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Realidad Aumentada

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 datosinformáticos 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 información artificial sobre el medio ambiente y los objetos pueden ser almacenada y recuperada como una capa de información en la parte superior de la visión del mundo real.

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.

Ventajas de los ambientes inmersivos sobre los no inmersivos

Ventajas de los ambientes inmersivos sobre los no inmersivos

Las ventajas se producen al tener capacidades con las que no se cuentan en los sistemas no inmersivos. La libertad y amplitud de movimiento en la escena generada, las sensaciones que se producen con el sonido espacial y la retroalimentación táctil, los mayores detalles al visualizar y la escala a la que se proyectan los ambientes. Por ejemplo, en los casos de manufactura y arquitectura, el poder analizar los objetos en escala real, permite tomar decisiones, realizar y observar las modificaciones en el espacio del objeto. En aplicaciones como las de psicología o entrenamiento tener un despliegue que cubre la mayor parte de campo de visión del usuario, crea la sensación de estar dentro, generando mayor impacto en las sensaciones generadas, que son importantes en esta clase de aplicaciones. En el área de visualización de datos, el análisis de estructuras complejas se amplía cuano el usuario puede moverse entre los datos que está visualizando, lo que permite analizar y relacionar resultados desde otros puntos de vista.

Requerimientos en software de las aplicaciones inmersivas

Los ambientes virtuales inmersitos, dependiendo de la aplicación a la que estén dirigidas, requieren de alguno o varios de los siguientes elementos:

Cargadores de escenas 3D Éstos son componentes de software que permiten leer desde uno, o varios archivos, en diversos formatos la escena 3D o las partes que forman la escena 3D, como son: geometrías, imágenes, personajes, sonidos, etc.

Diversas formas de navegación Las formas de navegación son las opciones con las que el usuario cuenta para mover los objetos virtuales, inspeccionarlos o moverse a través de la escena. Algunas de estas formas de navegación son, por ejemplo: el moverse alrededor del objeto, ubicado en el centro de su visión, “volar libremente” en una escena 3D o simular que el usuario camina en la escena 3D.

Manejo de colisiones Dependiendo de las formas de navegación, se puede requerir atravesar cualquier objeto para la navegación libre o que se detectan las colisiones con los objetos para simular que el usuario camina por la escena 3D.

Animación de objetos Las escenas 3D pueden contener elementos no estáticos, como objetos animados desde dentro de la aplicación o animaciones creadas con algún software de animación.

Simulación de física Para incrementar el realismo en las escenas 3D es necesario implementar una simulación de física que permita a los objetos ser afectados por la gravedad, que haya fricción entre ellos, que puedan aplicarse fuerzas a mecanismos, etc.

Integración de personajes Se pueden agregar personajes a las escenas 3D, ya sea para tener un avatar que nos guíe atraves del mundo virtual o para incrementar el realismo de la escena, al tener muchos personajes que pasean en ella.

Inteligencia Artificial Para la simulación de comportamientos complejos dentro de los ambientes virtuales, se requiere la implementación de algoritmos de inteligencia artificial. Por ejemplo: para determinar que metas requiere cumplir un usuario en una aplicación de entrenamiento o para simular el comportamiento de dos grupos de personas caminando en un cruce de dos calles de una ciudad.

Sonido espacial La escena puede contener sonidos que tienen posiciones específicas en el espacio 3D, de manera que el usuario que navegue en ella tenga la sensación auditvamente se que esta en un ambiente real.

Programación de despliegue en espacios envolventes El despliegue de la aplicación de realidad virtual inmersiva se puede realizar en cascos, caves (seis pantallas que forman un cubo dentro del cual está el usurio), pantallas curvas, etc; los cuales dan la sensación de que la escena 3D envuelve al usuario.

Integración de interfaces de interacción Para interactuar con las escenas 3D, existen diversos dispositivos que permiten manipular los objetos virtuales. Por ejemplo, guantes electrónicos para “tomar” moléculas virtuales o los complejos brazos electro-mecánicos (llamados dispositivos hápticos) para las simulación de cirugias.

MUNDOS INMERSIVOS

¿Qué son los ambientes virtuales inmersivos?

Los ambientes virtuales inmersivos son espacios tridimensionales, reales o imaginarios, generados por computadora, con los que el usuario puede interactuar y que le producen la sensación de estar dentro de un ambiente o lugar. La sensación de presencia se genera cuando se integran varios elementos, como son una rápida generación de varias imágenes de alta calidad por segundo, desplegadas en un área que cubra un amplio grado de campo de visión del usuario, y que resultan cuando el usuario interactúa al moverse o modificar el espacio y sonido espacial relacionado con el ambiente al que se da vida. Para que la interacción en estos ambientes sea de la forma mas natural posible, se recurre al uso de dispositivos especiales que nos permiten una manipulación natural con el ambiente, como pueden ser el uso de guantes, sistemas de rastreo de movimiento, o interfaces de entrada muy específicos, estrechamente vinculados con el ambiente en que se trabaja. Por ejemplo, en simuladores de manejo se utilizan volantes y palancas de velocidades, o en el caso de simulación para cirugía se utilizan simuladores de los instrumentos, según la cirugía en cuestión.

Una de las ventajas de poder utilizar ambientes virtuales inmersivos es accesar a espacios inaccesibles o con riesgo, y poder modificar los eventos que ahí ocurren. Por ejemplo: recorrer libremente ambientes arquitectónicos ya desaparecidos; diseñar edificios, casas , autos u otros objetos, teniendo una proyección en escala real y realizar modificaciones antes de pasar a la construcción real. Recrear ambientes para entrenamiento que serían muy costosos o no son posibles, por ejemplo, para el adiestramiento en casos de siniestros, en los ambientes virtuales se pueden generar diversas situaciones de riesgo y el usuario puede interactuar con respecto a el, permitiendo tener fallas, lo que en una simulación real podría ser peligroso o de alto costo.

Diferencias
Existen varios sistemas tridimensionales interactivos como son los creados con VRML (Virtual Reality Modeling Language), con alto grado de interactividad y fácil acceso desde páginas web. Estos mundos virtuales se les conoce como no inmersivos, ya que carecen de la sensación de presencia, la cual se logra con el uso de hardware especial de despliegue, dispositivos, audio espacial y la generación de espacios tridimensionales con escala 1 a 1 con el mundo real.

Apiciabilidad en el ambito educativo

Jacques Delors, en "La Educación encierra un tesoro" establece que la educación debe basarse en cuatro pilares a lo largo de la vida: aprender a conocer, aprender a hacer, aprender a ser y aprender a vivir juntos. Para cada persona:

Aprender a conocer, significa aprender a comprender el mundo que le rodea, al menos lo suficiente para vivir con dignidad, para desarrollar sus capacidades profesionales y para comunicarse con los demás, combinando una cultura general suficientemente amplia con la posibilidad de profundizar algunos conocimientos.

Aprender a hacer, consiste en no conformarse con adquirir sólo una calificación profesional, sino un nivel de competencia para trabajar en equipo y hacer frente a un gran número de situaciones.

Aprender a ser, es nutrirse de fuerzas y puntos de referencia intelectuales permanentes, que faciliten la comprensión del mundo, y el poder comportarse ante él como un elemento responsable y justo.

Aprender a vivir juntos, implica el desarrollo de la comprensión hacia el prójimo y de la percepción de interdependencia al realizar proyectos comunes y prepararse para tratar los conflictos.

Respecto a éste último aspecto, la educación posee una doble misión: mostrar la diversidad de la especie humana y contribuir a una toma de conciencia de las semejanzas y la interdependencia que existe entre las personas. Solamente a través del trabajo mancomunado y colaborativo ya sea en tareas, proyectos o investigaciones, dentro de la familia, las organizaciones o la educación, es posible disminuir e incluso desaparecer las diferencias y los conflictos entre los individuos, y así asegurar el desarrollo de personas creadoras de una sociedad menos violenta y más humana.

Fernando Savater dedica el primer capítulo en su libro “El valor de educar” (1ª edición AULA, 2004) que denomina “El Aprendizaje Humano” (pág. 21-35) en el que cita a diferentes autores como Graham, Alfred L. Kroeber, Jerome Bruner, Michael Carrithers, entre otros para apoyar sus argumentos sobre la importancia y la necesidad de que el proceso de enseñanza y de aprendizaje se de inmerso entre grupos de personas, señalando en uno de sus párrafos que “lo propio del hombre no es tanto el mero aprender como el aprender de otros hombres, ser enseñado por ellos”. El aprendizaje colaborativo es exactamente este proceso de enseñar a los estudiantes, aprender de ellos, que entre ellos se enseñen y aprendan, Salvater lo llama “la vinculación intersubjetiva con otras conciencias”, siendo este el verdadero aprendizaje humano, ya que es el que establece nuestra humanidad independientemente del tema o disciplina en particular de la materia que se esté estudiando. Algunos autores como Wegner señalan que el aprendizaje colaborativo o cooperativo hace referencia al trabajo en grupos formales o informales, es decir que el aprendizaje colaborativo se puede dar entre compañeros de una clase, pero también se puede dar en grupos no formales como los generados en grupos de colegas llamados también "comunidades de aprendizaje".

Algunas investigaciones concluyen que: " El aprendizaje en ambientes colaborativos, busca propiciar espacios en los cuales se dé el desarrollo de habilidades individuales y grupales a partir de la discusión entre los estudiantes al momento de explorar nuevos conceptos, siendo cada quien responsable de su propio aprendizaje. Se busca que estos ambientes sean ricos en posibilidades y más que organizadores de la información propicien el crecimiento del grupo. Diferentes teorías del aprendizaje encuentran aplicación en los ambientes colaborativos; entre éstas, los enfoques de Piaget y de Vygotsky basados en la interacción social. Lo innovador en los ambientes colaborativos soportados en redes virtuales es la introducción de la informática a estos espacios, sirviendo las redes virtuales de soporte, lo que da origen a los ambientes CSCL (Computer-Support Collaborative Learning - Aprendizaje colaborativo asistido por computador".( Lucero, Chiarani, Pianucci, 2003).

No debe dejar de analizarse la utilidad de la aplicación del aprendizaje colaborativo entre profesores generando así nuevas expectativas de desarrollo profesional.La interacción entre colegas es esencial para formar culturas colaboradoras de escuelas (Little 1990) y es un factor crítico en el desarrollo profesional contínuo de los maestros (Nias 1984). La experiencia de utilizar aprendizaje colaborativo comienza con un entendimiento conceptual de su naturaleza, como ponerlo en práctica y los resultados que pueden esperarse de su empleo. Los profesores también tienen que pensar criticamente sobre la estrategia y adaptarla a sus propios estudiantes, al uso de las herramientas ya sean tradicionales o tecnológicas. A través de las redes los profesores pueden compartir una gran cantidad de información sobre nuevos recursos educativos, temas relevantes para la profesión y nuevas ideas para incorporar a la clase. El trabajo colaboativo entre profesores posibilita la conexión entre personas que están trabajando en el mismo tema, pero en lugares geográficamente dispersos, y obtener ayuda e información de una mayor cantidad de fuentes que las que tradicionalmente se poseen, aún considerando el acceso a Internet. Este tipo de herramientas utilizadas en equipos permiten consolidar y fortalecer sus conocimientos y a ofrecer retroinformación pertienente sobre la calidad y comprensión de los temas analizados. El aprendizaje colaborativo mediante las TIC permiten obtener: -Información sobre servicios especializados del campo o área de trabajo que se prestan en distintos lugares o vía Internet -Colaboración para la investigación de un tema -Colaboración para la creación de un nuevo conocimiento, nuevas formas de trabajo en el aula, formaular un proyecto curricular, etc. -Ayuda en la resolución de problemas, generación de nuevas ideas, discutir sobre las posibiliades de un proyecto, etc.

Una de las principales características de la utilización de las TIC es la nueva dimensión espacio-temporal que se configura, el trabajo colaborativo entre profesores a través de las redes da lugar a diferentes tipos de interacción en función del momento y el lugar en que nos encontremos y determinarán el tipo de servicio a utilizar (McConnell, 1994; Bentley, 1997; Brinck, 1998)

De acuerdo con Woodcock, el trabajo colaborativo a través de la red presenta dos componentes básicos: el tecnológico y el humano. El componente tecnológico lo conforman: los sistemas de comunicación como el teléfono, el correo electrónico, la videoconferencia, etc.; espacios compartidos donde dos o más personas pueden trabajar sobre un mismo documento simultáneamente (p.e. pizarra compartida); información compartida donde se pueden almacenar, acceder, modificar y manipular información; posibilidad de realizar actividades conjuntas (como lluvia de ideas, votaciones, etc.). El componente humano estaría integrado por: la manera en que las personas organizan su trabajo y se comunican; la gestión de grupos; aspectos relacionados con el diseño del trabajo en grupo y la dinámica de grupos, la forma en que la gente colabora.

Es así que la aparición de nuevas redes de canales ha supuesto un giro importante en la transformación del espacio y el tiempo. Por tanto, la interacción en tiempo real propiciada por la creación de redes de aprendizaje aparece como el elemento diferenciador entre un aprendizaje a distancia que podríamos denominar tradicional y un aprendizaje basado en entornos virtuales. Este aprendizaje utilizado en entornos virtuales se caracteriza por la utilización de medios técnicos que hacen posible la transmisión de códigos educativos en dos direcciones:

- Vertical: de profesores a alumnos y viceversa.

- Horizontal: de profesores a profesores, de alumnos a alumnos, de profesores con diseñadores del curso, etc.

De esta manera, la institución u organización encargada de suministrar información a los sujetos que forman parte de la misma se convierte en un centro depositario hacia el cual es posible desplazarse por distintos canales (correo electrónico, foros, chat, etc.), integrados en un mismo medio, Internet. La posibilidad que ofrecen las redes de ubicar en su entorno una variedad considerable de canales, ofrece al alumno grandes oportunidades de aprendizaje desde dos puntos de vista : intersubjetivo y del conocimiento común o aprendizaje compartido.(Crook, 1998):

· Intersubjetividad: La instrucción mediada por materiales cuya base instruccional descansa en una conversación simulada con el alumno, permiten a éste interactuar con los mismos logrando una construcción activa de su conocimiento.

· Conocimiento común o aprendizaje compartido: La diversidad de canales de información a través de la red pueden proporcionan al alumno los códigos suficientes para conformar un cuerpo de conocimientos que le ayuden a desenvolverse en su vida diaria. El avance de las nuevas tecnologías en materia de redes de comunicación ha propiciado la aparición de campus virtuales de aprendizaje a través de los cuales cualquier alumno puede "saciar" sus necesidades de formación mediante el desarrollo de una actividad educativa no sólo autónoma sino también compartida, a través de distintos canales como chat, foros, videoconferencias... Investigaciones realizadas por Crook (1998) afirman que por medio de los canales utilizados para el aprendizaje colaborativo (foros, correo electrónico) se pueden lograr resultados bastante satisfactorios en la formación de los alumnos. Esto es posible si se activa alguna de estas tres técnicas colaborativas:

1.- Articulación: a través de la cual el desarrollo de un planteamiento en un espacio al que puede acceder una comunidad de personas puede ayudar a interiorizar o estructurar conocimientos a compañeros que no los tenía bien asentados.

2.- Conflicto: basándose en el principio del conflicto de Piaget, afirma que únicamente una persona activará sus mecanismos de "replanteamiento" si hay otra que esté contradiciendo sus palabras o acciones.

3.- Cooperación: Es otro mecanismo de colaboración en el lenguaje es considerado como una actividad social a través de la cual es posible la construcción social del conocimiento.

Desde esta perspectiva, como afirma Zañartu Correa (2003) se puede de afirmar que la multiplicidad de canales integrados en redes de aprendizaje pueden generar ricas fuentes de información y espacios dinámicos de trabajo, discusión y socialización que vienen a resolver una de las grandes problemáticas de la educación: cómo hacer frente a la diversidad de los alumnos.

USOS E IMPORTANCIA

Usos e Importancia de aprendizaje colaborativo 

El aprendizaje colaborativo se presenta hoy en día como una alternativa metodológica, dinámica, participativa y de construcción social en la personalidad y el uso compartido del conocimiento, el aprendizaje colaborativo es considerado una filosofía de interacción, donde el papel del docente es de un guía, mediador que al relacionarse con el estudiante estimula el desarrollo de potencialidades y corrige las funciones cognitivas deficientes.

El aprendizaje colaborativo es de suma importancia, ya que resalta la colaboración, cooperación e interacción como causas principales del aprendizaje,
que con el podemos tomar decisiones y analizar diferentes opiniones
dentro del equipo para lograr un proyecto de suma importancia.
Dentro del equipo debe de haber mucha comunicación para compartir
nuestro punto de vista y ver los pros y los contras del trabajo.

Este tipo de aprendizaje, implica un mayor compromiso del estudiante respecto con el desarrollo de las habilidades personales la cual implica una interacción cara a cara que puede ser superado con los servicios de las redes telemáticas cuyas características de asincronismo puede favorecer dicha interacción.

Pero la aplicación del aprendizaje colaborativo en el aula presenta cierta resistencia entre los estudiantes, porque no todos estan acostumbrados a trabajar en equipo en un mundo globalizado donde estamos en una constante lucha de ganadores y perdedores en la que siempre queremos ser los mejores, los estudiantes prefieren trabajar de manera individual con sus propios objetivos de aprendizaje donde sus propósitos son diferentes a los de los demás.

A manera de conclusión se puede decir, que el Aprendizaje Colaborativo, no sustituye al tradicional individualista; si no que es un enfoque aplicable a la dinámica actual de la educación, que necesariamente utiliza la tecnología como medio para comunicarse, y que a la vez mejora las interacciones socio afectivas, optimiza los procesos cognitivos y reafirma el trabajo cooperativo como una herramienta social idónea para el desarrollo del conocimiento y de los pueblos.

Ambientes Colaborativos

Ambientes Colaborativos 

El aprendizaje colaborativo es "...un sistema de interacciones cuidadosamente diseñado que organiza e induce la influencia recíproca entre los integrantes de un equipo."(Johnson y Johnson, 1998). Se desarrolla a través de un proceso gradual en el que cada miembro y todos se sienten mutuamente comprometidos con el aprendizaje de los demás generando una interdependencia positiva que no implique competencia.

El Aprendizaje Colaborativo se adquiere a través del empleo de métodos de trabajo grupal caracterizado por la interacción y el aporte de todos en la construcción del conocimiento.

En el aprendizaje Colaborativo el trabajo grupal apunta a compartir la autoridad, a aceptar la responsabilidad y el punto de vista del otro, a construir consenso con los demás.

Para trabajar en colaboración es necesario compartir experiencias y conocimientos y tener una clara meta grupal en la que la retroalimentación es esencial para el éxito de la empresa. "Lo que debe ser aprendido sólo puede conseguirse si el trabajo del grupo es realizado en colaboración. Es el grupo el que decide cómo realizar la tarea, qué procedimientos adoptar, cómo dividir el trabajo, las tareas a realizar.(Gros, 2000).

Este conjunto de métodos de instrucción y de entrenamiento se apoyan en la tecnología y en estrategias que permiten desarrollar en el alumno habilidades personales y sociales, logrando que cada integrante del grupo se sienta responsable no sólo de su aprendizaje, sino del de los restantes miembros del grupo. (Lucero, Chiarani, Pianucci, 2003).

El docente, en cambio, tiene que diseñar cuidadosamente la propuesta, definir los objetivos, los materiales de trabajo, dividir el tópico a tratar en subtareas, oficiar de mediador cognitivo en cuanto a proponer preguntas esenciales y subsidiarias que realmente apunten a la construcción del conocimiento y no a la repetición de información obtenida y, finalmente, monitorear el trabajo resolviendo cuestiones puntuales individuales o grupales según sea el emergente. Muchas veces, después de una práctica habitual de esta estrategia, el límite entre lo que corresponde al alumno y lo que corresponde al docente se desdibuja y es entonces cuando pueden ser los alumnos los que elijan los contenidos y diseñen en gran parte la forma de encarar la investigación del grupo.

Como pedagogía, el aprendizaje colaborativo comprende el espectro entero de las actividades de los grupos de estudiantes, que trabajan juntos en clase y fuera de clase.

Como método puede ser muy formalmente estructurado, como en el proceso que actualmente conocemos como aprendizaje cooperativo o simple e informal como cuando los estudiantes discuten sus ideas entre ellos buscando alguna respuesta consensual, para después compartirla con sus colegas.

Sobre el tema, Crook (1998) expresa que el aprendizaje se genera a partir de la combinación de una serie de principios como: la articulación, el conflicto y la co-construcción.

El principio de la articulación, que nos interpela en relación a que el valor educativo y cognitivo de esta estrategia de aprendizaje se deriva de la necesidad que tiene el participante de organizar, justificar y declarar sus propias ideas al resto de compañeros, y de la necesidad de su interpretación, es decir traducción cognitiva, para que sea comprendida por sus iguales.

El principio del conflicto, por el que se asume que los beneficios se producen en el contexto de los desacuerdos y de sus refuerzos para resolverlos, desacuerdos que serán de extraordinaria importancia para estimular los movimientos discursivos de justificación y negociación.

El principio de co-construcción, que hace referencia a la significación que tiene el hecho de compartir objetivos cognitivos comunes y que el resultado alcanzado no sea la simple yuxtaposición de información sino su elaboración, reformulación y construcción conjunta entre los participantes.(Crook, 1998).

El aprendizaje colaborativo se basa en premisas fundamentales : una de ellas consiste en llegar al consenso a través de la cooperación entre los miembros del grupo.

Otra premisa esencial para el aprendizaje colaborativo es la voluntad de hacer o actividad directa de cada miembro del grupo, lo cual es fundamental porque el aprendizaje colaborativo se basa en la actividad de cada uno de los miembros. Es, en primera instancia, aprendizaje activo que se desarrolla en una colectividad no competitiva, en la cual todos los miembros del grupo colaboran en la construcción del conocimiento y contribuyen al aprendizaje de todos.

Los alumnos asumen roles desde múltiples perspectivas que representan diferentes pensamientos, ideas o presaberes, y el conocimiento se aprenden en contexto es aplicado en situaciones cotidianas). A partir de eso, el trabajo final del grupo colaborativo tendrá lugar cuando se llegue a larecolección de un producto que requiera de la aplicación efectiva de habilidades de pensamiento superior. Siempre se apunta a que haya que tomar una decisión, a optar por una solución, a crear una propuesta diferente de las que ya existen, aportando algo nuevo.