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8/3/2019 Proyecto de una situacin de aprendizaje a travs de Serious Games mediada por tecnologas de Realidad Aument

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Conectivismo y Aprendizaje informal

PEC - 3 -

Proyecto de una situacin de aprendizaje atravs deSerious Games mediada por

tecnologas de Realidad Aumentada

Joan Simon Pallis

Barcelona 6 de febrero de 2012


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INTRODUCCININTRODUCCININTRODUCCININTRODUCCINALOSALOSALOSALOSSERIOUSGAMESSERIOUSGAMESSERIOUSGAMESSERIOUSGAMESLosllamadosJuegosSeriostraduccinalgoburdadelos Serious-Gameseningles-sonpartedeunnuevocampoemergentequesecentraenlosjuegosmediadosporlatecnologaqueestndiseadosconfinalidadesnodeociosinoeducativas.Durante

los cinco ltimos aos ha habido una explosin de juegos serios (de ahora enadelanteSG),principalmentedebidoalaevolucindelapotenciadelosordenadorespersonales, las comunicaciones y los agentes inteligentes de software.Su principalventajasobrelosjuegostradicionalesesquepuedeserreutilizadosparatodotipodesimulaciones en una serie de reas econmicas, de educacin mdica o, incluso,militares.LosSGtienensusantecedentesenlaevolucindelosjuegosmilitaresoriginalmenteconceptualizados entorno a simulaciones y juegos de rol. Sin embargo, como lasherramientas y sus aplicabilidades evolucionan, los usos se hacen cada vez ms

palpables en la formacin mdica y para lacapacitacin y formacinempresarial yrefutanlaideadequelosjuegossonpuramenteparafinesdeocio.Lascomunidadesacadmicas,bsicamenteanglosajonas,identificanelpoderdeljuegoparaapoyarlasactividadesdeeducacinyformacinhastaelpuntoquesepublicanmuchosensayosdondeseexplicitalapotenciadelosSGparaapoyaralascomunidadesenlneaygruposdistribuidosdecapacitacin,paraexplicarconceptosdifcilesyparamotivaralosalumnos.EstetipodeSG,quetambinsehandenominado Game-basedlearning,deben contemplarse como herramientas de inmersin en su conjunto y estnofreciendo mayores ventajas para la enseanza y formacin, con respecto alaprendizaje colaborativo de apoyo, el soporte a las interacciones sociales e ilustraperfectamenteentornoscomplejosylosaprendizajesmscognitivos.Otrosbeneficios

potenciales de los SG incluyen una mejora de laatencin, el reconocimiento de ladificultadylasolucindelproblema,latomadedecisiones,unamejormemoriaacortoplazoylargoplazo,yelaumentodehabilidadessocialestalescomolacolaboracin,lanegociacin y la toma de decisiones compartidas en grupo. Plataformas muypopularesutilizadascomoSGsonlosjuegosenlneacomoelconocidoSecondLifeque permite una serie de operaciones en entornos totalmente virtualescomo laexperimentacin, as como aplicaciones personalizadas. Sin embargo, la principaldesventajade estasplataformas esque con frecuencianoson compatiblescon losgrficosdealtonivelotcnicasavanzadasdeinteraccinmultiplataforma.Porltimo,sedebesopesarqueelusodelosSGimplica,alargoplazo,analizarcomoseproduce

el aprendizaje y la necesidad de revisar los modelos tradicionales y los modos deevaluacinclsicos.

Porotrolado,larealidadaumentada(AugmentedReality,yapartirdeahoraRA)haexistido desde hace unas pocas dcadas y tienen como base conceptual unatecnologa que combina la informacin virtual con un entorno existente en tiemporeal.Aunque la tecnologa AR se est desarrollando rpidamente, se encuentratodavaensusiniciosyexistenpocasaplicacionesenlaeducacinaunquesiquesevislumbra su enorme potencial pedaggico en un futuro cercano. Hasta ahorasolamenteunaseriedeprototiposexperimentalessehandesarrolladoprincipalmenteenalgunasuniversidadespunteraseinstitutosde investigacineducativa,peronose

utilizandemaneraextensivaennuestrasuniversidades.


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ElobjetivodeesteinformeesproporcionarunabasemetodolgicadelusodelaRAmediantelosSGconlapropuestadeunsupuestomaterialeducativoyenelmbitodela formacin universitaria. Por razones obvias de la tipologa de esta pequeamemoria, no se incluyen los aspectos de diseo e implementacin de la idea

planteada.

POTENCIALEDUCATIVODELAREALIDADAUMENTADAPOTENCIALEDUCATIVODELAREALIDADAUMENTADAPOTENCIALEDUCATIVODELAREALIDADAUMENTADAPOTENCIALEDUCATIVODELAREALIDADAUMENTADAComo nocin la Realidad Aumentada (RA) es un conjunto de tcnicas queperfeccionalapercepcineinteractividadconelmundorealdetalmaneraquepermitea la persona usuaria disponer de un entorno real aumentado mediante capastransparentessuperpuestasconinformacinadicionalqueesgeneradaporelpropiodispositivoelectrnico.LaRA tiene presencia enelmundo cientfico desde principios de los 90cuando latecnologa fue suficientemente potente para disponer de ordenadores rpidos contcnicas grficas de renderizado en tiempo real, y sistemas de seguimiento consuficiente precisin y portables. El conjunto de todas estas tecnologas permitieroncombinarimgenesgeneradasporordenadorsobreunadeterminadavisindelmundoreal de que dispone en un momento dado el usuario que lo utiliza. En muchoscontextosindustrialessedisponedeunaenormecantidaddedatoseinformacinquesiempre estn asociados a cuerpos del mundo real. En estos contextos, la RA semuestraunmedioidneoparaunirycombinardichosdatos-generalmentevisuales-conlosobjetosdelespacioreal.

ExisteunaclararelacinentrelaRAi latecnologa conocidacomoRealidadVirtualqueseconocemuchomsporestarmsextendidayconlacualalgunasvecesseconfundeentre lapoblacin engeneral.Esverdad que existen unascaractersticascomunes entre las dos tecnologas como son las de disponer de modelaje virtualgrfico en dos y tres dimensiones, pero son fcilmente distinguibles porque la RAjamsremplazaelmundorealporunodeabsolutamentevirtual,sinobienalcontrario,laRAsiempremantienevisibleelmundorealqueobservaelusuario.Desdeelpuntodevistafuncional,laRAdebedisponerforzosamentede2dispositivos:

unacmara,queeslaencargadadecapturarenentornodelmundoreal,unsistemaGPSdeposicionamientoespacialquepuedadeterminarentodomomentolaposicinyorientacindelusuario.Juntoconlainformacindeestosdosdispositivossepuedegenerarunescenariovirtualqueserelquesesuperpondrparamezclarlasealdevideo que se captura por la cmara hasta generar una escena de informacinaumentada. Finalmente, esta panormica compuesta por el entorno real y lainformacinvirtualsepresentaralusuarioatravsdealgndispositivodeimagenparasucorrectavisualizacineinclusoparaquepuedainteractuarconella.Enlosdosltimos aos con la popularizacin de los Smartphones y las Apps de Android,cualquiera puede disponer de aplicaciones bsicas de RA con extrema movilidad.Estas recientes aplicaciones basadas en la informtica mvil, requieren acceder aserviciosdetelefonapotentesindependientementedellugardondeunoseencuentre.


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El mundo acadmico universitario no queda al margen de todas estas iniciativas yrecientemente ha empezando a introducir las tcnicas de RA en algunas de susdisciplinas ms punteras como las ingenieras o medicina. Con todo, hay quereconocer que elconocimiento y laaplicabilidad de la RA en ladocenciadiaria esmnimadadalaescasapresenciadeproductoseducativosenlosmbitoscotidianos

de laeducacin. Algunos desarrollos de iniciativas en la utilizacin de laRA en laeducacin secundaria y su divulgacinhansorprendido gratamente a la comunidaddocente. Citar a este respecto, el proyecto Magic Book neozelands donde elestudiante puede leer un libro real a travs de un pequeo dispositivo de mano ydondepuedevisualizarsobrelaspginasrealescontenidosenriquecidosvirtuales.As,cuandoelalumnoveunaescenadeRAquelecuriosea,puedeencuadrarsedentrodela escena y vivirla en un entorno virtual inmersivo. Grandes universidades deprestigio como el Harvard y el MIT (Massachusetts Institute of Technology), estnimplementandoaplicacionesdeRAensusplanesdocentesenformatosde SeriousGames para intentar involucrar a sus estudiantes en escenarios que combinen

experienciasdelmundorealconcapasdedatoseinformacinadicionalquesepuedavisualizarensuspropiosdispositivosmviles.BREVEDESCRIPCINDELBREVEDESCRIPCINDELBREVEDESCRIPCINDELBREVEDESCRIPCINDELPROYECTOPROYECTOPROYECTOPROYECTOContexto:Contexto:Contexto:Contexto:Desdeelpuntodevistadelcontextoacadmico,lapropuestadeexperienciasellevaracabodentrodelaasignaturadeBotnicafarmacuticaqueesunamateriatroncalque se imparte duranteelsegundo semestredel primer cursode laenseanza delGradodeFarmaciaenlaUniversidaddeBarcelonaEsta asignatura tiene una fuerte componente descriptiva con un abanicosuficientemente significativo de nombres cientficos de las diferentes especiesvegetalesindicadasydeunaterminologabotnicamanifiestamentedesconocidaporlosestudiantes.Ambosfactoresimplicanunciertogradodeesfuerzomemorsticoporpartedelosestudiantesque,relegadohastafinaldecurso,sueleimplicarunaenormedesmotivacinyennopococasos,unabandonodelaasignatura.Laasignatura tieneun totalde6 crditosECTSqueequivalena unas150horasde

trabajodelestudiante.Deestashoras,60correspondenatrabajopresencial,40horasen trabajo dirigido y 50 horas a trabajo autnomo. Entendemos que nuestraexperienciadeSGdebesernoobligatoriayexclusivamenteconevaluacinformativaydentrodelcmputodelas50horasdetrabajoautnomoyaqueeljuegotienecomoobjetivoltimoautoevaluarseconlosconceptosaprendidosensuestudioautnomo.Descripcin:Descripcin:Descripcin:Descripcin:Hastaestemomentolosapartadosmsconceptualesylospuramentememorsticossetrabajabananiveldecuestionariosconautoevaluacinautomatizada.Los resultados

han sido sorprendentemente buenos a tenor de las encuestas de satisfaccinrealizadas, pero las propias encuestas manifiestan las limitaciones de la aplicacin


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utilizadaMoodle-y ladesmotivacinqueprovocalarepeticin incesanteencuantoalarealizacindeellos.Por todo ello el equipo docente responsable de la asignatura pretende mejorar lafuncionalidadylamotivacindeestaactividaddebaseconceptualmedianteeldiseo

deunaaplicacinderealidadaumentadayconunformatodejuegoconlafinalidaddemejorar la motivacin de los alumnos y, con ello, el aprendizaje significativo.Provisionalmente esta experiencia tiene como nombre clave A.R.P.A acrnimo deAumentedRealityPlantAplicationEl fundamento terico de dicha aplicacin estar en una primera fase en elreconocimientodedosaspectosclavesenlaenseanzadelasplantasmedicinales:elreconocimientodelaplantaatravsdesunombrecientficoy,tambindelanlisisdelas caractersticas florales a travs de tcnicas avanzadas de reconocimientocomparativodeimgenes.Ambastcnicasyaestndisponiblesenlaactualidadyson

enamboscasosgratuitasatravsdealgunasAPIsdeGoogle.Losnombrescientficosserndirectamentereconocidosporlaaplicacinyvalidadosatravs de una consulta en tiempo real sobre la base de datos con API abierta deWikispeciesdelaFundacinWikimedia.TambinseharparalelamenteunaconsultaalabasededatosdeGRIN(GermplasmResourcesInformationNetwork)delaUSDA,ARS,NationalGeneticResourcesProgramenelcasodequelaprimeraWikispecies-noofrecieraresultados.Elmotivodedichadobleconsultasedebeaquelaprimeraesunproyectodecdigoabiertodondelosprofesorespuedencompletarlainformacinbsicasiestanoexistiera,mientrasqueGRIN,mscompleta,esunproyectocerradosincapacidadparaajustarlaanuestrasnecesidadesdocentes.Adems Wikispecies

estabienenlazadaconimgenesdelasplantasquesonobjeto,tambin,departedelapropuestadeesteproyecto.Elresultadoserunacapasuperpuestadeinformacinaumentada con el enlace al artculo de la Wikipedia y su base de imgenes deWikiCommons, solamente enfocando cualquier nombre cientfico (o sinnimonomenclatural)deunaplantamedicinal.De igual forma, el reconocimiento facial es una realidad en cualquier programa deedicinfotogrficaconsoportesocial.Conlamismatecnologa,Googleyaofrecelaposibilidaddereconocercualquierobjetoporcomparacinyreconocimientointeligenteen tiempo real con su enorme base de imgenes disponible en sus servidores.

Medianteesta tcnicaGoogleatravsdeGoogle Goggles ya esta experimentandocon el reconocimiento de flores y hojaspara su correcta identificacin a partir deuna fotografa dada. Recientemente,adems,laSmitsonianInstitutionjuntoconla Universidad de Columbia hadesarrollado la Apps LeafSnapquebasndose en los principios del softwaredereconocimiento facialpuedeidentificarlasdistintasespeciesderbolesdeEEUUyCanadaapartirdefotosdesushojas. Captura de la App LeafSnap en un Smartphone


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Entercerlugar,yteniendoencuentaunanecesariatransversalidaddelasasignaturasdentro de una misma carrera universitaria, se pretende que esta tecnologa dereconocimiento identifique los principios activos ms importantes de las plantasmedicinales y que luego sern objeto de estudio como compuestos orgnicos enmaterias como Qumica Orgnica de Productos Naturales. Esta identificacin se

basaraenlosesquemasbidimensionalessobrepapelaunqueluegopodrarealizarseunavisualizacinaumentadaconmodelizacionesvirtualestridimensionales.Por ltimo, cada una de estas tres identificaciones (nombre cientfico, imagen yestructuraqumica)apuntarhaciaelbancodedatosdepreguntas(yadisponibleapartir de losactualescuestionariosautoevaluables) queformular laspreguntas deljuego mediante un asistente inteligente (ver esquema adjunto final) que procurarmantenerelintersporeljuegoy,alavez,lamximaeficienciaencuantoalacurvadeaprendizaje

Herramientasysoftware:Herramientasysoftware:Herramientasysoftware:Herramientasysoftware:Uno de los grandes cambios que se han producido muy recientemente entre losestudiantes ms jvenes, es optar por la informtica mvil. Recientes encuestasdemuestranquemsdelamitaddelosestudiantesyadisponendeSmartphoneconconectividadaInternetcontarifasplanasyseprevqueconpocomsde18mesesesteporcentajeaumentehastamsdel90%.Unidoalaaltadisponibilidaddeestetipode tecnologa esta la realidad de las limitaciones de recursos dentro de lasuniversidadesporculpadelosrecortespresupuestarios.Todoellonosmueveaquelaaplicacin que proponemos tiene prevista estar diseada para que funcionedirectamentesobreSmartphoney/otabletsconsistemaoperativoAndroid.

Desdeelpuntodevistadel softwareutilizadopara la creacinde losmodeladosderealidad aumentada, existenaplicaciones gratuitas quepuedensersuficientescomopor ejemplo la biblioteca deArToolKit,oelservicioonlinedeEzflar.La aplicacin final deber ser programada y probada para asegurar que su

funcionamiento siga siendo coherente y eficaz independientemente del dispositivomvilutilizadoMetodologaMetodologaMetodologaMetodologadocente:docente:docente:docente:Las tecnologasemergentes requieren deunaespecial atencinen losaspectosdemetodologa docente con necesidad manifiesta de desarrollar unas directricescoherentes y marcos de referencia para la eficacia de los juegos aplicados alaprendizaje.Losenfoquesparticipativos que renan modelosqueconllevenunusopedaggicocoherenteincluyendolosnivelesdeinteractividadeinmersinnecesariayelcontextoenelqueserutilizadoeljuego.Ademssedebetenerencuentalapropiatipologadeljuego,losobjetivosquesepersiguenconlaactividad,lafacilidaddeusoy,porltimo,laeficienciayeficaciadelaprendizaje.


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Con esta base pedaggica, sepretendeque el estudiante,una vez haya trabajadosuficientemente los conceptos de la asignatura, ponga a prueba los conocimientosadquiridos mediante dos tipologas de juegos -individual o colectivo- a travs delclsico y conocido juego del Trivial basado en la mecnica de preguntas y

respuestas. Esta actividad esta pensada para ser realizada fuera del aula ycorresponsabiliza al estudiante en su propia gestin del tiempo en funcin de susdemstareaspersonales.Enunprimerestadiolosestudiantesjugarandemaneraindividualizadaenunjuegodecrecientedificultadatravsdelaspreguntasquelesformularelasistenteenbaseala realidad aumentada que se le muestre en pantalla. A medida que se vayanobteniendoaciertos(puntos)seoptaraunsiguienteniveldedificultadhastallegaralltimo. Evidentemente, el asistente detectar repeticiones o supuestos atajosfraudulentos que conllevar las penalizaciones oportunas. El asistente igualmente

reclamarundeterminadonmerodenombrescientficos,de frmulasqumicasydeimgenesparaquelaevaluacinsealomsampliayexigenteposible.Una vez conseguido la marca Trivial individual se podr seguir con el Trivialcolectivoenbaseaunacompeticinentregruposde4estudiantesconunesquemaparecidodeprocedimientoperoconunaestructuradeaciertosquepermitirsubirenuna pirmide tridimensional hasta llegar a la cspidedonde seencuentraelpremioA.R.P.A.demejorequipo.Al finaldeeste informe seadjunta una figura dondeseesquematizasomeramentetodos y cada uno de estos aspectos que se han enumerado para una mayor

comprensindetodoelprocesoensuconjunto.ExpectativasdefExpectativasdefExpectativasdefExpectativasdefuturo:uturo:uturo:uturo:En una segunda fase prevista para dentro de un par de aos, se prev dotar a laaplicacindealgoritmosbasadosenInteligenciaArtificialquepermitanpersonalizaralmximo elaprendizaje por parte del alumno a travs del anlisis de las pautas decomportamientoenelusodelaaplicacin.EldesarrollodetutoresvirtualesquizstambinenformatoRA-puedeserunhechounavezsedesarrollemslaactualWeb.

CONCLUSIONESCONCLUSIONESCONCLUSIONESCONCLUSIONESEn este pequeo informe se presenta la funcionalidad y una visin general de losSeriousGames y de laRealidadAumentada como excelentes propuestas paraserutilizadasenelmbitouniversitario.SedescribeasmismoelfundamentobsicodeunproyectofuturoA.R.P.A-queconllevaelusodeestastecnologasantesdescritas.El sistema propuesto explota tcnicas de reconocimiento de plantas medicinales atravsdesunombrecientfico,susprincipiosactivosoimgenesidentificativasdelamismaysesustentaen el aprendizajesignificativo.El objetivoltimoesdisearunsistema inteligente para el autoestudio, que permita a los estudiantes aprendercontenidoscognitivosdeformainteractivaymotivadora.


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Por ltimo, insistir en que los Serious Games y la Realidad Aumentada biencompenetradospuedenpotenciarciertosaprendizajes.ProntolacomunidadeducativadescubrirquenosepuedenobviarlastecnologasdelaRealidadAumentadaalavezque lospedagogos suscribirnmuyposiblementequeestas tecnologaspuedenser

utilizadas no slo para el entretenimiento sino tambin para instaurar y fortalecercomunidades motivadas de estudiantes. Los nuevos modelos de enseanza-aprendizajeysocializacinbasadosenlaRealidadAumentadadentroyfueradelaula,podrn ser, en un futuro cercano, un componente clave para el devenir de losambientesdeaprendizajesignificativosypuedencontribuirdemaneraespecficaenlapercepcin,interaccinymotivacindenuestrosestudiantesuniversitarios.

Para citar este documento, puedes utilizar la siguiente referencia:SIMON,JOAN (2012). Proyecto de una situacin de aprendizaje a travs de Serious Games mediada por tecnologas de Realidad

Aumentada. Curso Conectivismo y aprendizaje informal. PEC-3, Postgrado de Redes Sociales y Conocimiento Compartido UOC (Artculo en lnea). [Fecha de consulta: dd/mm/aa]. < http://joansimon.net/UOC/proyecto_realidad_aumentada.pdf>.


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Anexo 1. Esquematizacin de las tecnologas utilizadas en la propuesta del proyecto A.R.P.A.

Papaver somniferum

TECNOLOGIATECNOLOGIATECNOLOGIATECNOLOGIA

REALIDADREALIDADREALIDADREALIDAD

AUMENTADAAUMENTADAAUMENTADAAUMENTADA

SERIOUS GAMES & GAME-BASED LEARNING

Base de datos

de preguntas

Base de datos

de preguntas

INDIVIDUALCOLECTIVO

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