Educación del Futuro: Sistema Meta

Interfaz de Realidad Aumentada

Las nuevas aplicaciones de la tecnología de realidad aumentada, seguramente han de cambiar el modo de dictar clases en escuelas y universidades. 

Como profesor en universidades de Latinoamérica, siento que el retraso del sistema educativo marca un fuerte "gap" con los países más avanzados difícil de salvar si no se piensa en un paradigma de educación que integre estrategias docentes + contenidos + tecnologías. 

En términos de las estrategias docentes, los sistemas de realidad aumentada como Meta, proveerán a los estudiantes de ilimitadas capacidades de trabajar en el campo de la simulación. En los hechos, en una buena cantidad de disciplinas, la oportunidad de integrar conceptos, teoría y praxis en un solo ambiente potenciarán las competencias de los estudiantes.

Veamos pues en qué consisten y cómo funcionan estos nuevos sistemas aplicados a la educación.


Meta
Meta es un proyecto de realidad aumentada que cambiará el modo de dictar clases. Desarrollado por la Universidad de Columbia, el método ha sido probado y pasado la etapa del prototipo hace más de dos años. 

La idea de Meta AR es que los elementos de realidad aumentada sean directamente manipulables por el usuario mediante un interfaz tridimensional virtual. Para probar este sistema Meta AR ha combinado unas Epson Moverio modificadas con un sistema de cámaras 3D.

De la misma forma que en el Project Glass de Google se combinaba información con nuestro propio entorno, las gafas de Meta View nos ofrecen un sistema que realiza algo parecido y que, por tanto, conjuga el entorno que nos rodea (y que vemos tras estas gafas) con información sobreimpresa que, cara al usuario, parecen unos hologramas que “flotan en el aire” (aunque realmente no están ahí). Para facilitar la interacción, el usuario podrá tocar estas pantallas virtuales con sus propias manos y el sistema responderá en consecuencia, una funcionalidad que gira alrededor de un sistema de visión artificial (basado en un par de cámaras) que se encargan de seguir los movimientos de las manos del usuario (de la misma forma que lo haría Kinect en Xbox o en alguno de los hacks que existen).

¿Qué es Realidad Aumentada?

Fuente y extracto: Wikipedia

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 la realidad virtual, 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 realidad aumentada de investigación explora la aplicación de imágenes generadas por ordenador en tiempo real a secuencias de vídeo 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.

Tecnología

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 de GPS, necesarios para poder localizar con precisión la situación del visajoso.

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 un posible plataforma de realidad aumentada.

Display

Existen tres técnicas principales para mostrar la realidad aumentada:

1. 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. 
2. Display en la mano: 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. 
3. 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.

Principales Aplicaciones Educativas

En los últimos años la Realidad Aumentada está consiguiendo un protagonismo cada vez más importante en diversas áreas de conocimiento, mostrando la versatilidad y posibilidades que presenta esta nueva tecnología derivada de la Realidad Virtual. La capacidad de insertar objetos virtuales en el espacio real y el desarrollo de interfaces de gran sencillez, la han convertido en una herramienta muy útil para presentar determinados contenidos bajo las premisas de entretenimiento y educación, en lo que se conoce como “edutainment”.

El entrenamiento de cirujanos también es posible con sistemas de realidad aumentada. 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.

La realidad aumentada puede ayudar en la formación, tales como aprender a soldar con la ayuda de un entorno 3D que sigue los movimientos del usuario con precisión. Actualmente la aplicación SOLDAMATIC de Seabery Aumentada Formación, puede ser utilizada tanto en el campo de ingeniería como en la formación médica, otras aplicaciones de la industria e incluso hasta la desactivación de explosivos.

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Referencias
(1) http://www.cienciaartediseno.com/2013/08/meta-interfaz-de-realidad-aumentada.html
(2) http://www.xataka.com/accesorios/en-busca-de-un-interfaz-tridimensional-de-realidad-aumentada
(3) http://es.wikipedia.org/wiki/Realidad_aumentada
(4) http://unmundoaumentado.com/2013/08/01/cnet-el-proximo-gran-paso-en-tecnologia-la-realidad-aumentada/
(5) http://www.experiensense.com/realidad-aumentada-control-gestos/

Educación del Futuro: Aulas Star Trek

Resumiremos varios artículos dedicados a difundir el concepto de educación del futuro: aulas Star Trek. El proyecto combina las más avanzas tecnologías informáticas y digitales con la didáctica del aprendizaje colaborativo.

Aulas Star TreK del Futuro (1) 
En los últimos años, la tecnología ha ido irrumpiendo en las aulas de centros educativos de todo el mundo, ya sea con la incorporación de laptops o, en casos más extremos, con profesores robots en países como Corea.

La última novedad en este sentido es lo que un equipo de investigadores británicos ha bautizado como las aulas Star Trek (Viaje a las estrellas).

Estas aulas futuristas, cuentan con pupitres de superficie táctil, no tienen una pizarra clásica sino una pantalla, y su uso incrementa, entre otras cosas, la fluidez y la flexibilidad de los alumnos a la hora de resolver problemas aritméticos.

Escuelas del Futuro

El equipo de investigadores de la Universidad de Durham, en Reino Unido, analizó la efectividad de estas aulas con pantallas táctiles en un proyecto conocido como SynergyNet, que plantea un sistema colaborativo de enseñanza gracias a diversas tecnologías incorporadas en el mobiliario de la clase.

Para valorar su efectividad, el equipo puso a prueba estos sistemas durante tres años en un estudio que involucró a cerca de 400 alumnos con edades comprendidas entre los 8 y los 10 años

Para optimizar las posibilidades de esta tecnología, el equipo desarrolló un programa informático capaz de reconocer a distintos usuarios, usando un sistema de visión con luz infrarroja.

Esto permite que más de un alumno pueda usar un mismo escritorio.

"Descubrimos que nuestras mesas animaron a los estudiantes a colaborar de forma más efectiva. Nos quedamos encantados de observar a grupos de estudiantes ayudando a que otros entendieran los conceptos matemáticos", explicó la profesora Liz Burd, de la Escuela educativa de la Universidad de Durham.

"Esta colaboración no sucede cuando los estudiantes estudian a base de papel", destacó.

Según aclaró Burd, compartiendo y resolviendo problemas en grupo, los alumnos aprenden no sólo a hallar la respuesta a un determinado problema aritmético, sino que aprenden de sus compañeros nuevas formas de resolverlo.

Aprendizaje Colaborativo

"El aprendizaje cooperativo funciona muy bien en las nuevas aulas, porque los alumnos interaccionan y aprenden de forma distinta", afirma Emma Mercier, una de las investigadoras. "Los niños disfrutan con las matermáticas y quedan decepcionados cuando apagamos los escritorios".

Por supuesto el uso de estos sistemas no anula ni disminuye el papel que juega el profesor en la clase, al contrario, éste se convierte en clave a la hora de asignar distintas tareas.

El profesor debe decidir a qué mesas o grupos encargar determinados ejercicios y éste recibe actualizaciones a tiempo real de lo que están haciendo, para así poder intervenir rápidamente en su ayuda.

Uno de los profesores, Steve Higgins, destacó que este tipo de tecnología "tiene un enorme potencial y puede ayudar a los profesores a manejar y orquestar el aprendizaje de individuos y grupos para asegurarse de que todos reciban apoyo de forma efectiva".

Las aulas Star Trek se pusieron a prueba en 12 escuelas en el noroeste de Reino Unido y en la investigación participaron miembros del departamento de psicología y el departamento de computación de la Universidad de Durham.

Los resultados del estudio han sido publicados en la revista Learning and Instruction.

Pizarra y Escritorios Conectados (2) 

Este nuevo sistema utiliza una pizarra que invita al movimiento y lo que en ella se muestra también se ve en los pupitres. Los escritorios son teclado y pantalla a la vez y varios alumnos pueden usarlo al mismo tiempo.

La tecnología que proponen en esta investigación permite al alumno tomar parte activa en el proceso de aprendizaje, un modelo opuesto al tradicional donde solo hay una figura dominante.

El aprendizaje comunitario funciona muy bien porque los alumnosinteractuan y aprenden de una manera diferente. Los niños realmente disfrutan haciendo matemáticas de esta manera y siempre se decepcionan cuando se apagan las mesas», explica otra de las investigadores, Emma Mercier.

«La fluidez en las matemáticas se puede lograr a través de la práctica, lo que más difícil resulta de enseñar es la capacidad para encontrara soluciones a cuestiones aritméticas. Este modelo de sala de clase puede ayudar a los profesores a mejorar esta flexibilidad», agrega Mercier.

Referencias
(1) Aulas Star Trek del Futuro, en http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2012/11/121123_tecnologia_aulas_futuro_aa.shtml
(2) Aulas Star Trek: la clase del futuro, en http://www.abc.es/sociedad/20121123/abci-aulas-star-trek-201211221407.html