TECNOLOGÍA Nuevas aplicaciones multimedia en el ámbito de la educación a distancia (realidad aumentada)

Las telecomunicaciones, venas de la sociedad de la información

Eduardo Pérez Trejo
Coordinación de Universidad Abierta y Educación a Distancia
eduardo_perez@cuaed.unam.mx

La convergencia tecnológica ha permitido a las instituciones universitarias crear estrategias educativas aprovechando las herramientas y capacidad de funcionamiento de los equipos de cómputo de los usuarios (cámaras Web y digitales, monitores de reducido tamaño, dispositivos móviles y portátiles, y conexiones inalámbricas, por citar algunos). Estos dispositivos pueden adaptarse o vienen incluidos en la mayoría de los equipos personales y permiten la distribución de contenidos, servicios y aplicaciones con realidad aumentada (RA).

De esta manera, tecnologías como la RA que originalmente se desarrollaron para la visualización científica, ahora se distribuyen entre equipos convencionales y aprovechan sus posibilidades en tiempo real en búsqueda del aprendizaje significativo y su encuentro con los modelos educativos a distancia.

Actualmente los modelos educativos están en constante redefinición de sus paradigmas y en gran parte se debe a la aparición de nuevas herramientas y tecnologías, revalorando por tanto los sistemas de educación y dando lugar a nuevos escenarios de aprendizaje, como la RA.

¿Qué es la realidad aumentada?

La realidad aumentada es una tecnología que combina señales de audio y video capturadas del mundo real con información adicional generada por la computadora, como imágenes y objetos tridimensionales, reconstruyendo así nuevos escenarios interactivos y creando una realidad mezclada de mundos integrados. En resumen, a través de un conjunto de dispositivos e integración de tecnologías, se añade información virtual a la información física ya existente.

La diferencia entre realidad virtual y aumentada es que en la primera, el escenario es principalmente aparente y se integran tanto elementos virtuales como aquéllos provenientes del mundo real; en la segunda, el espacio dominante es el mundo real y a él se incorporan objetos virtuales generados por computadora.

Ahora bien, una imagen desplegada ante el usuario puede aparecer de dos formas:

• Opaca; cuando la visión del ambiente virtual bloquea y reemplaza la visión del mundo real.
• Transparente; cuando las imágenes virtuales aparentan la superposición dentro del mundo real.

Cuando se despliega un ambiente transparente en vez de uno opaco, el mundo real  persiste como una realidad aumentada, mientras que un entorno opaco reemplaza al mundo real, asemejándose más a la realidad virtual.

La RA ha creado aplicaciones y contenidos con las ventajas de las tecnologías resultantes de la visualización científica y la simulación gráfica. Por ejemplo:

• Procesamiento de imágenes; destaca aspectos sobresalientes de las imágenes capturadas por video extrayendo las propiedades geométricas de los objetos para su reconocimiento, orientación y sustitución.
• Gráficos por computadora; síntesis de los objetos tridimensionales.
• Interfaces gráficas; construcción de nuevas metáforas.

La RA ha aprovechado los recientes avances tecnológicos y es el resultado de la integración de Internet, los gráficos por computadora, la geolocalización (GPS), las Webcam y cámaras digitales, y los dispositivos móviles.

Funcionamiento

En términos generales, los sistemas de RA comienzan registrando el audio, imágenes y video provenientes del mundo real. Estas señales se procesan en un sistema que realza las orillas de las imágenes y prepara su segmentación mediante el reconocimiento de patrones y marcas. De esta manera se determina la correspondencia de los rasgos geométricos, la posición y la perspectiva del objeto real que va a sustituirse por uno virtual.

Para esto, se crea una base de datos con la información mencionada y se entrena al sistema con el fin de evitar cálculos innecesarios de ejecución en tiempo real.

Una vez que se conocen las propiedades del objeto, se determinan las transformaciones que se le aplicarán y se configurarán los parámetros de la iluminación y de la cámara virtual. Posteriormente, en el proceso de composición, se integra la señal original de video con la del escenario virtual, y se transfiere a la nueva señal resultante de salida, ya sea en un monitor o un proyector.

Finalmente, esta señal reconstruida se direcciona al sistema visual humano. Si el sistema sólo despliega una perspectiva para ambos ojos, el usuario únicamente apreciará una imagen bidimensional; por el contrario, si se despliegan dos imágenes con su perspectiva correspondiente para cada ojo, el usuario observará una imagen tridimensional.

Inconvenientes

Hay que mencionar que en el mercado actual ya es posible conseguir diversos dispositivos y a bajo costo. No obstante, todavía las tarjetas de aceleración gráfica y los procesadores no son tan veloces para desplegar RA en toda su capacidad. De igual manera, las aplicaciones actuales únicamente tienen soporte para audio, imágenes y video, pero más adelante se contemplan otros sentidos como el tacto.

Los inconvenientes que enfrenta la RA y que todavía persisten tanto para desarrolladores de aplicaciones como de contenidos son los siguientes:

• El desfase de la cámara con respecto al punto de vista de los ojos del observador (paralaje)
• El seguimiento de la mirada para ampliar el campo visual
• La sustitución de la realidad por objetos virtuales
• La complejidad para traducir el mundo real
• La extensión de los contenidos
• El tiempo de ejecución de las transformaciones geométricas en tiempo real
• La escasez de contenidos no científicos y orientados a la EaD

Sin embargo, cada vez hay más aplicaciones que incorporan la RA y actualmente ya se comienza a implementar en sistemas de aprendizaje, por lo que se espera que pronto sea un estándar dentro de la creación multimedia y de contenidos educativos.

Aplicaciones en la educación a distancia

Las aplicaciones multimedia que son viables para representarse con la tecnología de RA, son aquéllas que utilizan información multidimensional y pueden reformular el entorno, es decir, reinterpretar el mundo mediante versiones reducidas y reestructuradas de la realidad.

En este aspecto, la educación a distancia puede contribuir con la visualización de contenidos y actividades que persiguen la misma finalidad debido a las exigencias espacio-temporales del medio y a la ausencia de la presencialidad.

Aunque los mejores ejemplos de RA encuentran en la simulación, capacitación, visualización científica, oferta de productos, narraciones interactivas y aplicaciones militares, el arte y la educación tienen todavía mucho que aportar al respecto.

Una de las aplicaciones más populares de Realidad Aumentada en la educación, es quizá el proyecto: Magic Book, del grupo HIT, de Nueva Zelanda. En este proyecto, puede leerse un libro mediante un visualizador de mano y acceder a contenidos virtuales. Cuando en una página hay información interesante, el alumno puede introducirse y experimentar la escena en un entorno inmersivo.

El Instituto de Massachusetts y la Universidad de Harvard han desarrollado aplicaciones de realidad aumentada en formato de juegos y se orientan a promover el trabajo colaborativo, combinando experiencias del mundo real con información adicional en sus dispositivos móviles.

El Grupo Multimedia-EHU ha participado en el campo de la educación superior y contenidos en línea, centrando sus esfuerzos en proyectos de investigación, como el RASMAP, y avanzando hacia una plataforma (AMIRE) basada en realidad aumentada para facilitar la implementación de asistentes personales móviles. La finalidad es la de desarrollar un demostrador e-learning y un sistema de capacitación para el mantenimiento de sistemas mecánicos de ingeniería.

En la UNAM, por medio de la Coordinación de Universidad Abierta y Educación a Distancia (CUAED) a finales de 2010, se publicó el comunicado “Conéctate y Descubre” previo a la convocatoria de enero de 2011, para los aspirantes de nuevo ingreso a las modalidades abierta y a distancia, con el recurso de RA.

Lo novedoso de este comunicado (de por sí la RA lo es en la UNAM) es que se puede ingresar al sitio a través de una cámara Web. Lo único que tiene que hacer el aspirante es imprimir el código de registro que se indica para compartir esta tecnología.

La dirección del sitio es la siguiente: http://www.cuaed.unam.mx/realpruebax/suayed.html o
http://suayed.cuaed.unam.mx/opcion

El futuro

No cabe duda que el aumento y calidad de contenidos y aplicaciones en RA despertarán el interés y motivarán a los fabricantes para mejorar sus dispositivos y corregir los errores más típicos, como los de paralaje, la amplitud del campo de visión a más de 30° y la fabricación de procesadores más potentes y veloces, por citar los más comunes.

La incorporación de tecnologías de localización espacial como los GPS ya son posibles en algunos dispositivos móviles, pero progresivamente ampliarán su cobertura en los diferentes modelos e incrementarán sus bases de datos con sistemas de información geográficos de RA.

Anticipándonos a futuros escenarios de aprendizaje basados en la RA, los dispositivos móviles tienen gran potencial y mucho que aportar en la educación a distancia.

Las interfaces gráficas en RA tradicionalmente han integrado mundos reales y virtuales; próximamente se desarrollarán mejores interfaces que trasciendan al despliegue de información en pantalla, como también dispositivos de combinación de realidades como medios para la producción de contenidos y aplicaciones educativas.

Aún falta mucho por desarrollar con esta tecnología, pero los avances son significativos y han permitido cada vez mejores y más sencillas aplicaciones; la RA ha despertado la curiosidad de las instituciones educativas y ya está lista para incorporar contenidos y actividades de aprendizaje en la educación a distancia; es una tecnología en busca de usuarios y sólo falta que los fabricantes e instituciones se decidan y pierdan el miedo para invertir en las nuevas posibilidades que ofrecen estos sistemas.

Como educadores no es tan difícil tomar partido; sólo hay que romper paradigmas de enseñanza-aprendizaje y comenzar imaginando nuevas realidades combinadas que físicamente son imposibles para así reconstruir historias, contenidos y actividades académicas ya existentes pero con tecnología y recursos nuevos.

De esta manera, podrán establecerse nuevos puentes entre los modelos teóricos educativos y el aprendizaje significativo resultante de estas realidades combinadas, añadiendo otra percepción del aprendizaje mediante dispositivos y periféricos de mayor capacidad (En 2D y 3D) y dando como resultado una resignificación de los contenidos y una mayor apropiación del conocimiento por parte del alumno.

Referencias

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