LA TECNOLOGÍA DE REALIDAD VIRTUAL

COMO ENSEÑAR A TRAVÉS DE LA TECNOLOGÍA DE REALIDAD VIRTUAL 

Realidad virtual, la realidad virtual en definitiva es una tecnología muy avanzada, que es una integración de informática, robótica, instrumentación, multimedia, sensores, óptica, tecnología 3-D, etc.

Cada tecnología, que converge para formar la realidad virtual, en sí misma, es muy sofisticado y de alta tecnología.

La realidad virtual es una poderosa tecnología de interfaz de usuario

Esta tecnología actual ni siquiera requiere la presencia física de una persona. La información es importante y esta prometedora tecnología proporciona la mejor manera de visualizarla, permitiendo la interacción directa para el usuario.

La realidad virtual tiene aplicaciones completas en industrias como la del automóvil y la aviación. Sus implementaciones ahora se están expandiendo a campos como la educación y la medicina.

En educación, han surgido la telexistencia mutua (convergencia de la realidad virtual y la robótica), las salas virtuales y la realidad virtual distribuida. En medicina, se han desarrollado softwares muy avanzados para tratar un número creciente de procedimientos dolorosos. Algunos de los ejemplos incluyen:

a. Cuidado de heridas de pacientes quemados

b. Terapia endoscópica después de la cirugía multinivel de evento único (SEMLS) para la parálisis cerebral

c. Dolor y ansiedad dental

d. Dolor / ansiedad durante las inyecciones

e. Superar las fobias como las fobias a las arañas.

F. Tratar varios trastornos de ansiedad como el trastorno de estrés postraumático (PTSD).

g. En el desarrollo de miembros artificiales

 

Los Ambientes Virtuales para la educación se han discutido de varias formas.

Si bien los ambientes virtuales educativos multiusuario avanzados son todavía una especulación, los más simples basados ​​en tecnologías estándar existen desde hace algún tiempo.

Para fines de educación a distancia, la realidad virtual distribuida es útil. El sistema de realidad virtual se puede conectar en red para admitir entornos de inmersión de múltiples usuarios unidos a largas distancias.

Los sitios que implementan la tecnología de realidad virtual deben estar conectados en red utilizando módem de banda ancha a través de líneas telefónicas, Internet y telecomunicaciones de gran ancho de banda.

La aparición del lenguaje de modelado de realidad virtual como método estándar de modelado de objetos y mundos de realidad virtual, junto con el despliegue generalizado de navegadores WWW que admiten el lenguaje de modelado de realidad virtual, permite la creación de estos entornos virtuales distribuidos, a los que se puede acceder a través de Internet. Esto allana el camino para la participación de usuarios más dispersos geográficamente en sistemas de interfaz de realidad virtual multiusuario.

 

Aplicaciones de la realidad virtual

Los campos en los que se ha implementado la realidad virtual se resumen a continuación:

 

·         Educación y conferencias.

·         Simuladores de entrenamiento civil y militar.

·         Visualización empresarial y científica.

·         Arquitectura, diseño, prototipos (Investigación e Industria).

·         Arte y ocio.

·         Cirugía y rehabilitación.

·         Telexistencia, tele-inmersión y entornos virtuales inmersivos 3D (IVR).

 

Realidad virtual en educación

La tecnología de realidad virtual ofrece a los educadores una forma verdaderamente nueva e innovadora de enseñar e involucrar a los estudiantes. Es una tecnología de vanguardia que permite a los estudiantes pasar a través de la pantalla de la computadora a un entorno interactivo en 3D. Usando unos auriculares y guantes especiales, coloca a los estudiantes dentro de un entorno virtual simulado que se ve y se siente como el mundo real. La integración de la realidad virtual en el aprendizaje diario ha revolucionado los procesos de enseñanza y aprendizaje.

Una analogía útil para comprender mejor la naturaleza del entorno virtual es la de un estudiante que explora un bosque por primera vez. Un estudiante aprenderá mejor sobre el bosque no leyendo sobre él o escuchando a alguien hablar sobre él, sino entrando en él, convirtiéndose en parte de él. El estudiante es libre de explorar el bosque de la forma que desee. La clase de biología donde los estudiantes aprenden la estructura celular se complementa con un viaje al Laboratorio de Realidad Virtual donde los estudiantes ingresan y exploran una célula humana. El descubrimiento y la experiencia se convierten en el mejor maestro.

 

La realidad virtual es creada por una tecnología impresionante y emocionante que involucra al estudiante.

Obtiene su poder de tres principios: aprendizaje visual, experiencial y autodirigido, las formas más efectivas de enseñar a los estudiantes. La realidad virtual permite a los estudiantes participar plenamente en su educación, en lugar de ser meramente observadores pasivos, centrándose ante todo en las necesidades de aprendizaje de los estudiantes. El viejo problema que enfrentan los educadores es cómo involucrar mejor a los estudiantes en sus estudios. Los métodos de enseñanza tradicionales a veces no han sido efectivos en el objetivo de captar la atención de los estudiantes, relegándolos a un papel pasivo en el aula.

Comprender el aprendizaje basado en la realidad virtual significa comprender el cambio de la educación basada en texto al aprendizaje multisensorial y experimental. La realidad virtual copia la forma en que las personas siempre han aprendido: interactuando con el mundo. Permite actividades prácticas para facilitar el aprendizaje activo.

Escucho y olvido, veo y entiendo, lo hago y lo recuerdo, dijo Confucio, el sabio filósofo chino. Por tanto, el aprendizaje es más eficaz cuando es un proceso de descubrimiento activo y el aprendizaje realista es más eficaz como dispositivo de aprendizaje. La realidad virtual es aprender sin límites.

 

La realidad virtual puede acercar los entornos de aprendizaje basados ​​en simulación a la experiencia de la vida real

En lugar de ver el mundo simulado a través de una ventana de escritorio, los estudiantes se sumergen en una simulación por computadora en 3D de su entorno de trabajo, donde pueden mejorar sus habilidades mediante la práctica de tareas realistas. Los entornos de simulación de realidad virtual son esencialmente valiosos en dominios donde el entrenamiento de la vida real es costoso o peligroso, como cirugía, combate aéreo y control de equipos complejos. Además de utilizar sistemas de realidad virtual en red, varios estudiantes (posible en diferentes lugares de trabajo) pueden aprender a realizar tareas colaborativas o competitivas juntos.

Los entornos virtuales inmersivos también permiten al tutor informático habitar el mundo virtual con el alumno. Para explorar el uso de sistemas de tutoría inteligente en realidad virtual, se ha desarrollado un agente pedagógico, Steve (Soar Training Expert for Virtual Environments) que colabora físicamente con los estudiantes, permitiendo nuevos tipos de interacción.

 

Capacidades de Steve

La interfaz de cada estudiante con el mundo virtual es proporcionada por hardware especial y el software Vista Viewer de Lockheed Martin. Los estudiantes obtienen una vista inmersiva en 3D del mundo a través de una pantalla montada en la cabeza (HMD). Vista usa datos de un sensor de posición y orientación en el HMD para actualizar la vista de los estudiantes mientras se mueven. Los estudiantes interactúan con el mundo virtual usando un mouse 3D o guantes de datos. Los sensores del mouse y los guantes realizan un seguimiento de las manos del estudiante, y el software Vista envía mensajes cuando el estudiante toca objetos virtuales. Estos mensajes son recibidos y manejados por el software RIDES que controla el comportamiento del mundo virtual.

Steve requiere dos capacidades. Steve debe poder demostrar y explicar tareas, y debe poder monitorear a los estudiantes que realizan las tareas, brindando asistencia cuando sea necesario. Al hacer una demostración, Steve realiza y explica cada paso de la tarea. Steve está representado actualmente por una cabeza y una mano que pueden manipular y señalar objetos.

Steve habita el mundo virtual junto con los estudiantes. Para proporcionar un estilo colaborativo de interacción con el estudiante, Steve puede cambiar elegantemente entre la demostración de una tarea y el seguimiento del desempeño de la tarea por parte del estudiante. Durante las demostraciones de Steve, el estudiante puede interrumpir y pedir que termine la tarea, en cuyo caso Steve pasa al monitoreo. Al monitorear a un estudiante, el estudiante siempre puede pedirle a Steve que demuestre una acción recomendada. Por lo tanto, la realidad virtual apoya una colaboración natural y flexible entre el alumno y el tutor.

 

Realidad virtual y lenguaje de modelado de realidad virtual distribuidos

La idea detrás de la realidad virtual distribuida es muy simple; un mundo simulado no se ejecuta en un sistema informático, sino en varios. Las computadoras están conectadas a través de una red (posiblemente la Internet global) y las personas que usan esas computadoras pueden interactuar en tiempo real, compartiendo el mismo mundo virtual. En teoría, las personas pueden estar ubicadas en cualquier parte del mundo, todas interactuando de manera significativa en la realidad virtual. Puede haber una serie de obstáculos para establecer este tipo de entorno, como enlaces de ancho de banda limitado, latencia en la entrega de información actualizada y plataformas heterogéneas.

 

El entorno en el que se sumerge un usuario de realidad virtual distribuida es tridimensional para el ojo y el oído

Moverse en el entorno cambia la perspectiva visual y auditiva del usuario. A diferencia de un sistema de videoconferencia (donde la pantalla de un asistente muestra a otros asistentes en sus propias salas de videoconferencia), los usuarios de realidad virtual distribuida se reúnen en un mundo virtual: se los ve a todos, por ejemplo, sentados juntos alrededor de una mesa de conferencias en una sala, o caminando juntos en un edificio virtual. Cada usuario de una realidad virtual distribuida aparece en el entorno informático como un avatar, ya sea una representación gráfica personalizada, un video del usuario o una combinación de ambos, que él o ella controla. El usuario, además de interactuar entre sí, también se ocupa de una o más simulaciones por ordenador.

Esta idea de realidad virtual distribuida posiblemente se pueda implementar utilizando el lenguaje de modelado de realidad virtual que tiene como objetivo ayudar a Internet con espacios 3D. Estos espacios 3D en el lenguaje de modelado de realidad virtual se conocen como mundos. Estos mundos pueden ser entornos u objetos individuales con el sufijo de archivo como wrl. También define un conjunto de objetos y funciones para modelar gráficos 3D simples. Estos se conocen como nodos, que se organizan en jerarquías llamadas gráficas de escena.

Existe una disposición de arriba hacia abajo en la que los nodos que se describen anteriormente en una escena afectan a los posteriores, pero esto puede estar limitado por el uso de nodos separadores. Un archivo de lenguaje de modelado de realidad virtual es un archivo ASCII que es interpretado por el navegador y convertido en una pantalla 3D del mundo descrito.

El lenguaje de modelado de realidad virtual está diseñado para adaptarse a la infraestructura existente de Internet y la WWW. Utiliza los estándares existentes siempre que sea posible, incluso si esos estándares tienen algunas deficiencias cuando se usan con lenguaje de modelado de realidad virtual.

En una de las versiones del lenguaje de modelado de realidad virtual, también conocida como Moving Worlds, cualquier objeto en el mundo puede actuar y reaccionar entre sí bajo el control del programa, o puede responder a las acciones del usuario de alguna manera. Las características que incluye Moving Worlds actualmente son:

I. Los juegos de caracteres internacionales para texto se pueden mostrar usando codificación UTF-8

ii. Se ha agregado un conjunto de nuevos nodos para aumentar el realismo en los modelos que están destinados a representar el mundo exterior que los rodea.

iii. Los nodos generadores de sonido también mejorarán la sensación de realismo

iv. Los nuevos nodos de sensores desencadenarán ciertos eventos cuando uno ingrese a áreas específicas o haga clic en ciertos objetos. Entonces, por ejemplo, cuando el espectador se acerca a un objeto, se puede activar para iniciar alguna acción o hacer un ruido.

v. La detección de colisiones asegura que los objetos puedan actuar como si fueran sólidos. Es decir, el usuario, no atravesará paredes y suelos.

vi. Los nodos de script permiten la animación de objetos en el mundo y la interacción del mundo con otras aplicaciones, por ejemplo, bases de datos.

vii. Entornos multiusuario. Hay muchos enfoques para crear mundos multiusuario, y Moving Worlds tiene como objetivo proporcionar la funcionalidad requerida para estos, pero sin dictar qué enfoque se utilizará.

 

Entorno virtual basado en realidad virtual distribuida

Todos los conceptos de tecnología de realidad virtual destacados anteriormente se pueden combinar de manera eficaz para crear un entorno virtual, como la habitación de Steve en la parte superior de una red. El concepto se puede implementar en una intranet; y utilizando lenguaje de modelado de realidad virtual como tecnología de recuperación junto con los estándares existentes para Internet y World Wide Web, se puede ampliar aún más para operar en un entorno globalizado como Internet. El lenguaje de modelado de realidad virtual produce un hiperespacio (o un mundo), un espacio tridimensional que aparece en la pantalla.

Los usuarios pueden moverse en sentido figurado dentro de este espacio presionando las teclas para girar a la izquierda, derecha, arriba o abajo, o avanzar o retroceder. Las imágenes en la pantalla cambiarán para crear una sensación de movimiento real a través de un espacio real.

El usuario debe acceder al servidor de realidad virtual remoto y seleccionar el servicio que requiere. El servidor remoto luego descarga el código ejecutable necesario en el servidor local desde donde el estudiante puede interactuar con el entorno virtual.

Se prevé que los futuros establecimientos educativos querrán poner sus programas educativos basados ​​en realidad virtual a disposición de otros. Cualquiera que tenga el hardware adecuado podrá acceder a estos sistemas por una tarifa de suscripción. La principal ventaja de este enfoque es que las organizaciones podrán acceder a material educativo apropiado basado en realidad virtual sin tener que desarrollar material por sí mismas. Es muy probable que sea posible acceder a una gran variedad de material educativo de esta manera. Sin embargo, hay una serie de cuestiones como los derechos de autor y cuánta capacidad se requerirá en el sistema local.

 

Conclusión

Dentro de la comunidad de educación superior ha habido un aumento en el uso de tecnología de la información como multimedia con considerable éxito. Los sistemas basados ​​en multimedia proporcionan al estudiante una fuente muy rica de material educativo en una forma que hace que el aprendizaje sea emocionante.

La realidad virtual tiene una aplicación extremadamente amplia en una amplia gama de disciplinas y la tecnología habilitadora ha alcanzado un nivel de madurez suficiente para que se aplique seriamente a la educación, la formación y la investigación en la educación superior. Los costos asociados con un sistema de realidad virtual han sido prohibitivos para los establecimientos educativos (esto sigue siendo cierto para los sistemas de realidad virtual totalmente inmersivos), pero los recientes desarrollos tecnológicos en hardware y software de computadora ahora hacen que sea factible considerar la realidad virtual como una ayuda importante.

Aunque la tecnología de realidad virtual demuestra ser excelente en cualquier campo, no es muy popular. La razón es que la configuración de realidad virtual totalmente inmersiva sigue siendo muy cara. Los costos prohibitivos y la inaccesibilidad de las tecnologías de realidad virtual, junto con problemas de usabilidad, capacitación de educadores, operación y mantenimiento, presentan importantes inconvenientes para el uso educativo de la realidad virtual, lo que dificulta su incorporación en presupuestos educativos cada vez más reducidos.

A pesar de estas preocupaciones y objeciones con respecto a la idoneidad y la eficacia educativa de la realidad virtual, siguen existiendo razones de peso para creer que los entornos de aprendizaje de realidad virtual para los estudiantes justifican una investigación seria y pueden proporcionar herramientas sólidas para el aprendizaje.