Estado del arte de “Realidad virtual aplicada a la educación”

Estado del arte de

 “Realidad virtual aplicada a la educación”

Antonio Sánchez

ABSTRACT

Desde hace varios años, las computadoras se han utilizado para brindar apoyo durante el  proceso de  Enseñanza-Aprendizaje en diversos niveles de estudio. Aunque la realidad virtual (tecnología de cómputo que genera ambientes tridimensionales con alto grado de interactividad) se ha desarrollado de manera importante desde los años ochenta, esta no fue usada en los ambientes educativos hasta los años noventa.

Según (Aspera & Hernández, 2011) la actividad docente ha sido replanteada al encontrarse con nuevos cambios entre ellos la tecnología, la que ha obligado a buscar nuevas formas y entornos de aprendizaje, el conocer la forma de como los alumnos aprenden, le permite al docente establecer estrategias y recursos que favorecen el proceso educativo.

Por ello, la elaboración de instrumentos pedagógicos que integren el uso de realidad virtual (RV), puede lograr una comunicación multisensorial efectiva en las aulas, tomando en cuenta que los alumnos tienes diversas formas de aprendizaje  las cuales pueden ser detectadas por medio de dispositivos de identificación por radio frecuencia, que facilitan la forma de proveer los objetos de aprendizaje con base a sus habilidades: Visual, Auditivo, Lectura, Kinestésico. De modo que lo se busca es proporcionar información acorde con los canales de aprendizaje bajo un ambiente inmersivo y ubicuo, utilizando instrumentos de inmersión como: visores y guantes, en donde la ubicuiad permite detectar la presencia del alumno de manera natural.

KEY WORDS

Realidad virtual, Ubicuo, Aprendizaje, Tecnología

1. INTRODUCCION

Desde hace más de tres décadas, prácticamente en todo el mundo se han utilizado computadoras para apoyar el proceso enseñanza-aprendizaje, tanto de manera grupal como individual. Esta área de estudio se llama Aprendizaje asistido por computadora,  y ha evolucionado a la par de los desarrollos tecnológicos

Un importante campo de las Ciencias de la Computación denominado "Realidad Virtual" tiene importantes aplicaciones en la educación, para estimular el proceso de aprendizaje, de hecho  la educación constituye actualmente uno de los ámbitos más prometedores para  el  diseño  y  aplicación  de  aplicaciones  de  Realidad  Virtual, fundamentalmente  gracias  a  la  capacidad  de  introducir  al  alumno  en entornos  inmersivos  y  multisensoriales. (Ruiz, 1998)

1. PRESENTACIÓN CONCEPTUAL Y FUNDAMENTOS DEL TEMA (Y/O ÁREA)

1.  Antecedentes

Realidad virtual en la educación. Inicios

Desde hace aproximadamente quince años, universidades e instituciones de investigación de todo el mundo han estudiado la aplicación de la tecnología de realidad virtual en la educación. Uno de los primeros estudios experimentales fue realizado por Bricken y Byrne (1992), donde 59 estudiantes de bachillerato fueron evaluados en siete sesiones de usabilidad, con los objetivos de desarrollar mundos virtuales inventados por los mismos alumnos, utilizando equipo de realidad virtual de inmersión completa. Los resultados de la evaluación mostraron que los estudiantes aprendieron fácilmente y de manera motivada conceptos básicos de gráficas y realidad virtual, además de trabajar de manera coordinada y en equipo. (Angel & Ruiz, n.d.)

1. Bases teóricas

Realidad virtual:

La realidad virtual es por lo general un mundo virtual generado por ordenador (o sistemas informáticos) en el que el usuario tiene la sensación de estar en el interior de este mundo, y dependiendo del nivel de inmersión este puede interactuar con este mundo y los objetos del mismo en un grado u otro.(Levis, 1997)

Inmersión:

Es la sensación de sumergirse en un mundo alternativo creado por ordenador. La inmersión es un concepto muy importante en la realidad virtual; no en vano, los tipos de realidad virtual existentes, en su denominación se diferencian atendiendo a este concepto: realidad virtual inmersiva y realidad virtual no inmersiva.

 En la realidad virtual inmersiva, con la ayuda de equipos periféricos, la imagen se proyecta a nuestro alrededor al igual que sucede en la vida real.

En cambio en la realidad virtual no inmersiva es en un ordenador donde se proyecta la imagen tridimensional virtual, si bien la sensación de realidad no es tan potente como en la anterior, la posibilidad de manipulación, interacción y navegación favorece a crear esta sensación de inmersión. (Zapatero Guillén, 2011).        

Manipulación:

Hablamos de la posibilidad de interactuación con el espacio y los objetos virtuales, de poder modificar y alterar el mundo virtual en el que nos encontramos. La interactividad y el concepto de manipulación, nos proporcionan el poder interactuar con el mundo virtual "como si lo hiciéramos en la vida real". Con más limitaciones, pero es cuestión de tiempo que los avances nos sitúen prácticamente al mismo nivel.

La realidad virtual inmersiva utiliza equipos periféricos como el guante de datos que es capaz de simular el tacto de un objeto, su temperatura, rugosidad, etc. (Zapatero Guillén, 2011)

Navegación:

La navegación es la total dominación del espacio en todas las direcciones, es decir, dominación en términos de tridimensionalidad. Este concepto se refiere a la libertad de movimientos en un espacio tridimensional generado por ordenador en donde el usuario es capaz de elegir su propio recorrido en el espacio 3D.

En cuanto a los diferentes tipos de realidad virtual, la realidad virtual inmersiva utiliza dispositivos más complejos (sensores de localización, de movimiento, etc.) que la realidad virtual no inmersiva utiliza ratón, joystick, etc. (Zapatero Guillén, 2011)

Un Sistema Típico de Realidad Virtual

Un sistema típico de Realidad Virtual está compuesto de varios subsistemas, apoyados en una base de hardware y software. Se trata de subsistemas desarrollados para producir efectos visuales, auditivos y táctiles que son utilizados en los Entornos Virtuales. Un usuario es asistido por un conjunto de subsistemas que le permiten interactuar con un Mundo Virtual. (Jiménez, Abarca, & Ramírez, 2000).

Base material para el desarrollo de ambientes virtuales inmersivos: hardware y software. (Escartín, 2000)

1. Hardware

1. Computadoras:

Una computadora personal común puede ser equipada para explorar ambientes virtuales simples. La velocidad de procesamiento de la computadora determinará la máxima complejidad del ambiente virtual que se pueda construir. Con el objetivo de mantener una ilusión de realidad digna, la información espacial enviada a los dispositivos de visualización debe ser recalculada y actualizada más de 20 veces cada segundo Para determinar cuánta complejidad se puede incluir en un ambiente virtual, se necesita describir la velocidad de la computadora en términos de RV.

1. Dispositivos par estimulación de los sentidos:

Uno de los objetivos básicos de un sistema de RV es estimular los sentidos con información de la “realidad” generada por la computadora, de modo similar a como se percibe el mundo real.

1. Dispositivos visuales:

Dado que la mayoría de las personas posee dos ojos, un modo natural de ver el mundo requiere no un display, sino dos. Un modo común de producir una vista 3D de un mundo virtual es colocar un pequeño monitor de computadora frente a cada ojo. Cada monitor visualiza la perspectiva que el ojo correspondiente vería en un ambiente real. Tal sistema recibe el nombre de display binocular montado en la cabeza (HMD). Existen muchas consideraciones en materia de seguridad con los HMDs que aún deben ser resueltas, incluidas las consideraciones en torno a la seguridad de los individuos participantes.

1. Dispositivos audiovisuales:

La mayoría de las personas también tiene dos orejas. Esta es la principal razón para la preferencia por el sonido estereofónico. Exactamente igual que dos perspectivas visuales producen una imagen 3D, dos perspectivas de audio pueden producir un paisaje sonoro 3D. Sin embargo, con bocinas estereofónicas fijas los sonidos derecho e izquierdo se mezclan, y ambos oídos reciben sonidos de ambas bocinas. Usando audífonos y presentando las perspectivas acústicas correctas a cada oído, se puede preservar una buena parte del aspecto espacial de los sonidos.

1. Dispositivos Kinestésicos:

Se pueden emplear dispositivos adicionales para involucrar otros sentidos en la RV. Existen algunas compañías que ofrecen dispositivos especiales para “sentir” diversas sensaciones. Dado que no existe mucha demanda de tales equipos, como los generadores de olores o sabores, los simuladores de viento, o los asientos vibrantes o móviles, generalmente los participantes deben ser creativos e imaginarse sus propias versiones para otros sentidos que no sean la vista y el oído.

1. Tarjetas aceleradoras graficas:

Se ha producido una explosión de productores de tarjetas aceleradoras gráficas 3D para computadoras personales. Esas tarjetas ofrecen actualmente prestaciones en el orden de 500 mil a 2 millones de polígonos por segundo, variando grandemente su costo desde $300 hasta $20,000. Frecuentemente el costo no corresponde necesariamente con las prestaciones. Para adquirir una tarjeta es conveniente hacer una investigación actualizada del mercado. Este campo presenta avances sistemáticos en la búsqueda de prestaciones “perfectas” para PCs.

...