El futuro
de la educación: Inicios del Metaverso
The
future of education: Beginnings of the
Metaverse
Kevin Miranda-León1-2 y Marcela Saavedra
de la Cueva3
1 Universidad Internacional de La Rioja,
Avenida de La Paz 137. Logroño, La Rioja 26006.
2 Instituto Superior
Tecnológico Quito Metropolitano. Carán N3-195 y Calle B (Nueva Tola 2) Quito,
Ecuador. kmiran- da@itsqmet.edu.ec
3 Universidad Politécnica Salesiana, Universidad Politécnica Salesiana del Ecuador,
C. Vieja 12-30 y, Cuenca 010105.
msaavedrad@est.ups.edu.ec
ÉLITE 2022, VOL. (4). NÚM. (1)
ISSN: 2600-5875
Recibido:
08/11/2021 Revisado: 10/12/2021 Aceptado: 08/02/2022
Publicado: 08/04/2022
RESUMEN:
Las Tecnologías de la Información y la Comunicación
(TIC’s), son he- rramientas que han cambiado la forma de utilizar los datos,
siendo una alternativa diferente de ver y manejar la realidad. La educación en
el país está propuesta a la
excelencia académica y evolución de la misma, por lo que, se debe incluir y
saber que las TIC’s permiten el avance tec- nológico y su uso ayuda a
desarrollar la enseñanza, permitiendo nuevas formas de acceso y visualización de la información, es decir, completa
la experiencia del mundo real con objetos virtuales, obteniendo informa-
ción en tiempo real. El presente trabajo tiene como objetivo, analizar el
impacto del uso de las TIC’s para la educación hibrida, a partir de siste- mas
de aprendizaje presencial / virtual basados en pantallas inteligentes y analizar la aplicación de tecnologías de
realidad virtual y aumentada como complementos de las mismas, para brindar
herramientas que al- cancen la innovación en la evolución de la práctica
educativa tradicio- nal. El principal enfoque metodológico se basa en el Action
Research, establecer un registro sistemático de observaciones de los
cambios gene- rados a nivel institucional para dar solución urgente a la
problemática de la educación presencial y virtual producto de la pandemia. Con
este tra- bajo se logró solventar parcialmente la necesidad de generar
educación híbrida y establecer una propuesta de diseño e implementación de
entor- nos virtuales y aplicaciones basadas en inteligencia artificial y
realidad aumentada que generen el denominado “Metaverso” educativo.
Palabras Clave: realidad
aumentada, realidad virtual, TICS, inteligencia artificial, metaverso.
ABSTRACT:
Information and Communication Technologies (ICT) are tools
that have changed the way data is used, being a different alternative to see
and ma- nage reality. Education in the country is proposed for academic
excellence and its evolution, there- fore, it must be included and known that
ICTs allow technological progress and their use helps the development of
teaching, allowing new forms of access
and visualization of information. .
infor- mation, that is, it completes the experience of the real world
with virtual objects,
obtaining informa- tion in
real time. The objective of this work is to analyze the impact of the use of
ICT for hybrid education, based on face-to-face/virtual learning systems based
on smart screens
and to analyze the
application of virtual and augmented reality tech- nologies as a complement to
them. provide tools that manage to innovate in the evolution of tradi- tional
educational practice. The main methodolo- gical approach is based on Action
Research, esta- blishing a systematic record of observations of the changes
generated at the institutional level to pro- vide an urgent solution to the
problem of face-to- face and virtual
education as a result of the pande- mic. With this work, it was
possible to partially solve the need to generate hybrid education and establish
a proposal for the design and implemen- tation of virtual environments and
applications based on artificial intelligence and augmented reality that
generate the so-called educational "Metaverse".
Keywords: augmented reality, virtual
reality, ICTs, artificial intelligence, metaverse.
INTRODUCCIÓN:
La sociedad está experimentando transformacio- nes y cambios significativos, que deben beneficiar la visión de nuevas
formas de inclusión, para to- das aquellas personas que por distintos motivos no acceden a diferentes recursos,
permaneciendo sin acceso a las posibilidades que las tecnologías permiten. Las
(TIC´s) Tecnologías de la Informa- ción y la Comunicación tienen como objetivo
principal desarrollar herramientas más innovado- ras que beneficien al aprendizaje, donde se avanza
con una ardua mejora tecnológica, observando la unión del mundo real con el
virtual, su uso se ha extendido de manera acelerada en los últimos años y son varios los recursos educativos
que se utilizan en el aula. No obstante, al hablar de inno- vación concierta
centrarse en tecnologías emer- gentes que redimensionan el papel del docente,
creando tendencias como la realidad aumentada (RA), realidad virtual (RV),
inteligencia artificial (IA) y las Flipped Classroom (FC) (Aguilar He- rrera,
2016).
Una de estas tecnologías emergentes es la Reali- dad
Aumentada (RA), tecnología que junta la per- cepción e interacción con el mundo
real y permite al usuario estar en un entorno aumentado con in- formación
adicional generada por el computador. El progreso de las nuevas tecnologías y
su aplica- ción en la sociedad ha llevado a que se incluyan en diferentes aspectos de la educación,
facilitando materiales de apoyo a los estudiantes, para iniciar tareas,
interacción, y visualización, siendo una herramienta en la comprensión,
desarrollo y aprendizaje de los estudiantes, evadiendo los sis- temas
anticuados y mejorando la enseñanza, para así optar por nuevas formas de acceso
a la infor- mación. (González, 2015).
La realidad aumentada
presenta diferentes venta- jas ya que el campo de aplicación es muy justifi- cable las cuales son: la interacción, el impacto, la motivación. (Arias., 2015). Al tomar en
cuen- ta la interacción entre el usuario y la informa- ción, los objetos reales
y virtuales funcionan dentro del ambiente al mostrar los contenidos. Una de las
ventajas es que puede ser muy previ- sible al momento de usar esta tecnología
gene- rando un impacto con el que se puede ver de for- ma cognitiva y creativa las
experiencias de un aprendizaje. Permite también generar un nivel alto de
motivación para proporcionar aprendiza- jes relevantes en diferentes áreas profesionales
y de ciencia a nivel internacional. (Cadavieco,
2012)
La realidad virtual otra de las tecnologías emer- gentes en
innovación se ha transformado en una herramienta que proporciona sentidos
humanos en una escena de realidad simulada, la cual es igual a su realidad
natural, es decir es una repre- sentación en tiempo real, interactiva y activa
de un sistema con objetos 3D, que reproducen si- tuaciones y ambientes reales
con alto contenido táctil, acústico y gráfico.
El usuario se encuentra en un entorno artificial percibiéndolo como real, por
lo que la realidad virtual es una innovación tecnológica con una amplia
variedad de benefi- cios potenciales en varios campos. (Marcela Saavedra, 2021)
En Ecuador, la reforma y el sistema educativo han sido
sujetas a transformaciones con el fin de mejorar la calidad de educación. La
inclusión de elementos tecnológicos dentro
del ámbito educa- tivo está dando los primeros pasos,
debido a que se han realizado grandes cambios en equipa-
mientos tecnológicos e infraestructura dentro
de las instituciones educativas, como el uso laboratorios de cómputo y pizarras de alto nivel tecnológico. En el
ámbito de la educación, las TICs rompen la je- rarquía profesor - alumno,
y convierten en enseñan-
tes y aprendices a todos. Por ello, los educadores tienen que enseñar con las
nuevas tecnologías, sin que sea necesario que sean expertos en el uso de la
misma. (Liliana Ivett Urquiza Mendoza, 2016). De- bido a lo mencionado, el presente trabajo tiene como objetivo, analizar
el impacto del uso de las TIC’s para la educación hibrida, a partir de sistemas
de aprendizaje presencial / virtual basados
en pantallas inteligentes y
analizar la aplicación de tecnologías de realidad virtual y aumentada como
complemen- tos de las mismas, para brindar
herramientas al Ins- tituto Tecnológico Superior Quito Metropolitano que
alcancen la innovación en la evolución de la práctica educativa tradicional.
METODOLOGÍA
El enfoque metodológico adaptado en el presente trabajo se
basó en el Action Research, el cual esta- blece un registro sistemático de
observaciones en los cambios generados a nivel institucional para dar solución
urgente a la problemática de la educación presencial y virtual producto de la
pandemia.
La metodología utilizada busca evidenciar la apli-
cabilidad de los diferentes escalones de un sistema de tecnologías de
vanguardia en la educación supe- rior (Tabla 1).
Tabla 1: Cuadro metodológico a utilizar
para la investi- gación
La primera fase de desarrollo corresponde a la
educación híbrida, es decir, al tipo de educación que se adapta a la
presencialidad o virtualidad de los estudiantes, que sin importar dicha
circunstan- cia se pueda dar exactamente la misma clase. Para la implementación
se llevó a cabo la adquisición e instalación de pantallas inteligentes
multiplatafor- ma, cuyo funcionamiento se centra en la capacidad
de ser una pizarra virtual, misma que puede ser vista por aquellas personas que
no se encuentran en el aula de
clases, estas pantallas presentan las siguientes características (Figura 1):
·
Pantalla interactiva inteligente.
·
Pizarra dinámica
·
Protocolos de comunicación para medios
guiados y no guiados
·
Videoconferencia
sin necesidad de dispositi- vos externos
·
Multidispositivo y multiplataforma
Es importante mencionar que las posibilidades son variadas, el uso de
pantallas inteligentes en la edu- cación híbrida no solo permitió el uso de una
piza- rra presencial y virtual, sino que además brindó la posibilidad de
compartir todo tipo de material in- teractivo, generar simulaciones en tiempo
real de escenarios controlados de cualquier tema financie- ro, social, técnico
o de salud. Complementario a esto se pudo gestionar de manera virtual los pro-
blemas que tienen los estudiantes en las prácticas sin la necesidad de
encontrarse presencialmente. Todas las capacidades previamente mencionadas van
de la mano con la migración tecnológica, la capacitación y adaptabilidad de
estudiantes que se dio tanto a estudiantes como docentes, donde se generaron
competencias tecnológicas avanzadas para el contexto del país.
Para comprobar el nivel de impacto de las panta- llas en la
educación híbrida de la institución se llevó a cabo una encuesta a estudiantes
que han cursado sus estudios en paralelos con modalidad híbrida. Para la medición
de las respuestas se con- sideró la escala de Likert,
estableciendo de forma clara el grado de aceptación y adaptación de estu- diantes y docentes a la implementación de
las pantallas interactivas, la encuesta constó de las siguientes preguntas.
FIGURA 1: Evidencia de la instalación y uso de las pantallas interactivas para los
estudiantes de la modalidad.
La segunda
fase se enfoca en el desarrollo de una aplicación
móvil con tecnología de RA (realidad aumentada), para el desarrollo se usó un
ordena- dor con las siguientes herramientas: Vuforia De- velopment, para generar el reconocimiento de ob-
jetos mediante marcadores; Unity para realizar el entorno gráfico;
Visual Studio Community
para la programación en
lenguaje C.
La siguiente figura muestra el proceso del desa- rrollo de
la aplicación (Figura 2).
FIGURA 2: Proceso de desarrollo de aplicación
usando realidad aumentada para la implementación.
Registro de plataforma Vuforia
Para el registro
de la plataforma se utilizó
la pági- na de Vuforia, la cual permitió
colocar las creden- ciales del registro previamente realizado, median- te
esta plataforma se pudo descargar el “SDK” que es la extensión para Unity3D y
que permite ingresar a la base de datos de Vuforia. Luego, pa- ra el uso de la plataforma se procedió a crear la License Manager
opción “Get Development key”, donde se creó la license key, para usar el target manager
como base de datos para Unity3D. Para culminar con indicado, se procedió a
copiar la li- cencia generada para posterior usarla en Unity y crear la
aplicación de realidad aumentada.
FIGURA 2: Diseño de la encuesta aplicada
para medi-
ción de necesidades.
En la pestaña
de target mánager
se añadió la ba-
se de datos que permite crear los SDK de los marcadores y adicional se procedió
a cargar la imagen que será el disparador para realidad au- mentada. Finalmente, se cargó el indicador en la
plataforma Vuforia donde se indicó
las estrellas que califican del 1 al 5 la imagen para que pueda ser usada en realidad aumentada
(Figura 3).
FIGURA 3: Proceso para la creación
de la aplicación de realidad aumentada
Uso del software Unity
Para el uso del software, se procedió a la verificación del entorno de realidad
aumentada, eliminando el “Main Camera”, para ello, se debe identificar la plata- forma en la
que se va a crear la aplicación y a
su vez seleccionar Vuforia aumented reality, mediante buid setting. Seguido a
esto, se importó la base de datos que se creó en Vuforia “Target Manager”,
donde se encuentran las imágenes
disparadoras que son los ins- trumentos y módulos del laboratorio. Para la creación de la aplicación para dispositivo móvil, se procedió a exportar el APK para un dispositivo Android colocan- do todas las escenas
en el campo designado y se cons- truye para crear la aplicación, en la opción de “Player Settings”. En este apartado
el usuario procede
a enfor- car hacia el
elemento haciendo uso de la cámara del dispositivo móvil donde se descargó la
APK, los bo- tones permiten acceder a los diferentes escenarios de la
aplicación, y permiten abrir cada interfaz de cada botón elegido (Figura 4).
FIGURA 4: Proceso de uso del software en un entorno de realidad aumentada
La tercera fase se enfoca en la propuesta de reali- dad
virtual la cual se basa en generar un ambiente que pueda simular un laboratorio
con objetos si- mulados en 3D, dando un sentido humano a una realidad simulada
haciendo que el entorno sea con-
trolado (Figura 5).
El diseño del entorno debe tener diferentes elemen- tos para la interacción con ellos, es importante en- tender que la interacción se realizó
mediante el equipo VR previamente configurado y vinculado a los mandos que posee. Para el desarrollo de la apli- cación de realidad virtual se
utilizó una compu- tadora con tarjeta
gráfica avanzada, debido
a los
requerimientos de los implementos para realidad virtual; de manera
similar a la fase
de realidad au- mentada se debe emplear
herramientas OpenSour- ce:
Unity que permite desarrollar el
entorno gráfi- co; Visual Studio
Community que se utilizara para construir, en lenguaje C, el programa
que permita interactuar con el ambiente y manejar los coman- dos del equipo. Con el escenario virtual que se pretende
crear, es posible interactuar con el menú y
las herramientas que ofrece el equipo de realidad
virtual, con sus comandos, el casco de visualiza- ción estereoscópica y los
sensores. La cuarta y última fase
corresponde el crear una red completa IoT con todas
las fases anteriores, la propuesta que se llevó a cabo pretende
crear un sistema
en el cual las 3 primeras fases se encuentren intercomunica- das en entornos mixtos
y correspondientes entre sí,
el sistema requiere el uso de múltiples
habilidades y conocimientos técnicos tales como: programa- ción
orientada a objetos, almacenamiento en la nube, inteligencia artificial, redes
de nueva genera- ción, sistemas de control
y automatización (Figura 6).
FIGURA 5: Proceso de desarrollo para la pro- puesta de realidad virtual
DISCUSIÓN DE RESULTADOS:
El resultado de las encuestas aplicadas a 172 encuestados
evidenció lo siguiente:
La implementación-aplicación de TICS en el desarrollo de la
educación presencial, virtual e híbrida se es una realidad
que va creciendo y tal como lo podemos identificar en los
siguientes resultados unos de los primeros
pasos lógicos es el
uso de tecnologías interactivas, fáciles
de ma- nejar y con
adaptabilidad a varias plataformas educativas, en el caso del Instituto
Tecnológico Superior Quito Metropolitano, el proceso de instalación e inducción
para el uso de pantallas interactivas fue satisfactorio y generó los si-
guientes porcentajes de conformidad (Figura 7- 11).
FIGURA 6: Las
pantallas interactivas son una solu- ción eficiente a la necesidad de
implementar la edu- cación híbrida en una institución de educación su- perior
Nota. El gráfico indica
que el 66.7% de los estu- diantes se encuentran totalmente de acuerdo con que
la implementación de las pantallas interacti- vas sea una solución, el 22.2%
responden de acuerdo y solo el 8% se consideran en un estado neutro.
FIGURA 7: P2. Soy capaz de usar las funciones principa- les de la pantalla interactiva
Nota. El gráfico indica que el
61.1% de los estu- diantes se encuentran totalmente de acuerdo con la idea de
usar las funciones de las pantallas in- teractivas, el 23.6% responden de
acuerdo y solo el 11.1% se consideran en un estado neutro, lo que evidencia la
gran aceptación que tienen.
FIGURA 8: P3. La pantalla interactiva
permite reci- bir la clase de la misma manera de forma presencial que de forma
virtual.
Nota. El gráfico indica que el
46.5% de los estu- diantes se encuentran totalmente de acuerdo con cambiar la
forma de recibir clases, el 23.9% respon- den de acuerdo, 19.7% se encuentran
en estado neu- tro demostrando indecisión en la forma de recibir las clases y tan solo el 8.5% no
consideran una idea en cambiar la forma de estudio.
FIGURA 9: P4. La pantalla interactiva
cuenta con una interfaz amigable y sencilla de usar
Nota. El gráfico indica que el
50% de los estudian- tes se encuentran totalmente de acuerdo en que usar la
pantalla interactiva es muy sencilla de usar, el 34.7% responden de acuerdo, y
tan solo el 12.5% se encuentran en estado neutro, evidenciando que la implementación
y la capacitación recibida a todos los
integrantes de la comunidad educativa generó facilidades de estudio.
FIGURA 10: P5. La educación
híbrida facilita que pueda trabajar
y estudiar de forma simultánea. y sencilla de usar
Nota. El gráfico indica que el
73.6% de los estu- diantes se encuentran totalmente de acuerdo evi- denciando
que implementar la educación hibrida si facilita la forma de trabajar y
estudiar, el 15.3% responden de
acuerdo, y tan solo el 8.3% se encuentran en estado neutro.
El impacto positivo de esta forma de estudiar se vio
reflejada en los resultados obtenidos ya que muestran que el uso de pantallas
interactivas es una de las mejores soluciones que aplicaron a la problemática
de la educación híbrida, por lo que se considera efectiva. Con esta forma,
las personas son capaces de
adaptarse de forma rápida si se da una correcta inducción, se genera una
posibilidad que hoy en día es indispensable para un estudiante la cual es poder trabajar y
costear sus estudios. Pero para obtener
los resultados esperados a nivel educativo
también se pudo evidenciar que no hay una conformidad total
en cuanto a la similitud en- tre una clase presencial con pantalla interactiva a una clase
virtual con pantalla interactiva, esto de- bido a que existen varias carreras cuyas
asignatu- ras cuentan con componentes prácticos que van más allá del uso de una computadora, tal como
es el caso de redes y telecomunicaciones que requie-
ren el uso de equipos de aplicación específica al igual que electrónica,
mecánica.
ren el uso de equipos
de aplicación específica al igual que
electrónica, mecánica.
Una vez creada
la APK se ejecuta el archivo y se pro- cede con la visualización del
resultado, para esto la aplicación inicia con una pequeña introducción del
tema, adicional se debe enfocar al instrumento y se muestra la información
adicional (Figura 11). Para validar la aplicación se procede a verificar la califica-
ción de los marcadores en la base de datos de Vuforia esto tomando en consideración que
depende de las características de las imágenes que se tomaron como indicadores.
Como primer aspecto se analiza el tipo de selección de reconocimiento de imagen y se señala la variación de la
calificación del usuario de cada es- cena dentro de la plataforma, como se
muestra en la tabla (Tabla 2).
FIGURA 11: Validación de la aplicación de os marca- dores en Vuforia
TABLA 1: Validación de la aplicación Vuforia con instrumentos de laboratorio
|
Instrumento de laboratorio
|
Objeto
|
Calificación del indica-
dor
|
Porcentaje%
|
|
Multímetro
|
Objetos en 2D y 3D
|
5 estrellas
|
100%
|
|
Osciloscopio
|
Objetos en 2D y 3D
|
4 estrellas
|
95%
|
|
Generador de señales
|
Objetos en 2D y 3D
|
4 estrellas
|
96%
|
Mediante las siguientes tabulaciones se puede observar la
opinión del usuario al interactuar con los instrumentos expuestos
en la tabla 3, tomando en cuenta que el usuario está
conforme con la información del instrumento equivalente al 100%.
CONCLUSIONES
Los datos revelan que la implementación del sis- tema de pantallas interactivas fueron una solución acertada y aceptada por parte de
la comunidad estudiantil y el cuerpo docente del Instituto Tec- nológico
Superior Quito Metropolitano, las prin- cipales limitaciones corresponden a una
correcta inducción de las funciones principales de las pan- tallas, pruebas que determinen las limitaciones de las mismas y la adaptación de la
infraestructura física.
De acuerdo a los datos analizados, el uso de he- rramientas tecnológicas nuevas en el ámbito de la
educación como realidad aumentada, permite a los estudiantes obtener un
incentivo que ayuda a mejorar la enseñanza ya que esta herramienta pro- porciona una interacción menos
ambigua y te- niendo una experiencia más.
FIGURA 12: Evidencia del uso del multímetro para la
aplicación de Vuforia.
más interesante, a la vez es de fácil acceso con tan solo
descargar la APK el usuario puedo tener la in- formación a la mano sin
necesidad de tener un tiem- po especificado para su enseñanza. Al existir fases de
propuesta, su implementación estará ligada
a la edu- cación híbrida y la realidad
aumentada, los resultados satisfactorios presentes en las primeras
dos fases ge- neran un punto
de partida funcional para la imple- mentación de realidad virtual y un sistema IoT.
AGRADECIMIENTOS:
Al Instituto Tecnológico Superior Quito Metropoli- tano por
la apertura en la realización de los proyec- tos y producciones científicas.
CONTRIBUCIONES DE LOS
AUTORES:
Para artículos de investigación con varios auto- res, se
debe proporcionar un breve párrafo que especifique sus contribuciones
individuales. Se deben utilizar las siguientes afirmaciones “Conceptualización, K.M. y M.S.; metodología,
K.M. y M.S.; investigación, K.M. y M.S.; escri-
tura—preparación del borrador original, K.M. y M.S.; redacción—revisión y edición,
K.M. y
M.S. Todos los autores han leído y aceptado la versión
publicada del manuscrito.” La autoría debe limitarse a aquellos que hayan
contribuido sustancialmente al trabajo informado.
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