, con el apoyo de una gran
comunidad de desarrolladores y muchos sitios web con aplicaciones de ejemplo.
Herramienta
de autor
Las herramientas de autor (también
denominados entornos de autor o lenguajes visuales) son aplicaciones
informáticas que permiten elaborar sistemas de Realidad Aumentada. Ofrecen un
entorno de trabajo que permite una programación basada en íconos, objetos y
menús de opciones, los cuales posibilitan al usuario crear una escena
aumentada sin necesidad de escribir una sola línea de código en cualquier
lenguaje de programación.
Entre algunas de las herramientas de
autor se encuentran:
DART- Designers’ Augmented Reality Toolkit
ComposAR.
Atomic
DART está diseñada para dar soporte a la
construcción rápida de prototipos de aplicaciones de Realidad Aumentada. Está
constituido por un conjunto de extensiones del entorno de desarrollo de
multimedia Macromedia Director. El seguimiento de los marcadores en el video
en tiempo real se hace a través de la Biblioteca ARToolkit. ComposAR está
destinado a los usuarios con ningún o poco conocimiento de programación.
Puede ser utilizado en distintos sistemas operativos y constituye una base
para aplicaciones Realidad Aumentada en la educación, el diseño y actividades
orientadas a la investigación ATOMIC es una herramienta que le permite a los
no-programadores la creación de aplicaciones de Realidad Aumentada. Fue
creado como un Front para usar la librería ARToolkit sin tener que saber
programar.
Hardware
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 Smartphone modernos, que los convierten en
una posible plataforma de realidad aumentada.
Dispositivos
de captura de video
Dentro de los dispositivos de captura de
video empleados en las aplicaciones de Realidad Aumentada se encuentran las
cámaras web y Head Mounted Display (HMD). Las cámaras web le proporcionan a
las aplicaciones de RA un video en tiempo real en el cual se añade
información virtual y la escena resultante es visualizada en el monitor del
ordenador donde se encuentra funcionando el sistema de Realidad Aumentada. El
HMD es un dispositivo de visión estereoscópica que adquiere un video de una
escena física y visualiza la escena aumentada en los ojos de un usuario. El
uso de este dispositivo ha sido aprovechado en la creación de juegos con
sistemas de Realidad Aumentada donde los usuarios se sumergen totalmente en
una escena enriquecida y se convierten en protagonistas físicos del juego.
Dispositivos
de interacción
Entre los objetivos de los sistemas de
Realidad Aumentada se persigue lograr interactuar con las escenas aumentadas.
Los desarrolladores de aplicaciones utilizan diferentes dispositivos físicos
para lograr la interacción por parte de los usuarios con la información
virtual de las escenas.
Dispositivos como los marcadores pueden
ser empleados para seleccionar, colocar y modificar los elementos virtuales
de una escena enriquecida. Además pueden ser utilizado para crear el efecto
de lentes mágicos sobre estos elementos permitiéndoles a los usuarios acceder
a los distintos niveles de geometrías de éstos. Basado en el principio de la
oclusión de los marcadores puede lograrse que cualquier persona pueda crear
en tiempo real una escena aumentada e interactuar con ésta al mismo tiempo.
De igual manera que con los marcadores
el Dispositivo Wiimote puede ser empleado para la manipulación de la
información virtual, así como el estirar, arrastrar y empujar. Simulando un
objeto cortante el Wiimote puede hacer diferentes cortes a la geometría de
los elementos virtuales.
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Teleología (¿Para qué?)
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El
objetivo del proyecto es agregar un nuevo escenario en las aulas virtuales de
la UNAD específicamente en el aula de ensamble y mantenimiento de computadores,
donde el estudiante pueda reforzar el aprendizaje de los contenidos
educativos sobre el ensamble y configuración de un computador, mediante la asociación con el mundo real.
En
el campo de la educación es importante
crear escenarios interactivos donde la
realidad aumentada es una herramienta
donde se puede conseguir aplicaciones muy directas para mejorar el
estudio de los estudiantes de la UNAD. Por medio de estas aplicaciones los
alumnos del curso de Ensamble y mantenimiento de computadores podrán y
tendrán la posibilidad de ver en 3D los elementos sobre los que se está
estudiando e interactuar y modificarlos, percibiendo su evolución, cambiándolos,
etc. En la que lograran aprender de forma más llamativa e interactiva. Por
ejemplo podrán observar la estructura física de un computador, armar y
desarmar un equipo etc.
Para
instaurar instrumentos como complemento a la información encontrada sobre el
ensamble
y configuración del computador como parte de los materiales
didácticos hallados en el entorno del aula virtual de curso de ensamble y
mantenimiento de computadores, Implementar elementos 3D que muestre la
arquitectura del computador, el ensamble y desensamble del mismo, la
configuración, y mantenimiento preventivo y correctivo del mismo, por ejemplo
en la que se pueda observar figuras en 3D como las partes de un computador,
se pueda interactuar con esta herramienta por medio de una especie de
practica en la que el estudiante logre ensamblar y desensamblar y computador
por medio de la RA.
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Topografía (¿Dónde?)
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El proyecto se realizara en el campus
virtual de la UNAD en el curso de ensamble y mantenimiento de computadores.
Donde es un espacio en la que interactúan entre sí de forma inmediata
diferentes actores como: (profesores, tutores y alumnos).
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Ecología (¿Contra qué?)
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En
la actualidad este proyecto no interviene físicamente con el medio ambiente
ya que su desarrollo es Intangible "No existe contaminación".
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Etiología (¿Por qué?)
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¿En la Universidad Abierta y a Distancia
(UNAD) existen espacios educativos
incorporados en las aulas virtuales mediante la Realidad Aumentada?
No, por eso se quiere implementar la
Realidad Aumentada se para mejorar el nivel y atractivo de los libros de
texto con los que cuenta los cursos virtuales incorporando la posibilidad de
visualizar objetos o imágenes en 3D. Se trata de elaborar un material
didáctico más interactivo integrando ejercicios donde cada estudiante pueda
examinar los contenidos del aula virtual de ensamble y mantenimiento de
computadores desde todas las perspectivas posibles.
Algunos estudiantes pierden el
curso por la inasistencia a las prácticas de laboratorio y por falta de
recursos con los que pueda realizar las prácticas de laboratorio sin tener
que asistir presencialmente a estas. Se pretende incorporar un espacio donde
el estudiante pueda tener acceso a herramientas para desarrollar los
laboratorios, por ejemplo si el laboratorio es de ensamblar y desensamblar un
computador el estudiante podrá observar por medio de objetos 3D, paso a paso
como se realiza y podrá interactuar y manipular las piezas del computador y
observando cada una de las características, de esta forma lograría tener una
base fundamental para el desarrollo de la práctica y enviar el informe
correspondiente como ya se ha mencionado; sin necesidad de asistir
presencialmente a la Universidad.
Por la falta de herramientas más
interactivas y llamativas, surge la necesidad de buscar instrumentos como
complemento a la información encontrada sobre el ensamble y configuración del
computador como parte de los materiales didácticos hallados en el
entorno del aula virtual de curso de ensamble y mantenimiento de
computadores, Implementar elementos 3D que muestre la arquitectura del
computador, el ensamble y desensamble del mismo, la configuración, y
mantenimiento preventivo y correctivo del mismo, por ejemplo en la que se
pueda observar figuras en 3D como las partes de un computador, se pueda
interactuar con esta herramienta por medio de una especie de practica en la que
el estudiante logre ensamblar y desensamblar y computador por medio de la
RA.
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Experiencia (¿Cuánto?)
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Conforme
con el desarrollo del proyecto se efectuará la cuantificación y la
cualificación del impacto que este alcanzó de acuerdo a los objetivos
planteados al inicio.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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