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Uso educativo de las TIC

La Realidad Aumentada (AR= Augmented Reality, término inglés) es una tecnología que poco a poco se va incorporando a los distintos ámbitos de la vida cotidiana incluyendo el mundo educativo. En este artículo se explican algunos de sus detalles y se aporta información de interés sobre su uso educativo.

Realidad aumentada en el aula

¿Qué es la realidad aumentada?

La realidad aumentada consiste en la visión de un entorno físico del mundo real  a través de un dispositivo (smartphone, tablet, etc) para que se muestre en tiempo real junto con una capa adicional de elementos virtuales. A diferencia de la realidad virtual, no se trata de sustituir a la realidad física, sino que se sitúan en la vista del mundo real distintos elementos informativos de tipo multimedia: textos, imágenes, modelos 3D, vídeos, audios, animaciones, etc. Estos elementos multimedia se encuentran almacenados y asociados en un servidor remoto. Por tanto es necesario disponer de conexión a Internet en el ordenador, tableta o smartphone para recuperarlos y añadirlos a la vista de esa realidad física.

Infografía “Realidad aumentada” de Eroski Consumer

Realidad aumentada en el aula

Elementos de la realidad aumentada

Para conseguir esa superposición de elementos virtuales en la vista de un entorno físico, un sistema de AR debe estar formado por los siguientes elementos:

  • Cámara. Es el dispositivo que capta la imagen del mundo real. Puede ser la webcam del ordenador o bien la cámara del smartphone o de la tableta.
  • Procesador. Es el elemento de hardware que combina la imagen con la información que debe sobreponer.
  • Software.  Es el programa informático específico que gestiona el proceso.
  • Pantalla. En ella se muestran combinados los elementos reales y virtuales.
  • Conexión a Internet. Se utiliza para enviar la información del entorno real al servidor remoto y recuperar la información virtual asociada que se superpone.
  • Activador. Es un elemento del mundo real que el software utiliza para reconocer el entorno físico y seleccionar la información virtual asociada que se debe añadir. Puede ser un código QR, un marcador, una imagen u objeto, o bien la señal GPS enviada por el dispositivo.
  • Marcador. Es un elemento más propio de los sistemas de realidad aumentada en 3D. Puede ser un recuadro impreso en papel o un objeto que movemos y situamos en el espacio real y que el sistema reconoce y utiliza como referencia donde añadir el modelo tridimensional virtual.

Realidad aumentada en el aula

Tipos de tecnologías AR

  • Códigos QR. Representan el nivel más básico de tecnología AR. Permiten situar en el mundo real hipervínculos a sitios en Internet. Mediante un software genérico como BIDI  instalado en el smarthphone se pueden leer estos códigos. En sitios como Códigos QR se pueden generar estas imágenes fácilmente a partir de la URL que se introduce como dato.
  • Marcador. Se trata de un código impreso en papel que permite ubicar el modelo tridimensional en la realidad aumentada. El sistema reconoce ese código y sitúa el objeto asociado en esa posición.
  • Imágenes u objetos. El sistema reconoce la imagen u objeto de la vida real para añadir la capa correspondiente de información virtual.
  • GPS. El móvil o tablet envía las coordenadas GPS de ese lugar e incluso su orientación procedente del giroscopio incorporado para añadir información relacionada con esa ubicación u orientación geográfica.
  • Gafas. Constituyen el modelo más avanzado porque integra de una forma más transparente todos los elementos de AR: cámara, pantalla, procesador, software, conexión, etc.

Realidad aumentada en el aula

Aplicaciones de AR

Una aplicación de AR suele constar de dos versiones que se complementan: Creator (Diseñador) y Viewer (Visor). La versión Creator es utilizada por el desarrollador para diseñar la capa de contenido virtual y almacenarla en un servidor en Internet. Suele ser la parte más compleja de manejar y en algunos casos la que puede suponer un cierto desembolso económico. La versión Viewer o visor se proporciona para descarga gratuita en las principales plataformas de apps para dispositivos móviles (iOS, Android, BlackBerry, etc). De esta forma los clientes pueden utilizarla para escanear la realidad y mostrarla combinada con la capa de contenido virtual creada.

Entre el software más popular para crear y visualizar AR se encuentra:

  • Layar. Este servicio es uno de los más utilizados. Permite crear una página o imagen a la cual se puede añadir contenido interactivo usando el Layar Creator. El usuario final podrá escanear la imagen de una revista o cartel para acceder en su visor a vídeos, animaciones, etc asociados. La disponibilidad del servicio Layar se indica con su logo situado en una esquina de la publicación en papel.
  • Junaio. Es una las opciones más atractivas y populares para acceder a contenido AR. Con una gran comunidad de desarrolladores de esta aplicación, proporciona un interfaz sencillo e intuitivo para el usuario final. La aplicación metaio Creator permite subir el contenido a  metaio Cloud o bien a tu propio servidor por FTP.
  • Aumentaty. Dispone de la versión Author para generar contenidos de AR permitiendo importar modelos 3D generados con otras herramientas y realizar todo tipo de ajustes sin necesidad de saber programar. El visor se puede descargar gratuitamente en Windows, Mac, y dispositivos móviles iOS y Android.
  • Wikitude.  Es una herramienta gratuita desarrollada por la compañía austríaca del mismo nombre. El SDK para desarrollo de contenidos es gratuito y el visor también. Sin embargo para utilizar el interfaz de edición Wikitude Studio es necesario abonar una cantidad.
  • Mixare. Es una alternativa GNU que proporciona una aplicación autónoma que extrae la información de los POIs (puntos de interés) de geonames.org y específicamente de Wikipedia. Permite mediante programación incorporar más datos.
  • Argon. Ha sido desarrollado por el Instituto Tecnológico de Georgia en USA. Para la creación de contenidos es necesario familiarizarse con el framework de Kharma . Su visor de momento solo está disponible para iOS.

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Crear y visualizar modelos 3D

En la capa de información adicional de la AR se pueden añadir elementos multimedia de distintos formatos: textos, enlaces, imágenes, audios, vídeos, etc. Sin embargo la visualización de modelos tridimensionales virtuales es uno de los ingredientes que más interés y expectación despiertan.

Actualmente existen distintas herramientas que permiten crear modelos 3D. Las opciones más utilizadas son:

  • Blender.  Es una aplicación multiplataforma gratuita con múltiples prestaciones para el modelado 3D.
  • SketchUp. Dispone de versión gratuita con fines educativos.
  • Wings 3D. . Es otra herramienta interesante orientada al diseño de modelos tridimensionales.
  • 123D Catch. Realmente no es un aplicación de modelado. A partir de una secuencia de fotos alrededor de un objeto se genera automáticamente la vista 3D.

Realidad aumentada en el aula

Si el uso de una estas herramientas de edición de modelos 3D resulta muy complicado, otra posibilidad es visitar la Galería 3D de Google para reutilizar una de las creaciones publicadas en este catálogo. . Los editores de AR suelen importar directamente los modelos creados con estas herramientas.

Algunos usos educativos de AR

A continuación se exponen algunos ejemplos del uso educativo de la realidad aumentada:

Libros con modelos 3D 

En los libros digitales o bien en los libros impresos en papel mediante tecnología AR es posible incorporar modelos 3D. De esta forma el alumnado puede observar y manipular objetos con un nivel de detalle muy superior a las vistas 2D o imágenes sobre papel.

  • Ejemplo de libro con modelo 3D de AR
  • En el espacio learnAR se proporcionan de forma gratuita algunos modelos 3D. Se imprime en papel el marker correspondiente y cuando se muestra a la cámara se visualiza el modelo 3D en pantalla.
  • La aplicación Realitat3  es un aplicación educativa de AR elaborada por el equipo Aumentaty. Está destinada al alumnado de Educación Primaria en el aprendizaje de conceptos concretos donde la perspectiva 3D puede contribuir a mejorar la comprensión y motivación: cuerpo humano, poliedros, sistema solar, fotosíntesis, ciclo del agua, etc.
  • Big Bang 2.0  es un interesante proyecto desarrollado por VirtualWareGroup y la Consejería de Educación del País Vasco. Contiene material educativo para el área de Conocimiento del Medio para alumnado de Educación Primaria. Incorpora formatos de realidad aumentada tanto en pantallas informativas como en ejercicios interactivos.

Realidad aumentada en el aula

Itinerarios didácticos

La realidad aumentada también se puede utilizar para facilitar y enriquecer la acción de moverse por un entorno físico. De esta forma se dispone de información adicional sobre servicios próximos que podemos encontrarnos en ese sitio o bien los nombres y descripciones de los accidentes geográficos del paisaje, de las estrellas y cuerpos celestes en el cielo nocturno, de los cuadros o esculturas de un museo, etc. En este contexto el uso de la AR facilita e incrementa el aprovechamiento educativo de la realización de itinerarios en salidas escolares, museos, muestras, etc. La capa añadida puede contener textos, imágenes, animaciones, vídeos, audios, etc ampliando de forma considerable la información disponible. Si la información que se proporciona alude a un tiempo pasado se puede trabajar la perspectiva histórica de los sitios y lugares.

La elaboración de contenidos y puesta en producción de los mismos en un sistema de AR para un itinerario didáctico supone una considerable inversión de tiempo y esfuerzo docente. Se puede rentabilizar esa inversión tratando de utilizarlo en sucesivos cursos o bien compartiendo estos recursos con otros profesores en una plataforma común.

En esta línea de trabajo una de las iniciativas españolas más destacada es el proyecto Aumentaty  . Está desarrollado por el grupo de investigación LabHuman de la Universidad Politécnica de Valencia. Su propósito es acercar la realidad aumentada a las aulas mediante la colaboración del profesorado. También en esa línea adicional o paralela se encuentra el proyecto Espira donde se proporciona una herramienta y documentación para la geolocalización y uso del AR en el aula.

El alumnado puede utilizar estos itinerarios ya elaborados como base para el desarrollo de proyectos de investigación. Si la herramienta de creación es asequible también puede elaborar de forma individual o colectiva esos contenidos de AR y ponerlos en funcionamiento para los demás. Esto incrementaría las posibilidades de la realidad aumentada en el aula favoreciendo tanto el consumo como la creación de contenidos usando esta tecnología.

Realidad aumentada en el aula

Simulaciones

El uso de AR en simulaciones permite al menos en las fases iniciales del aprendizaje prestaciones interesantes como la facilidad, disponibilidad, inmediatez, seguridad en la práctica, aprendizaje por ensayo y error, reducción de costes, etc. Así por ejemplo en psicología se utilizan sistemas de AR para el tratamiento de las fobias de pacientes a las arañas y cucarachas. También se usan simuladores con tecnología AR en temas de seguridad como la extinción de incendios, la soldadura con electrodo revestido o bien en la forma de cómo cocinar un filete

Traductores en tiempo real

La tecnología AR se puede aplicar también para traducir el texto existente en cualquier imagen del entorno real. Word Lens es una aplicación para móviles y tabletas que capta la imagen a través de la cámara, reconoce el texto, lo traduce al idioma elegido y en la pantalla muestra esa imagen sustituyendo el texto por su traducción.  En el siguiente vídeo se expone su funcionamiento: Introducing Word Lens

Asistencia a la realización de tareas

En el campo de la formación profesional y la educación de adultos a distancia puede resultar interesante disponer de sistemas de ayuda a la realización de tareas de cierta complejidad. Como continuidad a los videotutoriales tan populares y útiles en su momento, ahora surgen secuencias elaboradas con tecnología AR y modelos 3D que avanzan en ese propósito.  Es el caso del proyecto de uso de las gafas de AR para reparar averías en un automóvil.

Accesibilidad

La realidad aumentada también puede contribuir a incrementar la accesibilidad a los recursos y espacios públicos. Esto es especialmente útil en alumnado con necesidades educativas porque aumenta las posibilidades de acceso a la información. Un ejemplo de AR para la accesibilidad es el proyecto Accentac

Realidad aumentada en el aula

Algunas ideas sobre AR en educación

Tras un análisis sobre el uso de la realidad aumentada en el ámbito educativo se proponen las siguientes ideas:

  • Modelos 3D. Existen conceptos y procesos que resultan ideales para su aprendizaje con modelos tridimensionales porque aportan un valor añadido y singular como no lo hace el papel o las construcciones bidimensionales.
  • Simulaciones. En ocasiones trasladar a la capa virtual de la realidad aumentada ciertas partes del proceso manteniendo el resto en la realidad física, consigue altas dosis de realismo en la simulación, facilita la transferencia a situaciones totalmente reales, permite la ejecución en condiciones más seguras, reduce los costes, etc.
  • Aprendizaje significativo. El empleo de materiales de AR incrementa el significado de lo que se aprende al tener sentido disponer de información en el mismo lugar y momento en que puede resultar útil.
  • Motivación. La toma de decisiones se amplía en función de la riqueza de información disponible lo cual incide en la motivación del aprendizaje.
  • Integración. Los recursos de AR se deben incorporar de forma transparente junto con el resto de recursos en los distintos usos educativos de las TIC.
  • Constructivismo. El alumno/a puede construir y conectar conocimientos mediante el consumo de recursos de AR. Sin embargo si el interfaz de creación de contenidos AR es asequible y lo permite también puede ser usado por el alumnado para construir objetos 3D y de AR.
  • Hardware. Para utilizar esta tecnología no es necesaria una inversión en hardware adicional. Un miniportátil con cámara web y acceso a Internet es suficiente para acceder a la mayoría de desarrollos de AR. Otros usos en entornos físicos más abiertos demandan tabletas o smartphones con conexión 3G y esto no siempre está al alcance de nuestro alumnado en tiempos de crisis.
  • Estándares. Existen distintas herramientas para crear recursos de AR. Sin embargo no siempre se adaptan a estándares en el diseño de la capa virtual lo que se traduce en dificultades para reutilizar el trabajo realizado en distintos sistemas de AR.
  • Software libre. Las empresas privadas que desarrollan herramientas de AR diseñan la aplicación para forzar que los elementos virtuales se almacenen en sus servidores y de esta forma asegurar el negocio solicitando un desembolso mensual o anual por su utilización. Esto tiene sentido cuando los productos se utilizan en un ámbito profesional o empresarial pero en el entorno de proyectos educativos resulta un hándicap importante.
  • Repositorios. El diseño de recursos educativos de AR suponen un cierto esfuerzo e inversión de tiempo. Por ello resultaría oportuno que esos recursos elaborados por profesores/as y entidades se compartieran con el resto de la comunidad educativa a través de los repositorios educativos habituales (p.e. Agrega) a la vez que se desarrollaran espacios de encuentro para unificar aplicaciones, experiencias e ideas.

Realidad aumentada en el aula

Para saber más

Fernando 18-ene-2014

2 Comentarios

  1. Edurne VB. dice:

    ¡Espectacular! como siempre. Hay pocos blogs como este explicando tecnologia con enfoque tan ameno, claro y educativo. Te sigo desde hace tiempo y es un placer. Gracias por tu esfuerzo.

  2. celu dice:

    Genial el artículo, muy útil y bien resumidas las alternativas. Bravo!

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