Wikipedia:Proyecto educativo/Fundamentos tecnológicos del e-learning 2018/19 (I)/Aula 1/Grupo 11

'Texto en negrita'== REALIDAD VIRTUAL ==

1. Definición de Realidad Virtual
2. Caracteristicas de la Realidad Virtual
3. Origenes de la Realidad Virtual
4. Tipos de Realidad Virtual
   1. Realidad Aumentada
5. Clasificación de Realidad Virtual
6. Productos
7. Aplicaciones de Realidad Virtual
8. Referencias

Definición de Realidad Virtual

Algunos autores definen la realidad virtual como:

Es una tecnología computacional que incorpora dispositivos de entrada y salida que permite experimentar e interactuar con un entorno artificial como si fuera el mundo real (Meddleton, 1992)

Una realidad artificial que percibe las acciones del participante en términos de la relación de su cuerpo con un mundo gráfico y genera respuestas que mantienen la ilusión que sus acciones se están desarrollando dentro de este mundo. (Krueger, 1991)

Tecnología que utiliza vestimentas computerizadas para sintetizar realidades compartidas, esta recrea nuestra relación con el mundo físico en un nuevo plano. (Lanier, 1988)

La Realidad Virtual es una poderosa herramienta para la enseñanza, fundamentalmente por su capacidad de proveer entornos inmersivos, multisensoriales y creíbles, entre otras características (De Antonio, A., Villalobos, M., & Luna, E. (2000)

Caracteristicas de la Realidad Virtual

• Permite obtener un realismo visual
• Interacción multisensorial
• Referencia espacial entre ambas realidades
• Es dinámica e interactiva en tiempo real
• Se visualiza en un lenguaje tridimensional
• Inmersión de un mundo tridimensional
• Manipulación y transformación de un mundo virtual
• Permite capturar la voluntad implícita del usuario en sus movimientos naturales

Orígenes de Realidad Virtual

En 1957, Sensorama.

Morton Heilig desarrolla este simulador que combina imagenes en 3D junto con sonido, viento y olores para crear una ilusión de realidad.

En 1961, Headsight.

Phillco Corp desarrolla este proyecto que consiste en un casco que incorpora una pantalla y tiene un control de posicion de la cabeza. El proyecto fue utilizado para entrenamientos militares.

En 1965, La Espada de Damocles.

A finales de la década de los sesenta, y debido al apoyo que recibieron las investigaciones avocadas al campo de la realidad virtual de parte de la NASA, comenzaron a crearse los ambientes interactivos, los cuales ofrecían la posibilidad de que los usuarios pudieran participar del entorno virtual con todo su cuerpo.

Ivan Sutherland describe por primera vez el concepto de realidad virtual, un par de años más tarde desarrolla junto a su equipo del MIT un dispositivo de realidad virtual llamado Ultimate Display que consiste en un “casco” acoplado a un ordenador. El casco y los ordenadores usados en la época son tan grandes y pesados que el casco esta colgado del techo, ganándose el dispositivo el sobrenombre de “Espada de Damocles”.

En 1982: Tron.

El concepto de la realidad virtual llega al gran público gracias al clásico de ciencia ficción Tron. Su estética ha marcado como se desarrollan aun hoy en día los últimos dispositivos de realidad virtual. Data Glove y SubRoc-3D.

Jaron Lanier desarrolla Data Glove, unos guantes con sensores capaz de reconocer el movimiento y posición de los dedos. Este mismo año la compañia SEGA presenta el primer videojuego en el mercado con imagen estereoscópica, el SubRoc-3D, con unas gafas y una maquina recreativa.

En 1993, SEGA VR.

SEGA desarrolla unas gafas de realidad virtual que anticipan el formato que terminará triunfando con Oculus y las gafas de hoy en día. El modelo fue expuesto en varias ferias de videojuegos pero nunca llegó a comercializarse por diversos problemas (desarrollo de juegos exclusivos, problemas de salud…)

En 1995, Virtual Boy.

Nintendo presenta su dispositivo de realidad virtual Virtual Boy. Solo fue comercializado en EEUU y Japón con muy poco éxito entre el público. El dispositivo necesitaba ser apoyado en una mesa gracias a base doble que tenía, por lo que era incómodo, además los pocos títulos desarrollados y la falta de sensores para reconocer movimientos contribuyeron a su fracaso.

En 1999, The Matrix

La película The Matrix anticipa la nueva era de la realidad virtual en un mundo en el que internet y el progreso tecnológico ya son una realidad. Al igual que Tron en los 80, The Matrix enseña al gran público las posibilidades que la realidad virtual ofrecerá en un futuro.

En 2000, Second Live

Este videojuego ofrecía al usuario un mundo virtual en el que cualquier cosa era posible gracias al manejo de avatares. Esta simulación se hizo muy popular en todo el mundo ya que la gente podía interactuar de múltiples formas en ella, lo que abrió el camino a los mundos virtuales que se desarrollarán más adelante.

En 2010:

Palmer Luckey

Palmer Luckey intenta recuperar casi 20 años después de proyectos fracasados la idea de un casco/gafas de realidad virtual. Comienza a desarrollar un dispositivo que será la antesala del famoso Oculus Rift.

El prototipo de Oculus Rift

Palmer Luckey desarrolla el primer prototipo de Oculus Rift. Luckey realiza una campaña en Kickstarter para conseguir la financiación necesaria (250.000 $). La campaña fue todo un éxito y se recaudan 2,5 millones de dólares. Más tarde el gigante Facebook realiza un gran desembolso de 2.000 millones de dólares y compra todo el proyecto y la compañia Oculus.

En 2014, La carrera por la realidad virtual

Después del nacimiento de Oculus las grandes compañías de diferentes ámbitos del mundo tecnológico inican una carrera y empiezan a desarrollar prototipos de gafas de realidad virtual. Este año se presenta el primer prototipo de Oculus con carcasa (Crystal Cove Prototype) y el Developers Kit 2, Steam desarrolla su prototipo Valve VR (que será HTC Vive en un futuro), también Sony comienza el Project Morpheus (acabara sindo PlayStation VR). Otras marcas presentan sus prototipos como Sulon, FOVE o OSVR, además Samsung en colaboración con Oculus desarrolla la Samsung Gear Innovator Edition y Google presenta las Google Cardboard (Google Cartón) que funcionan con smartphones y no con ordenadores como el resto.

En 2016, El año de la realidad virtual

Ya con varios modelos en el mercado como Samsung Gear VR, y tras el uso de kits de desarrollo durante 2 años por parte de miles de usuarios, las grandes marcas empiezan a anunciar la salida al mercado en 2016 de las versiones comerciales de sus dispositivos de realidad virtual. Durante este año saldrán al mercado los grandes de la realidad virtual.

Tipos de Realidad Virtual

Realidad Aumentada

Definición

El término de Realidad Aumentada fue creado por el investigador de la empresa Boeing Tom Caudel en el año 1990, aunque en los años 60 ya se creó la primera intefaz que utilizaba elementos característicos de esta tecnología. La Realidad Aumentada se definiría como una tecnología que permite la interacción entre una persona y una imagen digital creada en una pantalla que se superpone al mundo real. De esta manera, se crea una realidad mixta entre el mundo real físico y el mundo virtual en tiempo real de manera que el usuario no pierde la noción de su realidad a la vez que esta se ve complementada con información adicional digital. Para que una tecnología se pueda clasificar como Realidad Aumentada esta debe: combinar el mundo real y el virtual, ser interactiva y en tiempo real y estar registrada en 3D. Los medios más utilizados para llevarla a cabo son dispositivos móviles u ordenadores.

Niveles de AR

• Nivel 0: physical world hyper linking
  

El nivel de AR más simple y el que involucra menos capacidades de esta tecnología. Basado en códigos de barras y QR, no muestran un contenido 3D propio ni un registro de marcadores, son enlaces a otras páginas donde se encuentra el contenido.

• Nivel 1: AR basada en marcadores
  

Proyección de imágenes y figuras sencillas a partir de marcadores sencillos, cuadrados y con imágenes asimétricas en ellos.

• Nivel 2: AR sin marcadores o basada en GPS-brújula
  

Este tipo de Realidad Aumentada usa el GPS y la Brújula de los distintos dispositivos móviles para colocar imágenes y puntos de interés en el dispositivo superpuestas a la imagen del mundo real.

• Nivel 3: Visión aumentada
  

Nivel todavía en desarrollo, supone una experiencia totalmente inmersiva basada en la utilización de dispositivos oculares (gafas de Realidad Aumentada), de modo que sustituyan a las pantallas de los dispositivos móviles. Hay quien habla de un nivel 4 en el que se incluirían lentillas de AR o interfaces dirigidos directamente al nervio óptico o el cerebro, lo que supondría la última conexión entre realidad física y virtual.

Beneficios de la AR en educación

Numerosos son los estudios que muestran los beneficios de la aplicación de la Realidad Aumentada en el ámbito educativo, siendo la principal un incremento de la motivación de los alumnos al ser capaces de crear e interactuar con modelos tangibles de objetos o lugares. Por otro lado, Terán (2012) muestra otra serie de beneficios de la AR, que son los siguientes:

- Desarrollo de habilidades cognitivas, espaciales, perceptivo motoras y temporales en los estudiantes, indistintamente de su edad y nivel académico.

- Reforzamiento de la atención, concentración, memoria inmediata (corto plazo) y memoria mediata (largo plazo) en sus formas visuales y auditivas, así como del razonamiento.

- Activación de procesos cognitivos de aprendizaje. La RA trabaja de forma activa y consciente sobre estos procesos, porque permite confirmar, refutar o ampliar el conocimiento, generar nuevas ideas, sentimientos u opiniones acerca del mundo.

- Formación de actitudes de reflexión al explicar los fenómenos observados o brindar soluciones a problemas específicos.

- Suministra un entorno eficaz de comunicación para el trabajo educativo, porque reduce la incertidumbre del conocimiento acerca de un objeto.

- Aumenta la actitud positiva de los estudiantes ante el aprendizaje, así como su motivación o interés en el tema que se esté abordando, reforzando capacidades y competencias (independencia, iniciativa y principio de la auto-actividad o trabajo independiente).

Por otra parte, los docentes también salen beneficiados del uso de esta tecnología en sus aulas, sobresaliendo la capacidad que se les brinda para crear contenidos propios y adaptados a las necesidades de su grupo-clase de una manera muy sencilla gracias a la existencia de una gran variedad de aplicaciones de software libre, así como bases de datos ya existentes que contienen escenas de Realidad Aumentada disponibles para ser utilizadas por cualquier usuario.

Peligros de la aplicación de la AR en el aula

Los mayores problemas que la mayoría de estudios presentan sobre la introducción de la Realidad Aumentada en la educación son dos: su coste económico y la tradicional reticencia a innovar que está presente en muchas de las aulas. Respecto al primer aspecto, numerosos casos (Córaz et al., Torres, Basogain et al., Fombona et al....) demuestran que, a día de hoy, gracias a la variedad y la simpleza para desarrollar estas herramientas, el coste se ha abaratado de una manera considerable. La oportunidad que brinda el que la gran mayoría de los alumnos tengan su propio smartphone hace que el gasto principal que conlleva esta tecnología se vea subsanado. Por otro lado, la falta de capacidad de innovación de algunos docentes es algo que no se puede solucionar de una manera sencilla.

Aplicaciones de la AR en educación

De una manera más concreta, las experiencias educativas llevadas a cabo hasta el momento se centran en los siguientes aspectos:

• Aprendizaje basado en el descubrimiento
  

Debido a la naturaleza portátil de los dispositivos en los que se basa actualmente la realidad aumentada, en su mayoría smartphones, existe una gran variedad de aplicaciones que utilizan esta tecnología para sacar a los estudiantes del aula y que apliquen y descubran el conocimiento en su contexto más puro. De este modo se fomenta el aprendizaje por descubrimiento, ya sea de manera casual o bien por iniciativa propia de los alumnos. Algunas de estas aplicaciones serían, por ejemplo, Historypin, Rome MVR o LeARn Engineering.

• Desarrollo de habilidades profesionales
  

En este ámbito la tecnología de la realidad aumentada supone un aporte fundamental. Se pueden crear situaciones reales o ficticias concretas sobre un elemento a tratar, de modo que los estudiantes puedan ver y manipular ellos mismos a través de la visualización de la pantalla de un smartphone o un ordenador,el objeto o la situación en cuestión para resolver el problema en un entorno controlado. De esta manera, los estudiante adquieren unos conocimientos prácticos muy valiosos sin salir del aula. Este enfoque se adapta perfectamente a la Formación Profesional y a las especialidades eminentemente prácticas, como demuestra el Proyecto Visir de la Universidad de Deusto.

• Juegos educativos con R.A
  

Gracias a esta tecnología, es posible gamificar de una manera muy sencilla prácticamente todas las especialidades de la educación, favoreciendo así la motivación, el aprendizaje significativo. Ejemplos de ello es el juego Environmental Detectives desarrollado por el MIT, el Proyecto Enreda Madrid o el Proyecto Libregeosocial.

• Modelado de objetos 3D
  

La AR permite a los alumnos diseñar y crear sus propios elementos y figuras en 3D para después compartirlas y manipularlas de manera libre. Para ello existe software de creación muy sencillo que no necesita de conocimientos de programación (AR-media o BuildAR Free version).

• Libros con R.A
  

En este aspecto destaca el conocido Magic Book desarrollado por Mark Billinghurst. Este utiliza la tecnología de los marcadores para proyectar imágenes y sonidos en un smartphone teniendo en cuenta su localización y posición y permitiendo al usuario una cierta interacción con la imagen proyectada. Esta tecnología todavía no está muy extendida en los libros de texto tradicionales.

Clasificación de Realidad Virtual

SISTEMAS VENTANAS (Window on World Systems)	Algunos sistemas utilizan un monitor convencional para mostrar el mundo virtual. Estos sistemas son conocidos como WOW (Window on a World) y también como Realidad Virtual de escritorio.
SISTEMAS DE MAPEO POR VIDEO.	Este enfoque se basa en la filmación, mediante cámaras de vídeo, de una o más personas y la incorporación de dichas imágenes a la pantalla del computador, donde podrán interactuar - en tiempo real – con otros usuarios o con imágenes gráficas generadas por el computador.
SISTEMAS INMERSIVOS	Los más perfeccionados sistemas de Realidad Virtual permiten que el usuario pueda sentirse "sumergido" en el interior del mundo virtual. El fenómeno de inmersión puede experimentarse mediante 4 modalidades diferentes, dependiendo de la estrategia adoptada para generar esta ilusión. Ellas son: El operador aislado, La cabina personal, La cabina colectiva (pods, group cab), La caverna o cueva (cave)
SISTEMAS DE TELEPRESENCIA (Telepresence).	Esta tecnología vincula sensores remotos en el mundo real con los sentidos de un operador humano. Los sensores utilizados pueden hallarse instalados en un robot o en los extremos de herramientas tipo Waldo. De esta forma el usuario puede operar el equipo como si fuera parte de él.
SISTEMAS DE REALIDAD MIXTA O AUMENTADA.	Al fusionar los sistemas de telepresencia y realidad virtual obtenemos los denominados sistemas de Realidad Mixta. Aquí las entradas generadas por el computador se mezclan con entradas de telepresencia y/o la visión de los usuarios del mundo real. Este tipo de sistema se orienta a la estrategia de realzar las percepciones del operador o usuario con respecto al mundo real. Para lograr esto utiliza un tipo esencial de HMD de visión transparente (see trouhg), que se apoya en el uso de una combinadora que es una pantalla especial, la cual es transparente a la luz que ingresa proveniente del mundo real, pero que a la vez refleja la luz apuntada a ella mediante los dispositivos ópticos ubicados en el interior del HMD.
SISTEMAS DE REALIDAD VIRTUAL EN PECERA.	Este sistema combina un monitor de despliegue estereoscópico utilizando lentes LCD con obturador acoplados a un rastreador de cabeza mecánico. El sistema resultante es superior a la simple combinación del sistema estéreo WOW debido a los efectos de movimientos introducidos por el rastreador.
SISTEMAS DE RV COMPARTIDOS.	Son espacios en los que varias personas pueden interactuar entre si, compartir ideas y experiencias en un espacio colaborativo. Ejemplo de ello son los juegos de varios jugadores.

Productos

Gafas/cascos de Realidad Virtual

Se da nombre a gafas o cascos de calidad virtual a la carcasa que contiene una pantalla incorporada o bien que pueda servir para colocar un teléfono móvil.

Podemos encontrar tres tipos de hardware de Realidad Virtual, como pueden ser:

• Smartphone's Display: se necesita un dispositivo como los smartphones para que hagan de hardware principal.
• Head Mounted Display: son las gafas que no necesitan de ningún dispositivo móvil ya que llevan su propio hardware incorporado.
• Head Monunted Display Tethered: es un dispositivo que está estrechamente relacionado con un ordenador, consola de videojuegos o dispositivo con hardware externo.

Sensores
Los sensores son los encargados de conocer la posición del mundo ral, de los usuarios y de cualquier dispositivo. Por ello, se puede conseguir una sincronización o registro entre el mundo real y el mundo virtual.

Tipos de sensores:

• Cámara (visión por ordenador): es una de las tecnologías mas importantes. Sirve para explicar la tecnología alrededor de la visión por ordenador, observar lo que existe y situar el movimiento espacialmente.

• Posicionamiento (GPS): no suele utilizarse mucho en realidad aumentada pero se utilizar para ver el posicionamiento espacial grosero.

• Brújulas, giróscopos, acelerómetros y otros: existen otro tipo de sensores que permiten apreciar la dirección (brújulas), la orientación (giróscopos) y la aceleración (acelerómetros). Estos sensores los podemos encontrar en dispositivios móviles y tablets.

• Otros sensores: los utilizados para recoger informacin del ambiente (ph, tensin eléctrica o readiofrecuencia) y los sensores para recoger entradas de usuario (botones, pantallas táctiles o teclados).

Aplicaciones de Realidad Virtual

• Google Cardboard: da nombre a una base de cartón plegable desarrollada por Google como plataforma de realidad virtual y que funciona cuando introduces un teléfono móvil inteligente disponible para los sistemas operativos iOS y Android.

• Anatomy VR: nos permite adentrarnos en nuestro cuerpo humano en un viaje en 3D para que los estudiantes de cualquier edad puedan aprender acerca de huesos, estructuras, músculos y funcionamiento del organismo.

• InMind: aplicación que propone una interesante aventura con elementos arcade. Permite al usuario experimentar un viaje al cerebro de un paciente que busca las neuronas que le causan un trastorno mental.

• Sisters: aplicación de terror en 360 grados que provoca sentimiento de peligro en el usuario. Disponible para los sistemas operativos iOS y Android.

• Jurassic Virtual: con esta aplicación el usuario puede conocer el mundo de los dinosaurios como si estuviera junto a ellos. Te permite convertirte en arqueólogo y excavar en la tierra para conseguir huesos de dinosaurios y fósiles.

• StarTracker VR : a través de esta aplicación el usuario puede observar el espacio para comprender las estrellas y sus patrones.

• Aquarium VR: permite al usuario sentirse dentro del océano, rodeado de animales marinos a 360 grados. Disponible para los sistemas operativos iOS y Android.

Aportaciones a la medicina

Las tecnologías de la información y comunicación llegaron al ámbito científico y por consiguiente, a la medicina. La realidad virtual tiene la gran capacidad de adaptación a las distintas disciplinas y ha llegado al campo de la medicina para mejorar la vida de los pacientes pero también para ayudar al personal sanitario.

La realidad virtual en medicina interviene de la siguiente manera:

Formación

Para los estudiantres universitarios, donde el trabajo en equipo multidisciplicar y la toma de decisiones es compleja, los docentes se sirven de las nuevas tecnologas junto a la robótica con la realidad virtual para conseguir un espacio muy parecido al real. Los estudiantes disponen de una simulación del cuerpo humano que les permite adquirir habilidades manuales a la hora de utilizar diferentes equipos médicos. Para los profesionales médicos, la realidad virtual les sirve para practicar un procedimiento de manera repetida hasta que logre realizarlo con éxito sin necesidad de tener un único intento real. A día de hoy existe una compañía que lidera este avance tecnológico Osso VR.

Operaciones

Hasta ahora la medicina se ha servido de cadáveres y animales para practicar las intervenciones pero con la llegada de las tecnologías estas prácticas se suprimirían por el uso de las tecnologías y sobre todo, gracias a la realidad virtual. Por medio de programadores y modeladores 3D se reproduce con exactitud la anatoma del paciente, la enfermedad y la operación a realizar, con la intención de que el médico pueda practicar la operación una y otra vez hasta que esté seguro de una intervención exitosa.

Tratamiento de miedos y fobias

Para tratar estos trastornos psicológicos con el paciente, nos serviríamos de la realidad virtual para exponer al individuo de forma progresiva a su miedo o fobia en un ambiente creado artificialmente. La idea es que el médico pueda controlar y modificar el grado de interacción del entorno con el paciente mediante las herramientas TIC. Hoy en día se utiliza la imaginación para enfrentarse al miedo o fobia pero con la realidad virtual expondríamos al paciente sin problemas, agilizando el proceso y obteniendo sensaciones y resultados iguales a la realidad.

Otros Existen otros casos en los que la Realidad Virtual interviene: - Fisioterapia. - Superación de adicción. - Meditación para dolor y ansiedad. - Ayuda a niños con autismo. - Combatir la obesidad.

Referencias

Aplicaciones de Realidad Virtual. Google Cardboard. https://es.wikipedia.org/wiki/Google_Cardboard

Aplicaciones de Realidad Virtual. https://www.abc.es/tecnologia/top/abci-mejores-aplicaciones-realidad-virtual-201605302157_noticia.html

Aplicaciones de Realidad Virtual. http://juxtalearn.eu/aplicaciones-educativas-realidad-virtual/

Aportaciones a la medicina. http://www.baboonlab.com/blog/noticias-de-marketing-inmobiliario-y-tecnologia-1/post/realidad-virtual-y-medicina-usos-y-aplicaciones-27

Aportaciones a la medicina. https://blogthinkbig.com/realidad-virtual-medicina

Dale H. Schunk 1997, Teorias del Aprendizaje. Mexico. Pearson

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Burdea, Grigore; Coiffet, Philippe, (1996), Tecnologías de la realidad virtual. Barcelona. Paidós

Punto 3. Orígenes de la Realidad Virtual, extraído de: http://mundo-virtual.com/que-es-la-realidad-virtual/

Punto 5. Productos. Sensores. Extraído de: http://bluechip.ignaciogavilan.com/2017/06/sensores-para-realidad-aumentada.html#.W9Wo7S9Dmu4

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Torres, D. R. (2011). Realidad Aumentada, educación y museos. Revista ICONO14 Revista científica de Comunicación y Tecnologías emergentes, 9(2), 212-226.

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LARIJANI, L.Casey "THE VIRTUAL REALITY PRIMER" McGraw-Hill 1994.

-De Antonio, A., Villalobos, M., & Luna, E. (2000). Cuándo y cómo usar la Realidad Virtual en la Enseñanza, Enseñanza y Tecnología, 26-36.

-BUSTOS SANCHEZ, Alfonso y COLL SALVADOR, César. Los entornos virtuales como espacios de enseñanza y aprendizaje. Una perspectiva psicoeducativa para su caracterización y análisis. RMIE [online]. 2010, vol.15, n.44 [citado 2018-11-02], pp.163-184. Disponible en: <http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-66662010000100009&lng=es&nrm=iso>. ISSN 1405-6666.

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