1. Objetos de Aprendizaje 3D
Dr. Juan Manuel González Calleros
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
juan.gonzalez@cs.buap.mx
Twitter: @Juan__Gonzalez
Simposio en Tecnologías Educativas
1 Otoño 2011 Inteligentes

2. Motivación
Simposio en Tecnologías
2
Educativas Inteligentes

3. Mundos Virtuales
Active Worlds The Sims Online
There.com
Second Life
Simposio en Tecnologías Educativas
3 Inteligentes

4. Aprendizaje Aplicaciones serias de 3D
Industries Using Serious
Military Medicine Emergency Mgt
Games
City Plan Engineering Religion
Space Explore Machinima Politics
Simposio en Tecnologías Educativas
4 Inteligentes

5. Metaforas de Entrenamiento Militar
Simposio en
5 Tecnologías Educativas
Inteligentes

6. Americas Army, 2002
 AKA: Proyecto de Armada
 Herramienta de reclutamiento
creada por
 La armada
 La escuela naval
 Potenciales reclutas se
entrenaban incluso n combates
a muerte
Simposio en Tecnologías Educativas
6 Inteligentes

7. Motivación
 Los objetos de Aprendizaje
 Tiene un objetivo que es facilitar el aprendizaje
 En muchos casos basados en fenómenos físicos que
requieren de representaciones gráficas que faciliten su
comprensión
 La realidad Virtual o ambientes en tres dimensiones
(3D)
 Tratan de imitar nuestro espacio físico para facilitar la
comprensión del usuario
 Es usada en muchos dominios para propósitos serios
 La educación uno de ellos
 Los juegos la alternativa más común
 Animaciones
 Los retos
o El desarrollo tecnológico
o Marco metodológico
Simposio en Tecnologías Educativas
7 Inteligentes

8. Que hemos hecho hasta ahora
Simposio en Tecnologías Educativas
8 Inteligentes

9. El problema
 El porcentaje de accidentes aéreo es
estable, varia entre 3 y 4 accidentes por millón de
salidas
 Para el futuro se anticipa un aumenta en el
volumen de vuelos
 En consecuencia se espera tener un accidente
serio cada semana si no se logra reducir el
porcentaje de accidentes
Simposio en Tecnologías
9
 55% de los accidentes involucra a la tripulación
Educativas Inteligentes

10. El problema
 La principal causa
son errores
humanos
 Incremento en la
automatización del
vuelo
 Piloto se olvida de
volar
 Exceso de
confianza sobre
las maquinas
 Sorpresas que los
sistemas no
consideran
 Tomar en cuanta
factores humano
10 en el diseño de [Osterloh 2011]en Tecnologías
Simposio
Educativas Inteligentes
sistemas es

11. El problema
 Tenemos que tomar en cuenta al piloto (usuario)
en la fases de desarrollo de un avión
 Hay que reducir el porcentaje de errores
humanos
 Los sistemas de automatización de cabinas de
pilotaje han contribuido de forma notable a la
reducción de este porcentaje
Simposio en Tecnologías
11
Educativas Inteligentes

12. El problema
 Pilotos
 Son difíciles de conseguir, tienen una agenda muy
apretada
 Son muy caros, usarlos para hace pruebas sobre
prototipos tiene un costo prohibitivo
 Sistemas de Pruebas (Simuladores)
 Caros
 Difícil acceso
 Pilotos + Sistemas de Pruebas
 Exclusivo para centro muy especializados
Simposio en Tecnologías Educativas
12 Inteligentes

13. Propuesta de Solución
 Crear un modelo cognitivo de la tripulación
 Piloto Volando (PF) y Piloto no Volando (PNF) para
reducir necesidad de usar pilotos reales
 Herramientas de software para dar soporte
 Simulador de sistema de vuelo
 Desarrollo basado en modelos de la ergonomía
de las interfaces
 Con esto se espera predecir ciertos
comportamientos del piloto que causen errores y
diseñar sistemas que los prevengan
Simposio en Tecnologías Educativas
13 Inteligentes

14. Que tipo de errores comete el piloto
 Se aburre y no sigue
el procedimiento
 Sobre carga de
información y omite
mensajes de alerta
importantes que lo
hace no seguir los
procedimientos
Acciones Predicción de
Simposio en Tecnologías Educativas Reales Acciones
14 Inteligentes [Osterloh 2011]

15. Pruebas de usabilidad de IUs
 Maquina 3D
Simposio en Tecnologías Educativas
15 Inteligentes

16. La arquitectura Cognitiva
 Modela el comportamiento
humano tomando en
cuenta factores:
 Psicológicos
 búsqueda en la memoria
 Olvido
 procesamiento de
conocimiento)
 Fisiológicos
 movimiento de ojos
 Manos
 voz
Simposio en Tecnologías Educativas [Osterloh 2011]
16  pies
Inteligentes

17. La Interfaz de Usuario requiere un
modelo
Simposio en Tecnologías
17
Educativas Inteligentes

18. Task &
Concepts
Abstract User
Interfaz para navegación
Interface
Concrete
User Interface
Final User
Interface
Simposio en Tecnologías Educativas
18 Inteligentes

19. Task &
Layout-Interfaz para
Concepts
navegación
Abstract User
Interface
Concrete
User Interface
Final User
Interface
Simposio en Tecnologías Educativas
19 Inteligentes

20. Task &
Concepts
Plano de la IU
Abstract User
Interface
Concrete
User Interface
Final User
Interface
Simposio en Tecnologías Educativas
20 Inteligentes

21. Task &
Concepts
Semántica del modelo de IU
Abstract User
Interface
borderBox
1
0..1
topBox 1 1 1 1
Concrete 0..1
User Interface 0..1 0..1
bottomBox rightBox
leftBox
button
Final User button
Interface
button
button button
Simposio en Tecnologías Educativas
21 Inteligentes

22. Task &
Concepts
Ingeniería Inversa-Interfaz
Abstracta
Abstract User
Interface
Concrete
User Interface
Final User
Interface
Simposio en Tecnologías Educativas
22 Inteligentes

23. Task & Ingeniería Inversa-Modelo de
Concepts
Tareas
Abstract User
Interface
Concrete
User Interface
Final User
Interface
Simposio en Tecnologías Educativas
23 Inteligentes

24. A partir de este modelo se pueden
generar muchas soluciones
Simposio en Tecnologías Educativas
24 Inteligentes

25. Pruebas de usabilidad de IUs
A representa la Interfaz de usuario tal cual es usada en un tiempo n
Simposio en Tecnologías Educativas posibles variantes de la interfaz para
B representa una de tantas
Page 25 Inteligentes
ejecutar la misma tarea

26. Pruebas de usabilidad de IUs
La trayectoria es más visible si
Simposio en Tecnologías Educativas un control de checkboxes
usamos
26 Inteligentes

27. Potencial Beneficio#1
 Evaluación automática de:
• Aspectos estáticos (AHMI layout, posición de objetos)
• Conceptos Dinámicos (estado de un botón durante la
interacción, color de la etiqueta).
 Una especificación basada en modelos puede ser evaluada
de forma automática
 Guías de Usabilidad son evaluadas directamente sobre los
elementos de IU (distribución de los widgets componiendo
la IU).
 Atención especial fue puesta a guías orientadas a la
certificación de estándares
http://www.usixml.org
http://www.w3.org/2005/Incubator/model-based-ui/
Simposio en Tecnologías Educativas
Page 27 Inteligentes

28. Potencial Beneficio #2
 Representación Formal y natural de Guías
Simposio en Tecnologías Educativas
Page 28 Inteligentes

29. Potencial Beneficio #3
 Evaluación Automática independiente del software
Simposio en Tecnologías Educativas
Page 29 Inteligentes

30. Potencial Beneficio #4
 Evaluación de más que guías
• Carga Cognitiva, carga de trabajo, densidad visual, etc.
4.6 + 4x(4.6 + 2.2) = 31.8 1.2 + 3x(1.5 + 0.075) + 1.5 = 7.425
Carga de trabajo Tiempo de Ejecución
Recordar fecha Seleccionar Día
Seleccionar Día Seleccionar mes
Seleccionar mes Seleccionar año
Seleccionar año Validar
4.6
Evaluación/juicio (considerando un aspecto
simple) + 2.2
Simposio en Tecnologías Educativas
Page 30 Actuación discreta(botón, toggle, trigger)
Inteligentes

31. Potencial Beneficio #5
Evaluación de más que guías
Análisis de la atención visual
Simposio en Tecnologías Educativas
Page 31 Inteligentes

32. Trabajando con accesibilidad
 Creamos el concepto
 Hapget = 3D widget + haptic
feedback
Simposio en Tecnologías Educativas
32 Inteligentes

33. During execution…
Mozilla Firefox Haptic Rendering Engine
Simposio en Tecnologías Educativas
33 Inteligentes

34. 1er Reto
El Desarrollo Tecnológico
Simposio en Tecnologías Educativas
34 Inteligentes

35. El desarrollo tecnológico
3D
GUI
Engine
Game
Physical
Tech AI
Models
Core
Persist
Network
ence
Simposio en Tecnologías Educativas
Inteligentes 35

36. Para este propósito podemos seguir enfoques
 Basado en Leguajes de Programación: a interfaz
3D se genera usando un lenguaje de programación
ara este propósito (C/C++, OpenGL, XNA).
DEF PassOn TouchSensor { }
DEF script Script {
eventIn SFBool isOver
field SFBool enabled FALSE
eventOut SFBool onOff_changed
eventOut SFInt32 which_changed
url "javascript:
function initialize() {
// Initialize to off state.
onOff_changed = false;
}
function isOver( value ) {
enabled = !enabled;
onOff_changed = enabled;
which_changed = enabled;
}"
ROUTE PassOn.isOver TO script.isOver
ROUTE script.which_changed TO Simposio en Tecnologías
36
switchMenu.whichChoice Educativas Inteligentes

37. Para este propósito podemos seguir enfoques
 Herramientas : permiten el desarrollo de nterfaces
3D a traves de herramientas gráficas (Blender, 3D
Studio, Maya, ...).
Simposio en Tecnologías
37
Educativas Inteligentes

38. Para este propósito podemos seguir enfoques
 Siguiendo el enfoque basado en modelos:
 Permiten la especificación de IU basados en modelos
declarativos.
 CoGenIVE [Cuppens et al. 2006], InTML[Figueroa
2004], Contigra [Dachselt 2002], [Sutcliffe 2003]
Simposio en Tecnologías
38
Educativas Inteligentes

39. 2do Reto
El Desarrollo Metodológico
Simposio en Tecnologías Educativas
39 Inteligentes

40. Desarrollo de Video Juegos
 El proceso de diseño y desarrollo de videojuegos
a menudo carece de estructura y de método.
 El producto puede no cumplir las expectativas
iníciales
 El conocimiento de los desarrolladores no es
posible reusarlo
Simposio en Tecnologías Educativas
40 Inteligentes

41. Desarrollo de Video Juegos
 En “Design and engineering of game-like virtual
and multimodal environments” se identificaron los
retos actuales para el desarrollo de videojuegos
serios:
 Mejorar la evaluación del juego en fases tempranas
 Diseño centrado en el usuario
 Identificar formalmente el propósito de un juego
serio
 Integrar a los desarrolladores en el diseño
 Hacer prototipos
Simposio en Tecnologías Educativas
41 Inteligentes

42. Desarrollo de Video Juegos
 En un juego serio es necesario que el proceso de
desarrollo de videojuegos más que un arte sea
una ciencia.
 Este proyecto propone el desarrollo de:
 Metodología para el diseño e ingeniería de
mundos virtuales y multimodales.
 Modelos, método, lenguaje y herramienta de software para
dar soporte al método.
 Marco conceptual que de apoyo del ciclo de vida
de desarrollo de juegos serios.
Simposio en Tecnologías Educativas
42 Inteligentes

43. Desarrollo de Video Juegos
 Validación de la propuesta
 Videojuego serio para rehabilitación
 Pacientes con dificultad de movimiento
 Pacientes con deficiencia cognitiva
 Los videojuegos, incluyendo juegos
serios, últimamente han recibido una mayor atención
de la comunidad de investigadores.
 Entornos virtuales o multimodal.
 Permiten motivar al usuario a una meta seria
 El diseño del juego y su ingeniería es un área de
investigación muy joven
 Sobre todo los entornos virtuales o multimodales.
Simposio en Tecnologías Educativas
43 Inteligentes

44. 1er Juego, recuperar el
movimiento
 El tratamiento de rehabilitación muchas veces es
largo y difícil
 Con videojuego se puede motivar al paciente a
realizar sus ejercicios diarios
 Recabar información de la evolución del
paciente.
Simposio en Tecnologías Educativas
44 Inteligentes

45. Se requiere de fisiólogos
Simposio en Tecnologías Educativas
45 Inteligentes

46. 1er Juego, recuperar el
movimiento
 Ideas preliminares para el videojuego
Simposio en Tecnologías Educativas
46 Inteligentes

47. Movimientos propuestos

48. Movimientos propuestos

49. Entrenamiento de rasurado
Simposio en Tecnologías Educativas
49 Inteligentes

50. El escenario

51. Ergonomía de un baño
Simposio en Tecnologías Educativas
51 Inteligentes

52. Preservación de la Ergonomía
Simposio en Tecnologías Educativas
52 Inteligentes

53. Retocado de Objetos
Simposio en Tecnologías Educativas
53 Inteligentes

54. Texturizado

55. Texturizado

56. Texturizado

57. Texturizado

58. demo

59. Aprendizaje sobre objetos cotidianos
Simposio en Tecnologías Educativas
59 Inteligentes

60. Aprendizaje sobre objetos cotidianos
Simposio en Tecnologías Educativas
60 Inteligentes

61. Proyectos
Simposio en Tecnologías Educativas
61 Inteligentes

62. Aprender sobre el agua
Simposio en Tecnologías Educativas
62 Inteligentes

63. Movimientos propuestos

64. En la fabrica
Simposio en Tecnologías Educativas
64 Inteligentes

65. Rompecabezas
Simposio en Tecnologías Educativas
65 Inteligentes

66. Animaciones
Simposio en Tecnologías Educativas
66 Inteligentes

67. Conclusiones
Inspiradas en la ciudad de las ciencias de Paris
Simposio en Tecnologías Educativas
67 Inteligentes

68. Conclusión
 Nuevas tecnologías – de la televisión a las
computadoras – siempre son objeto de critica
cuando son aplicadas al entrenamiento y la
educación.
 Algo que parece obvio o aceptable a las nuevas
generaciones no lo es para las pasadas cuando
la tecnología esta disponible.
 Algunas causas?
 Fijación Cultural
 Resistencia Emocional
 Limitaciones Técnicas
 Falta de visión e imaginación
Simposio en Tecnologías Educativas
Inteligentes 68

69. Muchas Gracias por su
atención (visual y cognitiva)
 Preguntas
“La persona más inteligente no es aquella que tiene las
mejores respuestas sino aquella que hace las preguntas
correctas" (Voltaire)
 Dr. Juan Manuel González Calleros
 Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
 juan.gonzalez@cs.buap.mx
 Twitter: @Juan__Gonzalez
Simposio en Tecnologías Educativas
Page 69 Inteligentes